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运动期间之能量交叉调控概念─运动强度

一、运动过程之强度与能量消耗

在运动过程的能量消耗代谢作用中,关于运动强度的设定与选择,也是决定能量供应来源的重要关键。譬如,对于低强度(<30%VO2max)长时间的运动而言,脂肪的代谢消耗将视为主要的能量来源;而碳水化合物却是在高强度(>70%VO2max)的运动期间,占有能量消耗供应的优势。也就是说,当我们从事低强度长时间运动时,以脂肪的代谢利用为主;而当运动强度逐渐增强之际,反而以碳水化合物为能量的供应来源。

二、能量消耗利用的交叉概念

当我们在参与运动的过程中,随着运动强度的逐渐增加,碳水化合物的代谢作用也随着变化而增加;然而,脂肪的代谢作用却慢慢的下降。由图例的呈现看来,其主要说明在运动强度的变化过程中,碳水化合物与脂肪供能之变化转换。我们可以看出,当运动强度偏低时,能量的代谢利用主要以脂肪为主,碳水化合物为辅;而在运动强度在偏高点时,碳水化合物将占有较大能量代谢消耗的比例,反观脂肪的参与比例却属偏低。再者,随着运动强度的逐渐增加,源自于碳水化合物的能量比率,慢慢地交叉越过脂肪,而这个能量的比率转换位置,称之为交叉点(cross-over point)。这也就是说,当我们参与运动的强度增加,在这个交叉点的位置上,发生能量代谢转换的作用,从以脂肪为主的比例转换到为碳水化合物所主导的代谢作用。我们将这种随着运动的参与,造成运动强度的增加过程,导致碳水化合物与脂肪参与比例的转换代谢情形,称之为能量交叉调控概念(cross-over concept)。



运动强度增加造成能量利用的转换情形(能量交叉调控概念)

三、运动强度与能量的代谢转换─由脂肪到碳水化合物的转换

我们知道运动参与过程的强度设定,是影响能量代谢转换的重要关键之一。而在这种条件下的能量代谢转换,将伴随着运动强度的逐渐增加,而从原以脂肪为主的代谢情形,转换以碳水化合物为主的参与。所以我们主要在探讨是什么样的因素,造成了能量代谢转换会伴随着运动的强度而发生变化。

1.快缩肌纤维的招募(recruitment of fast fibers)

当我们在参与运动的过程中,随着运动强度的逐渐增加,将会有越来越多的快缩肌纤维被身体所招募。而在这些快缩肌纤维当中,它本身则含有丰富的醣酵解脢(glycolytic enzymes),但是却只有较少的粒线体和脂肪分解脢(lipolytic enzymes)。简言之,也就是意味着当身体的快缩肌纤维招募得越多,人体在运动代谢的过程中,将具有较佳的碳水化合物的代谢能力,并显著胜过于脂肪的代谢作用。因此,当我们的运动强度提高,随之快缩肌纤维的招募增加,将造成较佳的碳水化合物的代谢作用与较差的脂肪代谢能力。

2.血中肾上腺素的增加(increasing blood levels of epinephrine)

当运动参与强度逐渐增加时,人体的血中肾上腺素浓度将会随之增加。当人体的肾上腺素浓度逐渐增加的同时,也增加了肌肉当中肝醣的分解作用、碳水化合物的代谢作用,以及乳酸浓度的增加。正因乳酸浓度的逐渐增加,而抑制了脂肪的代谢作用,藉此减低了脂肪受质(接受酵素作用的物质)的可使用性。因此,身体慢慢地在脂肪受质的缺乏,或是工作肌群在血中肾上腺素增加的条件下,碳水化合物将成为人体运动主要的能量来源。

四、结论

记得当我们在尚未了解运动强度与能量代谢的关系时,就是在能量的代谢转换过程里,其中有一部份会随着运动强度的参与而做变化之情形。那时我们总以为强度大、疲累的运动,就是能帮助我们消耗能量的运动、就是能帮助我们做运动训练的方式。然而,我们要知道并不是运动强度越高、运动感受越疲累,就能消耗越多的能量,甚至是以脂肪为能量来源;其实情况正好是相反的。当运动强度偏高时,主要是以碳水化合物来提供快速能量的消耗;而随着运动强度的下降,脂肪的参与比例增加,用以应付低强度长时间的运动之能量供给。因此,当我们在规划运动训练处方的同时,除了必须考虑运动训练的种类、方式、训练量之外,还要再考虑运动训练的强度与能量代谢系统的供应之转换。藉此我们才能让选手的训练内容得到充分的考虑,而选手的训练效果、能量代谢转换也才能有较为明显的改善。至于我们一般若只是想消耗能量、消除深层脂肪的话,追求高强度的运动是比较不适合的,因为它只消耗较多的碳水化合物、运动不易持续而且容易疲劳。反之,若是以适当的强度而持续长时间的参与的话,反而能消耗较多的能量与更多的脂肪呢!





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