運動生理週訊(第50期)

運動的能量消耗與體重流失(March.24.2000)

王順正

　　網友在網站討論區中提出這樣的問題：「陳先生參加馬拉松賽跑，費時2小時20分，體重由70公斤降至64公斤，平均呼吸商(R.Q.)為 8.5。計算其流失之水分及消耗的蛋白質、脂肪及醣之重量？」很顯然的，這個問題在評量一次長時間激烈運動後，水分流失量佔體重流失量的比例？但是，問題本身有一個錯誤存在，即平均呼吸商應為0.85(非8.5)，而且，2小時20分鐘能夠跑完馬拉松的選手，平均呼吸商也應該不會這麼低(可能一直維持0.9甚至0.95以上)。

　　要說明這個問題時，首先，我們必須先瞭解到，人體運動時流失水分的目的，在於排除身體多餘的體熱(請參考週訊第六期「運動流汗與水分補充」)。儘管運動時間長短、運動強度高低、運動方式不同、服裝穿著差異等，都會顯著影響運動時的水分流失量，但是，環境因素才是運動時水分流失多寡的主要原因。因此，運動參與者不應該以「是否流汗」，做為判定運動量是否足夠的依據。有時候，在熱環境下，走路都會流汗；在冷環境下，長時間的激烈運動仍然不會流汗。在台灣的濕熱環境下，容易形成運動時的體熱上昇，因此，運動流汗形成的的體重流失，確實值得進一步的瞭解。

　　有關運動時的能量消耗問題，在週訊第21期「運動時的能量消耗」中有詳細的說明。一般來說，此類評估運動能量消耗的問題，必須同時考量到運動強度、運動時間、呼吸交換率等，而且還要考量運動者在不同強度下的能量消耗差異。假設在 2小時20分鐘跑42.195公里的運動強度下(優秀運動員)，運動者每分鐘平均消耗 3公升的氧氣。因此，整個跑步的過程中(140分鐘)共消耗140×3公升的氧氣，也就是420公升的氧氣。

　　由於，跑馬拉松時的平均呼吸商為0.85(網友問題中的數據)，因此，運動時每消耗一公升的氧氣會產生4.862卡(kcal)的能量(下表)，2小時20分鐘跑步的總能量消耗為 420×4.862卡，也就是2042卡。


非蛋白質呼吸商的每公升耗氧卡值

R.Q.	卡/每升氧氣	R.Q.	卡/每升氧氣
0.70	4.686	0.75	4.739
0.80	4.801	0.85	4.862
0.90	4.924	0.95	4.985
1.00	5.047

　　由於，人體中葡萄糖每克可以產生4.02卡的能量，脂肪每克可以產生8.98卡的能量，蛋白質每克可以產生5.20卡的能量。因此，假設跑馬拉松過程中消耗的2042卡的能量，完全由葡萄糖提供能量時，大約可以消耗 508克的葡萄糖；如果，能量完全由脂肪提供能量時，大約可以消耗 227克的脂肪；如果，能量完全由蛋白質提供能量時，大約可以消耗 392克的蛋白質。事實上，如果運動的過程中，蛋白質沒有提供身體能量來源(只有葡萄糖與脂肪提供能量)，那麼0.85平均呼吸商，代表脂肪與葡萄糖提供的能量各佔身體能量來源的一半(0.7×1/2 ＋ 1×1/2 ＝ 0.85)。因此， 2小時20分鐘的馬拉松比賽過程中，大約可以消耗 114克
(1021/8.98)的脂肪，以及254克(1021/4.02)的葡萄糖。

　　整體而言， 2小時20分鐘的激烈馬拉松比賽，能量供應物質消耗的總量，應該少於0.5 公斤 (僅考慮到運動時的能量消耗時，運動後的過耗氧量與休息代謝率的增加不考慮) 。也就是說，馬拉松比賽者，由70公斤的體重降至比賽剛結束時的64公斤，實際的水分流失量可能達5.5公斤以上(如果同時考慮運動後的過耗氧量與休息代謝率上升時，實際的水分流失量並不會這麼高)。

　　其實，人體運動過程中，如果水分的流失達到體重的3%以上時，即對人體的運動表現有所限制，當水分的流失持續發生時，則可能造成人體身體機能的危害。儘管耐力運動員的血液總量會顯著高於一般人，但是，當人體水分的過度流失後，隨著血漿量的減少，血液的黏滯性也會提高，降低靜脈血的回流量，最大心輸出量也會跟著減少，進而限制運動能力的正常發揮。

　　儘管，網友提出的問題，想像的空間多於實際的事實，卻也顯示了運動期間能量消耗量不高 (運動消耗的能量應該包括運動本身的能量消耗、運動後的過耗氧量與休息代謝率的上升) 的問題。而且，就算同時考量運動後的過耗氧量與休息代謝率時，實際的總能量消耗，可能也只有運動期間消耗量的兩倍而已 (週訊第五期「運動與體重控制」)。也就是說，2小時20分鐘的馬拉松跑步運動後，運動員體重的流失，八成以上都來自於水分的流失。