【營養師專欄】鈣、鎂—運動員常忽略的關鍵營養素

營養素的重要性

運動員和一般健康人一樣都需要健康型態的均衡飲食，但均衡飲食談何容易，除了要注意提供能源的三大營養素之外，也需要足夠的維生素及礦物質，然而專注在訓練的運動員，大部分會是以外食為主，較難達到均衡攝取，往往忽略重要的營養素，長期下來不僅可能影響恢復狀態、甚至影響運動表現，如圖：

今天來介紹，平常容易被忽略，卻很重要的營養素：鈣、鎂兄弟黨！

為什麼鈣、鎂會稱為兄弟黨呢？因為它們都是參與運動時肌肉收縮和合成骨質的重要礦物質，同時，也是運動員普遍缺乏的營養素！根據研究調查運動員各項營養素攝取狀況，不論性別及專項的運動員，鈣及鎂普遍攝取不足 (Heaney et al, 2010, Campbell, 2020)。

究竟鈣、鎂對人體有什麼功能？食物來源有哪些？對運動員的重要性是什麼？讓我們一起來認識它們吧。

鈣Calcium

功能

形成牙齒、骨質、參與肌肉收縮、神經傳導，參與重要代謝反應以及凝血功能。

食物來源

鈣之建議每日攝取量13-18歲為1200毫克，19歲以上為1000毫克。

富含鈣的食物包含: 乳製品、豆干、豆腐、小魚干、帶殼海鮮、綠色蔬菜、芝麻等… (如圖表)。

根據國民營養調查結果顯示，國民普遍鈣質攝取不足，男性攝取量約412-606毫克/日，女性為353-521毫克/日，相較於歐美國家 (平均攝取量約1000毫克/日)，我國攝取量非常少，且富含鈣質之乳製品攝取量偏少。

鈣與運動

長期缺乏鈣質的飲食而導致骨質流失並不會有明顯症狀，且血液鈣濃度若無其他內分泌或腎臟疾病，會處於非常穩定的狀態，因此，骨質疏鬆症才被稱為「無聲的小偷」，骨骼中的鈣正在一點一滴慢慢的留失，骨折通常會是第一個鈣質缺乏表現出的症狀，而與運動員相關的骨折就是疲勞性骨折 (stress fracture) (Campbell, 2020) 。

疲勞性骨折是常見的運動傷害，長時間反覆的壓力讓成骨細胞和蝕骨細胞的平衡受到干擾，加上恢復不足時容易發生傷害，盛行率約0.7-21%，特別是田徑選手最常發生。導致疲勞性骨折的內在風險因子包含：1. 鈣與維生素D攝取不足、2. 女性運動員三合症 (MacKnight 2017)。

透過攝取鈣與維生素D補充品可以降低21%疲勞性骨折之風險 (Saunier, & Chapurlat, 2018)。女性運動員三合症主要臨床異狀爲：飲食失序 (熱量攝取不足)、閉經症及骨質疏鬆症，而三症之間會互相影響（羅盛安、詹貴惠，2011）。

雖然短期鈣質攝取不足並不會影響運動表現，但是長期缺鈣可能導致疲勞性骨折、錯過增加骨質密度高峰黃金期，進而導致增加老年骨質疏鬆的風險！

運動鈣流失

在長時間耐力訓練下，因排汗會導致鈣質流失增加，若同時鈣質攝取量亦不足，恐會影響骨質健康。一篇研究結果顯示，男性大學生進行45分鐘中強度的耐力跑後，流失了約1.52公升的汗液，出汗率約2公升/時，其中鈣流失45毫克 (Bullen et al, 1999)，而出汗率與環境和強度相關，一名菁英跑者在一場馬拉松賽事中，出汗率甚至達3.6公升/時 (Beis et al, 2012)。因此，長時間高強度的訓練或競賽後，仍可能會流失相當量的鈣質。

一篇隨機交叉研究，有運動習慣之停經前婦女，控制飲食鈣質攝取量約470毫克 (與國人攝取量相近)，每日在餐中額外攝取400毫克的鈣錠2次，共800毫克，進行1小時中強度自行車運動，發現補充鈣錠組可以減少汗鈣流失，無補充鈣錠組則是鈣質流失量大於攝取量，產生鈣負平衡 (Martin et al, 2007)。

另外，在自行車運動前進行鈣質增補，可以降低蝕骨細胞指標濃度，但目前仍沒有長期增補對骨質影響的研究 (Haakonssen et al, 2015)。

因此，運動員經高強度大量訓練，可能因此增加鈣質流失，在飲食鈣質攝取不足下，使用鈣質補充品可以改善鈣平衡。

鎂Magnesium

功能

參與超過300種生化反應，包括能量代謝、細胞傳遞，並且也是細胞膜結構之一，與身體活動息息相關。

鎂的營養狀態最常以血漿鎂為指標，正常範圍為1.7-2.3 mg/dl，由於運動時肌肉細胞對鎂需求增加，鎂會流動至肌肉，且運動會增加鎂從汗液和尿液排出，血鎂過低會產生肌肉虛弱、混亂、食慾下降，因此不可忽視飲食鎂的攝取 (Nielsen & Lukaski, 2006)。

食物來源

19-50歲男性鎂建議量為380毫克，女性為320毫克，根據調查結果，不論男女，其鎂攝取量皆未達建議量。

富含鎂食物有魚貝類、豆腐、豆干、牛奶、堅果種子、雜糧、紅綠色蔬菜和水果。

鎂與運動

以下是有關鎂與運動表現相關研究：

1. 血漿鎂接近低濃度的女性運動員，每日增補360毫克鎂，持續3週後，訓練後的肌肉損傷指標-肌酸激酶 (creatine kinase)，顯著低於沒有增補鎂的運動員 (Campbell, 2020)。

2. 血漿鎂低濃度的菁英划船選手，每日增補360毫克鎂，持續4週後，相較於無增補鎂的選手，在力竭划船測試後，有較低的血乳酸濃度和攝氧量 (Campbell, 2020)。

3. 在7週的肌力訓練中，每日增補250毫克鎂，加上飲食中攝取的鎂，達每公斤體重8毫克的年輕男性，可增加較多腿部力量 (Brilla and Haley 1992)。

4. 停經後婦女攝取較低的鎂 (180毫克/日)，相較於攝取足夠鎂的婦女 (320毫克/日)，會產生鎂負平衡，降低肌肉和紅血球鎂營養狀態，在運動時，會增加心律且降低作工效率 (Lukaski & Nielsen, 2002)。

缺乏鎂的運動員增補鎂似乎可以幫助運動員恢復、有氧能力以及運動表現。

運動鎂流失

在劇烈運動後，如馬拉松賽事，尿液鎂離子濃度會顯著增加 (Lijnen et al, 1988)，且在3天快速徒步120公里後，血漿鎂濃度在徒步後的1小時、後第3天皆顯著低於徒步前 (Stendig-Lindberg et al, 1987)，且在高強度間歇至力竭的無氧運動後，鎂排出量較無運動者多21%，(Deuster et al, 1987)。

因此建議運動員鎂攝取量較一般人多10-20%，男性運動員鎂目標為420-450毫克，女性運動員為350-384毫克，以維持良好的鎂營養狀態。

鈣、鎂攝取時機

• 增加鈣、鎂吸收率的營養素包含：維生素D、蛋白質。
• 富含草酸的餐食會減少鈣質吸收，例如：菠菜、芹菜、茄子、秋葵、南瓜、莓果類、巧克力、茶等等。
• 鈣、鎂、鐵、鋅雖然會相互影響吸收，但是目前研究指出，並不會因為相互影響吸收而導致其他營養素缺乏，產生缺乏症狀 (Gropper et al, 2018)。

因此，在攝取補充品時，可以在富含蛋白質的餐間或是餐後服用，且避免高草酸食物。

總結

1. 鈣的營養狀態是長期累積的結果，因此，養成良好高鈣飲食習慣是很重要的，尤其是對運動選手，鈣營養狀態不佳可能造成疲勞性骨折而影響運動表現！
2. 鎂離子濃度較會受到身體活動而改變，高強度訓練會增加鎂流失可能因此影響表現，因此運動員需要攝取更多鎂維持能量代謝能力。
3. 若飲食鈣、鎂攝取不足，則可以考慮以補充劑方式增加攝取量。

參考資料

1. 羅盛安、詹貴惠（2011）。女性運動員三合症的預防與處置策略。中華體育季刊，25卷3期，395-401頁。    
2. Heaney, S., O’Connor, H., Gifford, J., & Naughton, G. (2010). Comparison of strategies for assessing nutritional adequacy in elite female athletes’ dietary intake. International journal of sport nutrition and exercise metabolism, 20(3), 245-256.
3. Nielsen, F. H., & Lukaski, H. C. (2006). Update on the relationship between magnesium and exercise.
4. Haakonssen, E. C., Ross, M. L., Knight, E. J., Cato, L. E., Nana, A., Wluka, A. E., … & Burke, L. M. (2015). The effects of a calcium-rich pre-exercise meal on biomarkers of calcium homeostasis in competitive female cyclists: a randomised crossover trial. PloS one, 10(5), e0123302.
5. Dunford, M., & Doyle, J. A. (2019). Nutrition for sport and exercise. Cengage Learning.
6. Lijnen, P., Hespel, P., Fagard, R., Lysens, R., Eynde, E. V., & Amery, A. (1988). Erythrocyte, plasma and urinary magnesium in men before and after a marathon. European journal of applied physiology and occupational physiology, 58(3), 252-256.
7. Martin, B. R., Davis, S., Campbell, W. W., & Weaver, C. M. (2007). Exercise and calcium supplementation: effects on calcium homeostasis in sportswomen. Medicine and science in sports and exercise, 39(9), 1481-1486.
8. Campbell, B. (Ed.). (2020). NSCA’s guide to sport and exercise nutrition. Human Kinetics Publishers.
9. MacKnight, J. M. (2017). Osteopenia and osteoporosis in female athletes. Clinics in Sports Medicine, 36(4), 687-702.
10. Saunier, J., & Chapurlat, R. (2018). Stress fracture in athletes. Joint Bone Spine, 85(3), 307-310.
11. Bullen, D. B., O’Toole, M. L., & Johnson, K. C. (1999). Calcium losses resulting from an acute bout of moderate-intensity exercise. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 9(3), 275-284.
12. Beis, L. Y., Wright-Whyte, M., Fudge, B., Noakes, T., & Pitsiladis, Y. P. (2012). Drinking behaviors of elite male runners during marathon competition. Clinical Journal of Sport Medicine, 22(3), 254-261.
13. Haakonssen, E. C., Ross, M. L., Knight, E. J., Cato, L. E., Nana, A., Wluka, A. E., … & Burke, L. M. (2015). The effects of a calcium-rich pre-exercise meal on biomarkers of calcium homeostasis in competitive female cyclists: a randomised crossover trial. PloS one, 10(5), e0123302.
14. Gropper, S. S., Smith, J. L., & Carr, T. P. (2018). Advanced nutrition and human metabolism. Cengage Learning.
15. Bohl, C. H., & Volpe, S. L. (2002). Magnesium and exercise. Critical reviews in food science and nutrition, 42(6), 533-563.
16. Brilla, L. R., & Haley, T. F. (1992). Effect of magnesium supplementation on strength training in humans. Journal of the American College of Nutrition, 11(3), 326-329.
17. Lijnen, P., Hespel, P., Fagard, R., Lysens, R., Eynde, E. V., & Amery, A. (1988). Erythrocyte, plasma and urinary magnesium in men before and after a marathon. European journal of applied physiology and occupational physiology, 58(3), 252-256.
18. Stendig-Lindberg, G., Shapiro, Y., Epstein, Y., Galun, E., Schonberger, E., Graff, E., & Wacker, W. E. (1987). Changes in serum magnesium concentration after strenuous exercise. Journal of the American College of Nutrition, 6(1), 35-40.
19. Deuster, P. A., Dolev, E. R. A. N., Kyle, S. B., Anderson, R. A., & Schoomaker, E. B. (1987). Magnesium homeostasis during high-intensity anaerobic exercise in men. Journal of Applied Physiology, 62(2), 545-550.
20. Lukaski, H. C., & Nielsen, F. H. (2002). Dietary magnesium depletion affects metabolic responses during submaximal exercise in postmenopausal women. The Journal of nutrition, 132(5), 930-935.