運動中水分補充的科學

前言

運動時補水看似簡單，實則暗藏兩個截然相反的風險：補得不夠會脫水，補得太多則可能造成低血鈉症（運動相關低血鈉症，Exercise-Associated Hyponatremia，EAH）。科學研究在過去二十年改變了我們對運動補水的認識，從「定時定量」到「依渴感補充」，從單純喝水到電解質管理，這篇文章整理你真正需要知道的部分。

「依渴感喝水」vs.「計劃性補水」

這兩種策略並非非此即彼，而是適用於不同的情境。

依口渴感補水適合以下情況

Kenefick 2018 年的回顧指出，依渴感補水適合短時間（不足 1 至 1.5 小時）、較涼爽環境下的中低強度運動。此策略也是預防運動相關低血鈉症（EAH）的最佳建議——過度補水才是 EAH 的主要成因，依渴感喝水能有效防止攝入超過身體實際需求的液體量。

計劃性定時補水適合以下情況

對超過 90 分鐘的長時間運動（尤其在炎熱環境）、高強度伴隨高出汗率的訓練，以及需要維持競技表現的賽事，主動制定補水計畫是必要的。當需要每分鐘補充 1 公克碳水化合物以維持表現時，計劃性補水同時也兼顧了能量補給。

美國運動醫學會（ACSM）建議，運動員應透過測量訓練前後體重變化來估算自身的出汗量，以制定個人化的補水計畫，而非套用單一公式。一般建議的補水速率為每小時 0.4 至 0.8 公升，體型較大、速度較快、或在溫暖環境中運動的人需要較高的補水率。

電解質飲料 vs. 白開水

白開水就夠的情境

運動持續時間不足 1 小時、低強度運動、涼爽環境下的訓練，白開水完全足以應付，不需要額外的電解質或糖分攝取。

電解質運動飲料的適用情境

超過 1 小時的運動、高強度或長時間訓練、出汗率超過每小時 1.2 公升，以及持續超過 2 小時需要補充碳水化合物以維持表現的賽事，電解質飲料才能發揮超越白開水的效益。汗液中的平均鈉濃度約為每公升 1 公克，但個體差異相當大，長時間大量流汗者若只補充白開水，有稀釋血鈉的風險。

理想的運動飲料成分

每 240 毫升含碳水化合物 14 至 19 公克（濃度 6 至 8%）、鈉 110 至 165 毫克。Rowlands 等人 2022 年的系統性回顧與統合分析指出，低滲透壓飲料（低於 275 mOsmol/kg）可能提供最佳的水分補充效果。Borra 等人 2025 年的系統性回顧也確認了含碳水化合物與電解質的口服補水飲料在恢復運動性脫水方面的效益。

脫水如何影響運動表現

不同程度的脫水效應

ACSM 立場聲明（Thomas 等人 2016、Sawka 等人 2007）整理了脫水的分級影響：體重流失超過 2% 會損害認知功能和有氧運動表現，尤其在炎熱天氣中更為顯著；流失 3 至 5% 時更常見地損害無氧活動、高強度運動與運動技術；流失 6 至 10% 則顯著降低運動耐受性、心輸出量、出汗量、皮膚和肌肉血流。

Deshayes 等人 2020 年的系統性回顧與統合分析量化了脫水對有氧表現的傷害：運動前處於脫水狀態，平均使有氧運動表現下降 2.4%、最大攝氧量下降 2.4%、乳酸閾值時的攝氧量下降 4.4%。

環境溫度的關鍵影響

Sawka 等人 2015 年的回顧指出，當皮膚溫度超過 27°C 時，脫水開始顯著損害有氧表現，且皮膚溫度每升高 1°C，表現進一步下降約 1.5%。在涼爽環境中，相同程度的脫水對有氧運動表現的影響則相對較小。這也說明為什麼相同的跑者在夏季比冬季更容易感覺到脫水的影響。

不同時間長度的補水策略

運動前

Rodriguez 等人 2009 年的 ACSM 立場聲明建議，在運動前至少 4 小時飲用約每公斤體重 5 至 7 毫升的水或運動飲料，以達到最佳水化狀態並保留足夠時間讓腎臟排出多餘液體。理想的水化狀態是尿液呈淡黃色（如稻草色）。

運動中

出汗率因運動強度、持續時間、體能、熱適應和環境條件而異，範圍從每小時 0.3 至 2.4 公升，個體差異相當顯著，因此補水計畫需要個人化。

短時間運動（不足 1 小時）：水或運動飲料皆可，依口渴感補水。中等時間運動（1 至 3 小時）：建議使用含碳水化合物和電解質的運動飲料，每 15 至 30 分鐘飲用 180 至 360 毫升。長時間運動（超過 3 小時）：需要特別留意補水率，同時注意避免過度脫水或低血鈉症兩個極端。

監測方法

最實用的補水監測工具是體重：測量運動前後體重（每流失 1 公斤體重約等於流失 1 公升汗液），目標是將體液流失限制在體重的 2% 以內。運動後每流失 1 磅體重（約 0.45 公斤），需補充約 470 至 710 毫升（16 至 24 盎司）液體。

過度補水的風險：低血鈉症

EAH 是過度飲用低滲透壓液體（白開水或一般運動飲料），超過出汗和尿液流失總量所導致的血鈉濃度過低。Jonas 與 Arnold 2021 年更新的荒野醫學學會指引詳細描述了其臨床表現：輕症包括腹脹、體重增加（而非減輕）、噁心、嘔吐、頭痛；重症可能出現意識混亂、癲癇發作、呼吸窘迫、昏迷，甚至死亡。

高風險族群：女性、體型較小者、出汗率較低的休閒運動員，以及長時間慢速完賽的馬拉松跑者（在賽道上停留時間長、飲水機會多），是 EAH 發生率較高的族群。

預防策略：依口渴感飲水是預防 EAH 最有效且最簡單的建議；避免在運動中出現體重增加（體重增加代表液體攝入量超過損失量）；長時間運動時應同時攝取含鈉食物或飲料，而非只喝白開水。

結語

科學對運動補水的認識已從「越多越好」進化到更細膩的個人化策略。核心原則可以歸納為三點：短時間運動依渴感補水即可，不需要強迫自己定時喝水；長時間或高強度運動需要計劃性補水，以電解質飲料取代白開水；過度補水和補水不足都有健康風險，找到個人的平衡點比任何單一公式都更重要。

了解自己在相同訓練條件下的出汗率，是制定個人化補水計畫最有效的第一步。

參考文獻

1. Kenefick RW. Drinking strategies: planned drinking versus drinking to thirst. Sports Medicine. 2018;48(Suppl 1):31–37. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0844-6

2. Sawka MN, Burke LM, Eichner ER, et al. American College of Sports Medicine position stand. Exercise and fluid replacement. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2007;39(2):377–390. https://doi.org/10.1249/mss.0b013e31802ca597

3. Thomas DT, Erdman KA, Burke LM. American College of Sports Medicine joint position statement. Nutrition and athletic performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2016;48(3):543–568. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000000852

4. Jonas CE, Arnold MJ. Exercise-associated hyponatremia: updated guidelines from the Wilderness Medical Society. American Family Physician. 2021;103(4):252–253. PMID: 33587580

5. Medicine and Science in Sports and Exercise. Selected issues for nutrition and the athlete: a team physician consensus statement. 2013;45(12):2378–2386. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000000174

6. Latzka WA, Montain SJ. Water and electrolyte requirements for exercise. Clinics in Sports Medicine. 1999;18(3):513–524. https://doi.org/10.1016/s0278-5919(05)70165-4

7. Rodriguez NR, Di Marco NM, Langley S. American College of Sports Medicine position stand. Nutrition and athletic performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2009;41(3):709–731. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e31890eb86

8. Rowlands DS, Kopetschny BH, Badenhorst CE. The hydrating effects of hypertonic, isotonic and hypotonic sports drinks and waters on central hydration during continuous exercise: a systematic meta-analysis and perspective. Sports Medicine. 2022;52(2):349–375. https://doi.org/10.1007/s40279-021-01558-y

9. Borra V, De Brier N, Berry DC, et al. Oral rehydration beverages for treating exercise-associated dehydration: a systematic review, Part I. Carbohydrate-electrolyte solutions. Journal of Athletic Training. 2025;60(1):34–54. https://doi.org/10.4085/1062-6050-0682.22

10. Deshayes TA, Jeker D, Goulet EDB. Impact of pre-exercise hypohydration on aerobic exercise performance, peak oxygen consumption and oxygen consumption at lactate threshold: a systematic review with meta-analysis. Sports Medicine. 2020;50(3):581–596. https://doi.org/10.1007/s40279-019-01223-5

11. Sawka MN, Cheuvront SN, Kenefick RW. Hypohydration and human performance: impact of environment and physiological mechanisms. Sports Medicine. 2015;45(Suppl 1):S51–60. https://doi.org/10.1007/s40279-015-0395-7