10克/千克体重碳水化合物摄入在12小时运动后恢复期内快速补充肝脏而非肌肉糖原：优秀自行车运动员的13C磁共振光谱研究

本研究通过超高频场（7T）13C磁共振光谱（13C MRS）首次揭示，运动后12小时内摄入10 g/kg体重的碳水化合物（CHO）可6小时内完全恢复肝脏糖原（142%基础值），但肌肉糖原仅恢复至69%。该发现为运动员短期恢复的营养策略提供了精准指导，验证了非侵入性检测技术的可靠性（ICC=0.87）。

　　

研究背景

糖原是运动耐力表现的关键能量底物。既往研究表明，24小时内充足碳水化合物（CHO）摄入可恢复运动后肌肉糖原，但肝脏糖原补充的时效性缺乏直接证据。本研究创新性采用7T超高频场¹³C磁共振光谱（¹³C MRS），同步监测优秀自行车运动员运动后12小时内肝脏与肌肉糖原动态变化。

研究方法

12名训练有素的男性自行车运动员（VO₂peak 67±5 ml/min/kg）完成随机交叉试验：对照组（CON）空腹恢复，干预组（CHO）摄入10 g/kg体重的CHO（前6小时以1.2 g/kg/h速率补充蔗糖饮料）。通过¹³C MRS和肌肉活检（生化分析）评估运动前、运动后即刻、6小时和12小时的糖原浓度，并采用3T MRI量化组织体积。

关键发现

肝脏糖原超补偿现象：CHO组肝脏糖原浓度6小时内从110±44 mmol/L升至236±39 mmol/L（142%基础值），12小时达258±40 mmol/L，显著高于CON组（P<0.001）。肝脏体积同步增加18%，提示糖原蓄积伴随水分储存。

肌肉糖原延迟恢复：尽管CHO组肌肉糖原12小时内从56±19 mmol/L升至110±19 mmol/L（恢复率4.4±1.5 mmol/L/h），但仍低于基础值159±32 mmol/L（P<0.001）。活检数据（换算为523±92 mmol/kg干重）验证了MRS结果的可靠性（r=0.89，偏倚仅4.1±23.7 mmol/L）。

机制探讨

差异恢复的生理基础：

1. 1.

   肝脏：蔗糖中果糖成分通过门静脉直接供能，激活肝糖原合成酶（GS），且胰岛素敏感性更高；

2. 2.

   肌肉：GLUT4转运速率和糖原合成酶活性受运动后AMPK抑制影响，导致再合成速率受限（25±10 mmol/kg干重/小时）。

技术突破

7T ¹³C MRS与活检数据高度一致（ICC 0.87），证实该技术可精准量化深层组织糖原。研究首次实现同一受试者多器官糖原动态监测，为代谢研究提供新范式。

实践意义

1. 1.

   赛事营养策略：多日赛（如环法）中，优先补充肝脏糖原可维持血糖稳定，而肌肉糖原需>12小时恢复；

2. 2.

   检测技术革新：非侵入性MRS适用于长期监测，避免活检的创伤性和取样误差。

遗留问题

肌肉糖原完全恢复是否需24小时？更高CHO摄入（>10 g/kg）的效应仍需验证。未来可探索果糖/葡萄糖比例对器官特异性糖原合成的调控机制。

（注：全文数据均源自原文图表，结论严格对应作者表述）