Fluid Replacement

做運動的時候，視乎外在環境的情況（溫度、濕度、陽光、風力）、新陳代謝的速率和穿著的衣服種類等，體溫可以急劇上升，於是身體會透過排汗來散發過剩的熱能。

除了水分以外，汗液還包含著電解質，如果因大量出汗而又未能及時補充失去的水分和電解質，就會降低運動表現，甚至影響健康。

Sawka 等（2007）指出，運動員在訓練及比賽中，可以每小時流失 0.5 至 2.0 公升的汗液。當然，實際的流失速率會因個別運動員、運動項目和氣候的不同而有出入。就以越野跑為例，Godek，Bartolozzi 與 Godek（2005）發現，夏天時汗液的平均流失速率可達 1.77 公升 / 小時（範圍由 0.99 至 2.55 公升 / 小時）；就算在冬天，Burke 等（2005）也發現半馬拉松運動員的平均汗液流失速率仍可達 1.49 公升 / 小時（範圍由 0.75 至 2.23 公升 / 小時）。由此推算，運動員在一場超過 2 小時的馬拉松長跑賽事中，可以流失約 3 公升或以上[1] 的汗液。以一個體重 70 千克的運動員計算，身體的總含水量為 42 公升（人體約 60% 的質量由水構成），所以在一場馬拉賽事中，可以流失 3 ÷ 42 x 100% = 7% 的水分，或 3 ÷ 70 x 100% = 4% 的體重。

在較涼快及溫和的環境之下，人體產生的熱能可以藉著輻射（radiation）和對流（convection）來散發，倚靠汗液蒸發（evaporation）來散熱的需求降低，所以汗液的流失量亦相對較少。在炎熱的環境底下，體熱主要靠汗液的蒸發來排出體外[2]，穿著沉重或不通風的衣物，都會妨礙了體熱藉著汗液的蒸發而排出體外，汗便會流得更多[3]。反過來說，當氣流增強的時候（風、跑速），會促進汗液的蒸發，減少汗液掉到地上，造成「浪費」。

汗液中電解質（如鈉、鉀、鈣、鎂等）的流失量要視乎汗液的總流失量和汗液中電解質的濃度而定，而且會按遺傳、膳食、汗流速率和熱適應能力而有出入。然而，性別、成熟程度和年齡，對此卻無顯著影響。雖然汗腺能重新吸收鈉（sodium）和氯化物（chloride），但其吸收能力並不會隨著汗流速率的上升而有所提高，因而使到汗液中鈉和氯化物的濃度會隨著汗流加快而升高。熱適應（heat acclimatization）能增強再吸收鈉和氯化物的能力，使人體在任何汗液流失速率之下，汗液中鈉的濃度都會較低。

人體約 60%（範圍由 45 至 75%）的重量是由水組成，並且會因不同的身體成分（body composition）而有所分別。去除脂肪後的肌肉中有 70 至 80% 的重量由水構成；但脂肪組織卻只有 10% 的重量是水。水在肌肉或脂肪中的含量與年齡、性別、種俗等因素並無關係。因此，一個重 70 千克的人，體內約存著 42 公升（範圍由 31 至 51 公升）的水分（Institute of Medicine，2005）。經過訓練的運動員，由於肌肉增多和脂肪減少，所以體內的總存水量會較高。

人體內的水平衡要按水分的吸收和流失而定，水分可透過飲料、膳食和新陳代謝而得到補充，但亦會隨著呼吸、排泄和出汗而流失。在正常的情形下，由新陳代謝而產生的水分（約 0.13 克 / 千卡熱能），與呼吸時水分的流失量互相抵消（Consolazio，Johnson 與 Pecora，1963；Convertino 等，1996）。除了腹瀉的情況下，水分隨消化管道的流失量只為 100 至 200 毫升 / 天。腎臟會調節尿液輸出來維持體內的水平衡，能夠每小時排出 20 至 1000 毫升的尿液（Institute of Medicine，2005）。在劇烈運動的時候，流到腎臟的血量和腎小球的過濾能力都會顯著下降，尿液的排放量亦會隨之而減少（Zambraski，2005）。因此，運動時吸取過多的水分（hyperhydration），腎臟便難以將多餘的水分排出體外。

一般來說，經過 8 至 24 小時之後，如果能夠汲取足夠的水分和電解質，兩者都能夠被完全補充，使身體的總存水量得以維持，並且經常都能夠保持在體重的 ±0.2 至 0.5%以內。

運動時體重的改變可以用來計算汗液的流失速率。由於汗液的比重（specific gravity）為 1.0 克 / 毫升，每減輕 1 克的體重就代表流失了 1 毫升的汗液。因此，運動前後體重的相差便可以用作水分補充的指標。對大部分人來說，水分流失超過體重的 2% 便會開始影響到有氧運動和認知上的表現（特別在炎熱的天氣底下），但實際情況會按環境溫度、運動種類和個人生理特質而有差異。在較寒冷的天氣底下，脫水超過體重的 3% 才會開始影響到有氧運動的表現。不過，就算脫水程度是超過了體重的 3 至 5%，仍不會影響到無氧運動和肌肉力量的表現（Sawka 等，2007）。

脫水不但會影響到運動表現，而且還可以導致熱衰竭，甚至是中暑的嚴重後果。美國一個歷時 22 年的研究（Carter 等，2005）顯示，約 17% 中暑而需要留院的美軍有脫水的情況。骨骼肌的抽筋情況也相信是由於脫水，再加上電解質不足和肌肉疲勞所致；而且容易抽筋的人士，亦相信是出汗較多並同時流失大量鈉的一群（Bergeron，2003；Stofan 等，2001）。

另一方面，過度補充水分（高於汗液流失量）而未能適當補充鈉，使到血漿內的鈉過少（低於 125 毫摩爾 / 公升），便會造成運動性低血鈉症（exercise-associated hyponatremia），而且血鈉的濃度降得越低，降得越急，出現腦部疾病（如水腫）及肺水腫的風險就越大。低血鈉症癥狀包括：頭痛、嘔吐、手及腳部腫脹、不安、不尋常的疲累、混亂和失去知覺（腦部疾病：水腫）、呼吸時出現氣喘聲（肺水腫）等。當血鈉的濃度遠低於 120 毫摩爾 / 公升的時候，甚至會出現昏迷、呼吸停頓，甚至死亡的情況。

女性的體型較小，新陳代謝的速率也較低，所以汗液流失速率也較男性為低，但卻比男性容易出現運動性低血鈉症（特別在參與馬拉松及超級馬拉松賽事時，但原因仍未能確定）。老年人（65 歲以上）對脫水而感到口渴的靈敏度較差，往往未能及時補充足夠的水分，所以運動時及運動後都應鼓勵他們要多喝水。兒童的汗液流失速率也較成年人低。

American College of Sports Medicine 對運動時水分的補充有下列的建議（Sawka，2007）：

運動前的水分補充

運動前的 4 小時，便應開始按體重逐少補充水分（約 5 至 7 毫升 / 千克），如果之後未有小便或尿液的顏色仍較深，便應在運動前的 2 小時，再按體重逐少補充水分（約 3 至 5 毫升 / 千克）。在運動前數小時開始補充水分，能確保尿液的輸出，亦即體內的水平衡，在運動開始前已回復正常。飲用含鈉的飲料及進食加進小量食鹽的小食，能刺激口渴的感覺及保存喝進的水分。一般來說，攝氏 15 至 21 度的水較為可口。

運動時的水分補充

運動時水分補充的目標就是防止脫水（超過體重的 2%）和保持電解質的平衡，補充的分量和速率要按個人的汗液流失速率、運動的持續時間和可以給予補充水分的機會（水站的設置）而定。運動的持續時間越長（超過 3 小時），水分補充與汗液流失之間的平衡越加重要，否則會造成脫水或運動性低血鈉症。此外，個子大小有別的運動員，在不同的氣候環境下，進行不同速度的運動時，汗液流失速率的範圍約是 0.4 至 1.8 公升 / 小時，詳細內容見表一（Montain，Cheuvront 與 Sawka，2006）。

表一、在涼快 / 溫和（溫度 = 攝氏 18 度）及溫暖（溫度 = 攝氏 28 度）的環境下，跑速由 8.5 至 15 公里 / 小時的預計汗液流失速率（公升 / 小時）。

　

體重（千克）

　

氣候

跑速

8.5 千米 / 小時

10 千米 / 小時

12.5 千米 / 小時

15 千米 / 小時

50

涼快 / 溫和

0.43

0.53

0.69

0.86

　

溫暖

0.52

0.62

0.79

0.96

70

涼快 / 溫和

0.65

0.79

1.02

1.25

　

溫暖

0.75

0.89

1.12

1.36

90

涼快 / 溫和

0.86

1.04

1.34

1.64

　

溫暖

0.97

1.15

1.46

1.76

對於賽前體內水平衡正常的馬拉松運動員來說，Noakes（2003）建議他們可隨著意向飲用 0.4 至 0.8 公升 / 小時的飲料。運動員的跑速越高，體重越重，氣候越炎熱，飲的應當較多；反過來說，個子較小，體重較輕，速度較慢的運動員，可以相對飲少些。Montain，Cheuvront 與 Sawka（2006）也認同這個飲用分量。

至於運動飲料的成分，Institute of Medicine（1994）建議，除了要含有電解質（鈉、鉀、氯化物）外，還要包含約 5 至 10% 的碳水化合物[4]，以補給能量。碳水化合物的補給有助於維持運動的強度，每小時飲用約 30 至 60 克的碳水化合物飲料，能有效維持血糖的水平，從而保持運動表現（Coyle，2004；Coyle 與 Montain，1992）。以一支常規的運動飲料（含 6 至 8% 碳水化合物）計算，運動員每小時可飲用 0.5 至 1 公升以達致每小時補充 30 至 80 克碳水化合物的目標。不過，運動飲料中的碳水化合物亦不宜超過 8% 的濃度，否則容易滯留胃部，妨礙水分的吸收。

運動後的水分補充

運動後水分補充的目標，就是要完全恢復體內的水分和電解質儲備。如果時間許可，正常的飯餐及小吃（只要含有適量的鈉），再加上清水已足夠補充需要。於恢復階段在食物或飲品中加進鈉，有助刺激口喝的感覺和保留喝進的水分。就算從汗液流失了較多的鈉，只要在食物中加多少許的食鹽，一般已足夠補充失去的電解質。

若要盡快解決脫水的問題，運動員應按每千克體重的損失，飲用約 1.5 公升（包含電解質）的飲料，但千萬不要一次過喝進太多。若脫水的情況嚴重（超過體重的 7%），或運動員出現反胃、嘔吐或腹瀉，又或者不能喝進飲料時，可從靜脈給予水分補充。除此以外，在大部分情況之下，透過靜脈來補充水分並不會帶來任何額外的好處。

1 1 公升的汗液約重 1 千克。

2 每蒸發 1 克的汗水可帶走 0.58 千卡（Kcal）的熱能。進行劇烈運動時，人體需要以每小時蒸發約 1.2 公升的速率來散發體熱。

3 汗液必須藉著「蒸發」以帶走大量的熱能，掉在地上的汗水並無助於散發體熱（Cheuvront 等，2004；Sawka，Wenger 與 Pandolf，1996）。

4 即每 100 毫升含有 5 至 10 克的碳水化合物。

低血鈉症
Hyponatremia


References

  1. Bergeron, M. F. (2003). Heat cramps: fluid and electrolyte challenges during tennis in the heat. Journal of Science & Medicine in sport, 6, 19-27.

  2. Burke, L. M., Wood, C., Pyne, D. B., Teleford, R. D., & Saunders, P. U. (2005). Effect of carbohydrate intake on half-marathon performance of well-trained runners. Journal of Sports Nutrition and Exercise Metabolism, 15, 573-589.

  3. Carter, R. I., Cheuvront, S. N., Williams, J. O., et al. (2005). Hospitalization and death from heat illness in US Army soldiers, 1980-2002. Medicine & Science in Sports & Exercise, 37, 1338-1344.

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  15. Sawka, M. N., Wenger, C. B., & Pandolf, K. B. (1996). Thermoregulatory responses to acute exercise- heat stress and heat acclimation. In: Handbook of Physiology, Section 4: Environment Physiology, C. M. Blatteis and M. J. Fregly. New York: Oxford University Press for the American Physiological Society, pp. 157-186.

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最近更新日期（Last Updated）：2020-04-18