根據目前已知的42種營養素，可大致分為7類：蛋白質、糖類、脂肪、礦物質、維生素、水、膳食纖維。又可以按照含量分為宏量營養素和微量營養素。水則屬於特定的一類營養素。

營養學上稱體內不能合成的營養素為必需營養素。

1. 運動與糖類

糖類可分為：

  • 單糖：如葡萄糖、果糖、半乳糖及單糖衍生物。
  • 雙糖：如蔗糖、麥芽糖和乳糖。
  • 多糖：無甜味，不溶於水。澱粉是多糖在植物中的主要存在形式。糖原又稱動物澱粉，包括肌糖原和肝糖原。

糖類的生物學功能：

  1. 能量供給：1克葡萄糖可提供16.7kJ（4.0 kcal）的能量，與脂肪相比，在消耗等量養的條件下，葡萄糖的產能效率比脂肪高4.5%。糖類既是人體運動的重要能量來源，也是控制體重、預防肥胖的重要因素。
  2. 構成機體的重要物質：細胞中糖的含量為2%～10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白質多糖的形式存在。
  3. 節約蛋白質：當糖類供應不足時，機體會通過糖異生的途徑產生葡萄糖，供給能量；攝入足量的糖類時，一方面可以預防蛋白質的提前或過量消耗，另一方面有助於體內更多的生成ATP，有利於氨基酸的主動運轉。
  4. 抗生酮作用：脂肪在體內的分解代謝需要來自葡萄糖提供的能量支持，防止因脂肪酸不能及時被氧化而產生的酮體積存問題。
  5. 解毒作用：葡萄糖醛酸可與肝中多種有害物質結合，消除或減輕其生物活性。
  6. 增強腸道功能：非澱粉多糖（如膳食纖維、功能性低聚糖等）雖不能被小腸吸收，但可刺激腸道蠕動。

幾種糖類的特點：

  • 葡萄糖：吸收速率最快，有利於肌糖原的合成；易引起胰島素效應。
  • 果糖：吸收速率低於葡萄糖，主要為肝利用，合成肝糖原的量約為葡萄糖的3.7倍。胰島素效應較小，有利於脂肪的動員；使用過量時可引起胃腸功能紊亂。
  • 低聚糖：甜度小、滲透壓低（葡萄糖的1/4）、吸收快，有助於更多的糖進入體內。穩定血糖水平和保持運動能力。
  • 澱粉：澱粉類食物含量糖為70%～80%，釋放速率慢，不易引起血糖或胰島素的突然增加。

糖類的需要量與食物來源：

  1. 需要量：運動人群糖類的攝入量約為總能量的60%；高強度耐力運動時應為總能量的60%～70%；中等強度時為50%～60%；無氧運動時為65%～70%。精製糖的攝入以總量不超過10%為宜。同時，來源應包括符合糖類澱粉、不消化的抗性澱粉、非澱粉多糖和低聚糖等糖類。
  2. 血糖指數（GI）：與參照食物（葡萄糖或白麵包）攝入後血糖濃度的變化程度相比，含糖食物使血糖水平升高的能力。人們根據GI將食物分為高GI、適度GI和低GI三類。長時間運動後的恢復期內，高GI食物比低GI食物更利於增加肌糖原的儲備。
  3. 食物來源：食物中糖類主要來自於蔗糖、穀物食物、水果和運動飲料。

2. 運動與脂類

脂類是脂肪和類脂的總稱，不溶於水，溶於有機溶劑。脂肪包括常溫下呈固態的動物脂肪和常溫下呈液態的植物油。類脂結構類似脂肪，食物中的類脂主要包括磷脂和膽固醇。

脂肪的生物學功能：

  1. 能量供給：脂肪是產熱量最高的一種熱源物質，每克脂肪在體內氧化時可產生能量37.6 kJ（9.0 kcal）。一般來說，運動強度越小，持續時間越長，機體依靠脂肪氧化功能佔比也越高。短時間激烈運動時，肌肉基本上不能利用脂肪酸。
  2. 構成生物膜：生物膜主要由脂類、蛋白質和少量糖組成。
  3. 供給必需脂肪酸：必需脂肪酸時人體所需的、在體內不能合成、必須從食物中攝取的具有重要生理功能的一類脂肪酸。
  4. 禦寒、保護臟器：脂肪是熱的不良導體，從而阻礙了體表熱的散失。
  5. 促進脂溶性維生素的吸收、增加食慾和飽腹感：脂溶性維生素可在脂肪的幫助下更有效的被吸收進入體內。

關於脂類需要注意的幾點：

  • 應限制膽固醇的攝入量，一般每日不超過300mg。
  • Omega3 多不飽和脂肪酸具有降血脂的作用。
  • 食物中脂類總熱量一般應佔總熱量的15%～25%，不宜超過30%。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸比例為1:1:1。動物性脂肪佔40%，植物性脂肪佔60%。

3. 運動與蛋白質

蛋白質是一種化學結構非常複雜的化合物，主要由碳、氫、氧和氮4種元素構成。氮的含量平均穩定在16%，每克蛋白質在體內氧化可產生能量16.7 kJ（4.0 kcal）。

蛋白質的生物學功能：

  1. 構成身體的組成成分：蛋白質是細胞的主要組成成分之一，約佔細胞乾重的80%。人們常用蛋白質的變化來反映生命的過程。
  2. 調節生理功能：蛋白質可以保持機體的滲透壓和血液的酸鹼平衡；促進體內各種生理生化反應的進行；保護和防禦功能。
  3. 提供能量：與糖類和脂肪相比，蛋白質功能所佔比例要小一些。但當機體攝入的糖類和脂肪的數量不足時，機體會分解蛋白質產生氨基酸而獲得能量。

蛋白質與身體健康間存在緊密關係，原因如下：

  1. 蛋白質是構成機體的結構物質。
  2. 蛋白質對機體免疫力和調控能力具有重要作用。
  3. 蛋白質是肌肉的主要成分。
  4. 蛋白質能夠增加機體的能量儲備，選擇合適的蛋白質補充物（如支鏈氨基酸和谷氨酸）有助於提高運動能力。

蛋白質供應量一般應為總能量的12%～15%，一般為每日1.2～1.0g/kg體重。孕婦在懷孕早、中、晚三期分別每日增加5g、15g、20g，母乳每日增加20g。

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