運動生理學網站　有氧運動能量參與的個案分析

運動生理週訊(第130期)

有氧運動能量參與的個案分析(August 25, 2002)

吳顥照

　　引述Normalin老師回應『運動生理週訊電子報第124期：長時間運動的能量參與疑問？』週訊主題：「文中所列出的圖形是20分鐘(有氧持續運動)的資料，如果一直持續(運動)下去，能量的提供會是如何呢？是醣類？還是脂肪呢？我還是相信它是以醣類有氧代謝分解的比較多。此時，我很想自己做實驗，一探究竟。一般人在跑24小時馬拉松之類的運動的強度大概是最大攝氧量50%~60%左右的強度吧？其實，關鍵似乎在於跑步當中，其運動強度究竟是多少？安靜時約有三分之一的能源來自脂肪，運動時逐漸往碳水化合物方面消耗？還是一句話，很想做實驗看看」。

　　在運動過程的能量消耗代謝作用中，關於運動時間、運動強度、運動種類、訓練方法以及體內提供能源的設定與選擇，將是決定能量供應來源的重要關鍵。不過到底真正影響的實質因素為何？目前尚無定量的確知結果。有些文獻強調時間為身體利用脂肪的重要因素，例如「當運動持續一小時或更久時，碳水化合物會慢慢耗盡，而逐漸增加對脂肪的利用；長時間運動中，游離脂肪酸甚至可供應全部所需能量的80%左右」(李再立引述McArdle等人的論點，中華體育第九卷第三期，74頁，運動與脂肪酸的利用)。「當我們在從事運動的過程中，如果想以脂肪為能量消耗的主要提供來源的話，那麼長時間運動參與過程的要求是必須的。因為只有運動時間持續增長，能量的消耗機制，才會由原本以碳水化合物為主的過程，藉由交叉調控概念(cross-over concept)的能量轉換，使得脂肪的代謝作用率隨著時間增長而緩慢增加。」(吳顥照，運動生理週訊電子報第122期，運動期間之能量交叉調控概念─運動時間)。

　　另外，也有其他說法認為運動強度才是能量消耗參與的重要關鍵，例如「當葡萄糖的使用量逐漸消耗以後，脂肪的使用逐漸地增加是必然的需要。『肌肉中還儲存大量的肝醣時，長時間的運動卻僅以脂肪為主要能量來源。』這樣的說法是錯誤的！不過，影響因素仍然以運動的強度為最大。」(『林正常、王順正，運動生理週訊電子報第124期，長時間運動的能量參與疑問？)。「當我們在參與運動的過程中，隨著運動強度的逐漸增加，碳水化合物的代謝作用也隨著變化而增加；而當運動強度在偏高點時，碳水化合物將佔有較大能量代謝消耗的比例，反觀脂肪的參與比例卻屬偏低。」(吳顥照，運動生理週訊電子報第123期，運動期間之能量交叉調控概念─運動強度)。

　　然而，對於真正造成的能量參與因素，我們並無法提供一個真正的答案。因此，藉由個案實驗數據，本文將呈現一位年齡25歲、身高171公分、體重74公斤受試者的研究結果資料，用來簡要說明在有氧運動情況之能量消耗，持續快走時間為六十分鐘。

　　首先在下圖中，呈現的是持續快走六十分鐘的受試者之能量消耗圖形。我們可以看出總能量消耗大致上約維持在每分鐘5大卡的能量。其次，雖說圖中醣類與脂肪的能量消耗量沒有很明顯的變化；不過從醣類(藍線)的消耗看來，有從每分鐘3大卡能量趨向於2.5大卡的趨勢；而且，脂肪(紅線)的消耗來看，亦有從每分鐘2大卡能量趨向於2.5大卡的趨勢呈現。

　　接下來在圖片中，呈現出持續快走六十分鐘的換氣量與心跳圖形、VO2/HR與RQ圖形、攝氧量與二氧化碳產生量的圖形以及空氣中的氣體變化量圖形。

　　在一般的教科書中，關於運動能量消耗的推移常以脂肪與醣類之使用百分比來呈現。文中也會說明運動(活動)的激烈程度，將會影響到脂肪與醣類在整個消耗過程的使用比例。並且特別強調運動時間越長、強度越弱，脂肪可參與使用的比例較多；但是當強度越強時，醣類參與使用為主要的能量提供的比例反而較多。而在坊間的健身俱樂部、減肥瘦身書籍中，也總是強調「只有親身參與有氧運動才能快速地幫助脂肪的燃燒！」、「如果你想減肥的話，每次至少持續運動30-60分鐘！」。由於各種運動能量消耗的說法不一，並沒有清楚說明運動時間與運動強度的關係，也沒有較為正確的脂肪與醣類之定量結果。因此，根據我們的實驗結果，有了以下的討論：

一、攝氧量與二氧化碳的比值(RQ)趨勢

　　根據持續運動實驗的RQ圖表顯示，受試者的RQ數據圖形似有稍微下降的趨勢，或許我們可以暫時由此實驗的結果，推論RQ的數值圖形會隨著運動時間的持續，而漸漸的緩慢下降。

二、運動期間能量消耗曲線圖形

　　藉由運動期間能量消耗曲線圖形，我們可以大致看出總能量消耗、醣類與脂肪的參與比例。圖中的醣類與脂肪的消耗比例，隨著運動時間的持續延長，似有呈現交叉利用的趨勢。然而，雖然圖中呈現身體有慢慢地利用脂肪的比例稍微較多，但是事實卻不夠明顯。

　　由於前幾期(122期、124期)的運動生理週訊在關於「長時間運動的能量參與」的相關內容有相當多的討論；並且在「運動持續期間的能量代謝」之說法，也總是沒有真正實驗出定量的結果。因此，筆者想藉此機會呈現出這個個案的實驗結果，希望能引發更多網友的參與討論，以獲得一些相關的討論資料，並作不同實驗結果的比較。再者，由於一般坊間的說法，總只是稍微指出「當我們想消耗脂肪時，就要參與運動時間較長的有氧運動」的運動觀念、「卡路里與脂肪換算」的能量守恆觀念(沒考慮醣類的存在)、以及「健身活動的肢體變化」的動作觀念。但是，它卻沒有真正告知參與運動者的個人化適當時間、運動強度、以及運動能量消耗來源的利用數據，使得想要運動健身的有心人無所適從。因此，藉由這次的實驗數據之呈現，希望有更多的討論出現；或許在不久的將來，將會有更多的實驗來做更明確的表達。