《健身入門學》第八課,運動與糖代謝1(精選)

這節課開始講運動與糖代謝。也就是運動的時候,身體用糖做為能量來合成ATP的相關知識,這部分內容很重要,可以說是健身和減肥最基礎的內容。

咱們首先明確一個概念,一說糖,大家首先就會想到甜東西,比如白糖、冰糖什麼的。但營養學裡的概念,糖就是我們說的碳水化合物。澱粉、膳食纖維其實都屬於糖。所以我們說運動時的糖代謝,跟我們的飲食碳水化合物關係很大。我們運動時消耗的糖,最基本的來源就是飲食碳水化合物。

我們都知道運動時要消耗我們身體里的糖,我們關注運動時身體的糖代謝,其實主要就是關注兩種東西,一個是血糖,一個是肌糖原。血糖這裡先提幾句。血糖就是血液里的葡萄糖。但血液里的葡萄糖儲存不了多少,就一點點。隨時用隨時還要補充。比如運動的時候,血糖有3個補充來源。我們看圖。

一個是肝糖原,肝臟會儲存一些糖原,這些糖原在需要的時候也會變成血糖,所以我們說的運動時消耗的血糖,其實也包括肝臟裡面儲存的糖原。血糖還有一類來源,就是我們運動時補充的糖。比如運動時我們喝點糖水,喝點運動飲料,甚至吃點運動食品,都可以補充糖。這些糖吸收後自然能變成血糖。

再一類,就是我們身體自己產生的糖,這個步驟叫糖異生。異生,說白了,就是把不是糖的東西變成糖。有很多東西,通過我們身體的轉化,都能變成糖,但我們這裡先不細講,大家先記住,糖異生最主要的原料就是蛋白質,把身體的蛋白質糖異生變成糖。

比如我們老說,有氧運動時間長了也要消耗不少肌肉,這部分肌肉蛋白質,有的是直接氧化了,有的就是被拿變成糖使用了。運動時具體怎麼消耗蛋白質,我們講到蛋白質代謝的時候會詳細講。所以大家現在有個概念,一說糖異生,首先想到要消耗肌肉就可以了。

血糖

血糖最基礎的途徑,就是從食物里來,食物碳水化合物吸收後變成葡萄糖進入血液,就成了血糖。食物碳水化合物的基礎知識我簡單說兩句,這部分內容以後要用到。我們吃的碳水化合物,種類很多,但是跟減肥和運動有關的,我們了解一下食物升血糖的快慢就可以了。因為減肥的話,吃升血糖慢的食物比較好。運動前中後補充糖,也要考慮升血糖速度的快慢。

我們吃的碳水化合物,種類有很多。絕大多數碳水化合物,吃進去都會變成葡萄糖,進入血液,成為血糖。但有的變成葡萄糖速度快,有的速度慢,這樣就有了一個升血糖快慢的問題。食物變成葡萄糖進入血液的速度越快,也就是說這種食物升血糖的速度越快。

比如有些食物好消化,消化快畢竟吸收就快,所以升血糖速度會快一些,比如同樣是麵粉,做成饅頭,跟做成義大利面比,饅頭消化就比較快。原因也簡單,饅頭是發酵食品很蓬鬆。所以,饅頭的血糖指數是80多,義大利面只有40多。還有土豆,升血糖也很快,煮熟的土豆血糖指數有60多,但把土豆做成粉條,血糖指數只有十幾。這也主要是因為土豆要比粉條疏鬆的多,好消化。麵條很硬,消化很慢。

還有些碳水化合物,不能分解成葡萄糖,而是果糖、半乳糖等,這些東西想要變成葡萄糖,需要在肝臟轉化,這就相當於多一道步驟。所以富含果糖、半乳糖的食物,升血糖也會慢一些。另外如果單說果糖的話,果糖胃排空的速度本身也比葡萄糖慢。

這裡順便說一句,大家不要認為水果裡面的糖就全都是果糖。很多人想,水果嘛,裡面當然是果糖,實際上這不一定。水果裡面普遍果糖相對多一些,但大多數水果裡面也有葡萄糖、蔗糖和麥芽糖。

很多水果裡面的蔗糖和葡萄糖,加起來都比果糖含量多。有些甚至多很多,比如榴槤、哈密瓜、龍眼、水蜜桃、越南皇帝蕉等等。我們常吃的蘋果,果糖含量算比較高的,但是裡面也有不少蔗糖和葡萄糖。關於這個話題大家可以看下面這個表了解一下(圖片可以點擊)。

食物升血糖速度快慢,大家可以去查血糖指數表,越高,說明食物升血糖速度越快。不過網上的數據不一定準確,中餐權威的血糖指數的數據又不太好找。我給大家提供一衛生部98年的數據,這份數據附在《中國食物成分表》後面,有這本書的同學可以直接查書。

血糖指數,我強調幾點。首先血糖指數,是拿人測出來的。給人空腹吃含有50克某種碳水化合物的食物,等會兒看看他血糖升高的情況,做個記錄。所以,血糖指數這東西,只能參考,大家別覺得蘋果的血糖指數是38,就是絕對不變的。不同的研究機構,使用不同的實驗受試者,使用不同產地的蘋果,測出來的結果都不一樣。甚至於,靜脈采血和指尖血,測出來的數據都有差別。

其次,血糖指數,是個相對值。它其實是比出來的。一般都是用一種基準食物,不是葡萄糖,就是白麵包。把這種食物定為血糖指數是100,然後其它食物升血糖的情況再跟它比,比如升血糖速度是它的一半,那這種食物血糖指數就是50。所以,你會發現不同的資料里,血糖指數有差別,你還要看它是跟什麼東西比出來的。

所以,大家看到不同數據來源的血糖指數有差別,別奇怪。另外關於食物的數據,大家最好還是買一本《中國食物成分表》,雖然數據比較老,但目前中餐的數據這就算權威了。網上很多數據完全不準確,或者不很準確,可信度有限。

那天有同學發郵件問我,說《中國食物成分表》裡面蛋白質、脂肪、碳水的熱量數據加起來,怎麼跟總熱量對不上?其實這是因為這本書里,把膳食纖維也算進總碳水了,但膳食纖維只能提供2千卡/克的熱量。大家如果細算的話要把膳食纖維減出去。不過這裡面不會差很多,其實沒必要細算。

調節血糖的激素

我們說一下運動時血糖的調節,我們先說幾種激素,有些是升血糖的,有些是降血糖的。降血糖的激素我們都知道,其實就一種,就是胰島素。胰島素是怎麼降血糖的呢?主要是這麼兩類手段大家先了解一下。

第一個辦法,胰島素能促進血糖的利用。把血糖用了,血糖不就下來了嗎。我們知道,血糖就是血液里的葡萄糖,怎麼利用?一個是讓葡萄糖從血液進入細胞。進入肌肉細胞,就變成了肌糖原。進入脂肪細胞,就用來合成了脂肪。而且,胰島素還能促進肌糖原合成,不但往肌肉里塞葡糖糖,還促進肌肉把這些葡糖糖變成糖原存在肌肉里。

另外,胰島素還能抑制脂肪的氧化,這樣身體少用脂肪,就能多用葡萄糖,這樣也讓血糖快點下來。最後,胰島素本身也能促進葡糖糖有氧氧化。總之,胰島素促進血糖的利用,要麼就是想辦法把血糖儲存起來,別在血液里呆著,要麼就是把血糖用掉,用來產生能量。

我們會發現,胰島素的這種作用,跟減脂有關。促進葡萄糖合成脂肪,抑制脂肪的氧化,都對減肥不利。所以減肥的人很討厭胰島素,認為胰島素能讓人變胖。胰島素確實跟肥胖有點關係,比如,使用胰島素的糖尿病人,確實有可能因此變胖。而且如果你身體的胰島素非正常的分泌,也有一些可能會讓你變胖。

但是對健康人來說,正常的胰島素分泌,不必然會讓人變胖。即便你吃很多高血糖指數的食物也一樣。會不會變胖,最根本的還是要看你的食物總熱量攝入情況。我們健康人,進食後胰島素分泌會增多,但是60-90分鐘內胰島素就會自然回落。健康人胰島素在血液里的半壽期只有5-6分鐘,我們的身體肝、腎、胰腺等器官都有分解胰島素的酶,胰島素用不了,就會很快被清除。

但是,胰島素如果在一餐之後飆的很高,會一下子把血糖降的過低,血糖一低,人就容易餓,所以這樣不利於控制飲食,這一點倒是我們要注意的。但是如果有人說,就是因為這個原因讓人變胖了,那就不對了。人為什麼變胖,我知乎專欄里也專門講了,原因很複雜,胰島素方面的因素僅僅是一個小角落,冰山一角的一角。

所以,現在胰島素威脅論很火,但大家對這種言論一定要冷靜。一方面,我們盡量少吃一些高血糖指數的東西,控制好胰島素,這樣是對的,對減肥有一定的好處,對健康也有利。另一方面,千萬不要跟著別有用心的人一起把胰島素妖魔化,為了不分泌胰島素連碳水全都不吃了,這沒必要,也很不健康。

這是說胰島素第一類降血糖的辦法,增加血糖的利用,胰島素第2類降血糖的辦法,就是減少血糖的生成。讓血糖多利用,少生成,這樣雙管齊下,血糖馬上就能降下來。

我們前面說了,不吃東西的時候,血糖從哪兒來?一個是肝糖原分解成葡萄糖,可以提供血糖,還有一個途徑就是糖異生,主要是蛋白質變葡萄糖。胰島素讓血糖少生成,除了讓肝糖原分解減少之外,就主要是通過抑製糖異生來實現的。胰島素能抑制這個過程,讓蛋白質少變成糖。蛋白質變成糖之前要先分解成氨基酸。胰島素則能促進血液里的氨基酸進入肌肉細胞,並且促進肌肉蛋白質合成,這樣氨基酸跑到肌肉細胞里合成肌肉去了,變成糖的材料也就少了。

胰島素的這個作用,就跟增肌有關。因為抑製糖異生,能節約肌肉蛋白質。促進肌肉蛋白質合成就更不用說了,就是直接增肌,所以胰島素,是一種重要的蛋白質合成代謝激素,我們增肌不能沒有它。

有人說了,健美運動員有偷著用睾酮的,有偷著用生長激素的,是不是也能用胰島素呢?實際上運動員為了提高運動成績,使用胰島素的也有,只是少。但胰島素這東西用不好非常危險。睾酮之類的東西,副作用是長期的,一時半會兒還沒事。胰島素如果用的量稍微不小心,或者說用的時機不對,那麼就有非常大的危險。

比如如果胰島素使用不當,造成嚴重低血糖,血糖對心臟很重要,心肌必需要氧化一定比例的血糖,沒有血糖的話心肌會出現損傷。過低的血糖還會導致嚴重的心律不齊。另外大腦主要依靠血糖供能,血糖突然低下來,中樞神經細胞可能受到不可逆轉的嚴重損傷。所以一般人是不敢亂用胰島素的,太危險。

這是說降血糖的激素,只有1種,就是胰島素。升血糖的激素,主要的就有4種,是胰高血糖素、兒茶酚胺、皮質醇、生長激素。為什麼降血糖激素才1種,升血糖的激素就有4種呢?因為人類在進化過程中,不像現在。那時候我們基本上不可能有太多高血糖問題,吃都吃的不是特別飽,還要整天到處跑,身體對降血糖的壓力不大。

但是升血糖就很必要了,在運動的時候,或者說沒東西吃的時候,我們必須要保證血糖的供應,否則血糖一低了,跑不動跳不動,人不是被餓死就是被野獸逮著。我們下面簡單說一下這4種升血糖激素。關於激素的更多內容,我們講到運動內分泌的時候再詳細講,這裡只是簡單講一下。

升血糖激素與運動時補糖

胰高血糖素,我們可以認為是跟胰島素反著來的一種激素。它可以促進肝糖原分解成葡萄糖進入血液,還能促進糖異生。兒茶酚胺是一類激素,包括腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺。拿腎上腺素來說,它能促進肝糖原分解,還能刺激脂肪組織中脂肪的分解,脂肪分解的多了,對糖類利用有一定的抑制作用。

皮質醇我在知乎講過,皮質醇會促進蛋白質分解,釋放氨基酸來合成糖,另外皮質醇也有促進脂肪分解的作用。皮質醇在中高強度運動的中後期,是比較主要的升血糖的激素。生長激素升血糖的作用跟胰高血糖素類似,但是比較弱。

所以升血糖的激素,其實跟胰島素的作用正好相反,基本上都有促進糖異生的作用,刺激蛋白質變成糖。所以這類升血糖激素,尤其是皮質醇,對增肌是沒好處的。所以我們說增肌要注意血糖穩定,原因就在這兒。血糖如果持續降低的話,升血糖激素就會通過增加糖異生的速率,來消耗蛋白質,會造成肌肉分解的增加。

有人可能注意到生長激素。低血糖的時候生長激素水平也高啊,生長激素不是長肌肉的嗎?這種想法太單純。很多人一看見生長激素幾個字跟看見親人似的,但我們不能光看生長激素不看別的,否則的話那我們整天餓著就能增肌了,因為能量不足時生長激素水平就會升高。人體和運動很複雜,我們千萬別以為生長激素一高必然會增肌。關於生長激素,我們講到激素的時候都會詳細講。

這是說,我們考慮保持肌肉或者增肌,最好要保持血糖穩定,尤其是在運動的時候。平時穩定血糖,我們可以少吃多餐,這個簡單。長時間運動時,穩定血糖就比較複雜。運動時血糖是怎麼利用的,什麼時候血糖會降低?我們先簡單說一下。

首先,運動時糖和脂肪是一起利用的,這個我們上節課就講了。我們剛才也說了,運動時的糖代謝,主要是肌糖原和血糖。這兩種東西,在運動時同樣是一起利用,沒有絕對的順序。但是隨著運動時間的延長,血糖的供能比例會逐漸增加。

我們都知道,低強度運動的時候消耗脂肪的比例要比糖大,所以講運動時糖代謝,其實主要就是指中等以上強度的運動,我們不說低強度運動。中等強度以上的運動,血糖利用的總的規律,就是先少後多,我們看下面這個圖。

這是中等強度運動4小時,脂肪和糖供能比例的基本情況。我紅字給大家標註了,首先我們能看到,脂肪和糖,是同時被利用的。而且,脂肪和糖,都是分兩種,也都是同時被利用的。我們看血糖和肌糖原,運動一開始,肌糖原供能比例要遠大於血糖。隨著運動時間延長,血糖供能的比例越來越大,肌糖原越來越小。

也就是說,運動的時候,如果短時間運動,1、2分鐘,利用血糖很少,主要是靠肌糖原供能。但是,因為這種短時間的高強度運動也能刺激一些升血糖激素分泌,所以會有一部分葡萄糖進入血液,所以最後的結果,血糖不但不會降低,反而會稍微升高。其實長時間中等強度運動也一樣,一般來說血糖都是先升後降,這就是因為一開始,血糖利用的少,升血糖激素導致血糖釋放的比利用的還快。

但運動時間一長,比如1小時的中高強度運動,越往後,血糖的利用就比較明顯了。隨著運動時間的延長,血糖的利用比例越來越大。這是因為肌糖原儲量有限,肌糖原越來越少,但身體為了保持運動強度,還要利用糖,那也只能利用血糖。因為蛋白質可以通過糖異生能變成血糖,肝糖原也能變成血糖,血糖好歹有一定的補充來源。

肝糖原我們儲存不了多少,當肝糖原也消耗的差不多了,血糖就會降下來,保持血糖就剩下一個辦法,那就是糖異生,所以這時候,糖異生的比例就會明顯提高。一般來說,1-2小時內的中高強度有氧運動,糖異生的比例就比較高了。這就是說,我們消耗的蛋白質會明顯增加。

那很多人都會問,跑步一小時,到底能消耗多少肌肉。這裡有個數據,大家可以參考一下。

這個數據是摘自《臨床運動營養學》第4版,圖表位置不好掃描我就直接做了個新表。這是65%最大攝氧量,也就是中等強度跑步1小時,能量物質的的供能比例。我們看蛋白質,男性是5%,女性是2%。用熱量消耗算一下,男性大概消耗了10克身體蛋白質。

我們假設,這些蛋白質全都來自肌肉,10克蛋白質相當於多少克肌肉呢?肌肉內蛋白質的含量大概是25-30%。所以,10克蛋白質大概相當於30-40克肌肉。也就是說,我們中等強度跑步1小時,可能會消耗掉30-40克肌肉,消耗還是非常大的。女性就少一些,大概消耗10-12克肌肉。這個數據也能說明,女性在運動時,消耗蛋白質的比例確實比較小。

這是跑步1小時的情況,如果繼續運動,蛋白質的供能比例還會大幅度上升。長時間中等強度以上的運動,運動後期蛋白質供能的比例會非常高,有的數據里能高到10%以上。所以,長時間中等強度以上的運動,是非常消耗肌肉的。當然,運動引起的肌肉消耗,運動後營養和熱量充足的情況下一般會補回來。但是,假如沒有注意營養,情況又是一回事。或者正在減脂期間,營養和熱量很有可能不充足,就就真有可能消耗了肌肉補不回來。

那麼運動時怎麼讓血糖穩定,糖異生的比例小一些呢?那就是補糖。我們剛才說了,血糖有幾個來源,其中一個就是外源性糖,我們運動時吃點碳水,血糖不就上去了嗎?所以,運動時補糖,對於穩定血糖,節約蛋白質其實非常重要。大家看下面這個圖。

我們看裡面的第一個曲線圖,這是中等強度自行車運動4小時身體血糖的變化曲線。有兩根,上面一根是運動時補糖的,每隔20分鐘補充一點糖。下面那個曲線是每隔20分鐘喝點白水,沒有糖。我們可以看到,持續補糖組,血糖也有下降,但沒有降的很低,最後也沒有低於4。但是只補充白水的那一組,血糖持續下降,3小時的時候就降到了3以下。

長時間運動時補糖有很多好處,剛才說了,首先有利於保持肌肉。另外,血糖穩定,還有助於在運動時保持免疫功能活性,防止運動後免疫功能明顯下降。因為一方面血糖是很多免疫細胞的糧食。另外,我們剛才說了,運動中後期,升血糖主要靠皮質醇。皮質醇是一種強力的免疫抑制激素,會抑制我們的免疫功能。所以穩定血糖對免疫功能也很重要。

另外運動中補糖對長時間耐力運動的運動成績提高就更關鍵了。比如跑馬拉松,補糖是否合理可能就決定了最後的比賽結果。

運動時怎麼補糖呢?補多少?這是個學問。因為人體對能量物質的吸收速度也是有限的,單位時間內補充了太多,吸收不了也沒意義。一般來說,胃腸道對糖的消化吸收速度,最快也就是每分鐘1.2-1.7克。也有實驗發現,運動時,補糖的速度1-1.5克時,補充的糖會被更多的利用,超過這個量,也不會進一步增加外援行糖的利用。

所以一般建議,運動員運動時補糖,速度最快也就是每分鐘1克左右,每小時大概是60克左右。但是我們健身愛好者,尤其是一些減肥的人,還要考慮到減脂的效率,糖補充的太多,肌肉是保住了,減脂效率也會下降。

所以,一般建議,如果不考慮減脂的,比如純增肌,那麼做中等強度有氧運動,超過半小時,就應該考慮補糖了。半小時後開始補,量可以是1分鐘1克。但如果是減脂還希望保持肌肉的話,這個補糖的量可以減少,超過半小時的中等強度有氧運動,可以每分鐘0.25-0.5克。

當然,我一般不建議減脂保肌的時候做超過半小時的中等強度有氧運動,這個我在知乎講過,考慮保持肌肉的話,最好是用長時間低強度運動來減脂。而且,飲食蛋白質攝入量要足夠高。關於減脂時怎麼保持肌肉,我們在講運動時能量物質代謝的時候,會隨時提到一些,都講完之後我們也會專門作為一個專題,來總結一下。

另外,補糖的類型,應該是葡萄糖、蔗糖,還是麥芽糖?什麼形式,固體好還是液體好?如果是液體什麼濃度最好?這都影響著補糖的效果。我這裡先說一下結論,之後我們會講一個運動補糖的專題,專門說一下,減肥、增肌、馬拉松提高成績,運動前中後,應該怎麼補糖。

一般來說,運動時補糖,葡萄糖、蔗糖、麥芽糖都可以,差別不大,葡萄糖或者麥芽糖可能更好一點,因為蔗糖里畢竟還有一半果糖。液體一般比固體更好一點,也比較方便。液體的濃度,最好是5%-8%,這個濃度胃排空速度比較快,補糖的速率也比較合理。

有同學可能還不明白,說到底怎麼補?其實知道了每分鐘補充多少克,知道了適合的濃度,自己就能算出來。比如使用濃度6%的葡萄糖溶液,500毫升裡面就有30克糖,每分鐘0.5克的話,正好是1小時的量。你就在1小時之內,把這500毫升葡萄糖溶液喝完就可以,比如每10分鐘100毫升左右。

如果嫌麻煩的話,可以直接喝運動飲料,大多數運動飲料都是這個濃度,不但能補糖,還能補充點電解質。


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