健身與脂肪（3），脂肪的代謝與運動nn——透視各種運動減肥方法後的科學邏輯

　　肥胖是一個人的影子，伴你一生，一旦你管不著自己的嘴，它就顯現出來。

　　一個健身者，身邊總會有很多的胖子（更何況我也曾經是個胖子），而且隨著你年齡的增加，胖子的數量也變得越來越多。

　　也就有一個永遠無法繞開的話題——減肥。

　　「丸子，減脂的辦法里，持續有氧健身和高強度間歇性訓練，這兩種辦法里，到底哪個更高效，更科學？」

　　「丸子，到底是先做有氧，再做力量訓練，還是先做力量訓練，後做有氧，對減肥更有效呢？」

　　要科學的分析減肥的運動方法，不能不透徹了解脂肪的代謝，以及對脂肪代謝影響的因素。

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　　脂肪是人體主要的供能營養素，1克脂肪可提供9千卡的熱量，是同重量糖和蛋白質的2.25倍。

　　現代，因為營養過剩，脂肪過量的危害性也日益凸顯。

　　研究脂肪的代謝，可以讓我們科學運用各種運動方法，更加高效地減脂。

脂肪的消化吸收

　　脂肪攝入後，胃酸中由於含的脂肪酶少，所以成人的消化主要從小腸開始。

　　正常作用的消化道中，脂肪的消化吸收率可達95%。所以基本上吃多少脂肪，就在身上長多少肥肉。下圖是脂肪消化吸收的細節，有興趣的同學可以看看，我就不細講了。

脂類的轉運

　　脂類物質不溶於水或微溶於水，他們的轉運必須先形成溶解性好的脂蛋白複合體，才能在血液循環中運送，所以它們在全身的轉運，有其特別之處。

　　我們將血漿中轉運各種脂類的脂蛋白，叫血漿脂蛋白，它們從大到小分為：乳糜微粒（CM）、極低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL），下圖是電子鏡下放大到相同倍率的四種脂蛋白形態。

　　【膽固醇的轉運】膽固醇由低密度脂蛋白（LDL）運出肝臟，經血液到達全身。膽固醇的回收則由高密度脂蛋白（HDL，由肝臟中合成）完成，它攝取肝臟外獨立的膽固醇（動脈壁或組織中），並用酶將膽固醇合成膽固醇酯，運回肝臟。

　　低密度脂蛋白很容易因為氧化作用而受到破壞，它就如一輛非常容易出故障的車輛，在運送膽固醇時，經常出車禍（被自由基氧化），將道路（動脈壁）弄得一片狼藉，需要高密度脂蛋白來收拾殘局，把對道路有腐蝕作用的膽固醇清理掉運走。

　　【脂肪的轉運】甘油三酯的轉運有兩條通道。

　　第一條是經消化道吸收的脂肪，由腸粘膜細胞吸收後，形成乳糜微粒（CM），經血液循環運送至全身。乳糜微粒可以被血管內皮細胞表面的脂蛋白脂酶水解其中的甘油三酯，釋放出甘油和脂肪酸以被機體利用。最後剩下的乳糜微粒被肝臟吸收。

　　第二條通道，是肝臟出來的甘油三酯，由極低密度脂蛋白（VLDL）將脂肪運作到全身。脂肪組織中的甘油三酯則需要分解為甘油和脂肪酸，才能被機體使用。

　　【遊離脂肪酸的運轉】遊離脂肪酸與血漿清蛋白結合成「白蛋白—遊離脂肪酸複合體」，經血液循環轉運到肝臟、心臟、骨骼肌等組織。

脂肪酸不能直接進入線粒體，它會先先被活化為脂醯CoA，再被肉鹼轉運到線粒體內。

脂肪的合成代謝

　　當機體內攝入的糖和蛋白質過多時，會被轉化為甘油三酯儲存起來。

　　例如，當攝入大量碳水化合物後，肌肉、肝臟內糖原儲滿後，胰島素激增會促使葡萄糖向儲脂細胞轉運增加多達30倍，並推動葡萄糖轉運蛋白（GLUT4，主要存在於肌肉和脂肪組織中）轉運因子加速將葡萄糖運送到儲脂細胞內，以推進脂肪合成。

　　這個過程會消耗能量，以及需要B族維生素，如生物素（B7）、煙酸（B3）和泛酸（B5）的參與。

脂肪的分解（氧化代謝）

　　脂肪在脂肪酶的作用下，分解為甘油和脂肪酸，然後再分別氧化成二氧化碳和水，同時放出熱量，這一過程，就是脂肪的氧化代謝。

　　下圖就是激素詳細動員脂肪分解的過程，脂肪分解相關的激素有腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素、生長激素、促性腺激素、腎上腺皮脂腺素等等，他們並不直接進入細胞，而是通過結合受體後，激活cAMP來起作用。

　　與之相反，影響脂肪分解的因素有胰島素、前列腺素E、酮體和乳酸等等，這些物質濃度提升會抑制cAMP的活性，放緩脂肪的分解。

　　甘油去路

　　脂肪的氧化代謝，甘油部分，約佔脂肪總能量5%。甘油代謝走的路線是先在肝腎中，轉化成三磷酸甘油醛，隨後走向糖異生或經糖酵解氧化供能。肌肉中缺乏甘油磷酸激酶，因此甘油不能在肌肉中直接被氧化。

　　甘油的糖異生增加了機體的糖，對長期運動中的血糖穩定和運動能力，都有很好的支撐。

脂肪酸去路

　　脂肪酸的氧化是脂肪供能的主要途徑，可提供95%的脂肪能量。

　　脂肪酸的氧化，有兩個方向。

　　一個是碳水化合物充足時，長鏈的遊離脂肪酸分解為多個乙醯輔酶A（這個過程叫β-氧化），然後經檸檬酸循環和氧化磷酸化完成完全氧化。

　　中鏈和短鏈脂肪酸可以自由擴散進入細胞後，再轉變成醯輔酶A。

　　一個是碳水化合物不足時，經β-氧化的乙醯片段，因為無法進入檸檬酸循環氧化而大量積聚，為維持體液平衡，肝臟將其轉變為酮體（包括有乙醯乙酸(約30%)，β-羥丁酸(約60%～70%)和極少量的丙酮，注意這裡是丙酮不是丙酮酸）。酮體可以被大腦和肌肉直接氧化供能，更多的酮體則被從尿液中排出。

　　酮體是脂肪酸在肝臟進行正常分解代謝所生成的特殊中間產物，正常人血液中酮體含量極少(約為3-50mg/L)，這是人體利用脂肪氧化供能的正常現象。

　　但在某些生理情況(飢餓、禁食、長時間耐力運動)或病理情況下(如糖尿病)，糖的來源或氧化供能障礙，脂動員增強，脂肪酸就成了人體的主要供能物質，酮體就是滿足大腦供能的主要渠道。

　　若肝中合成酮體的量超過肝外組織利用酮體的能力，二者之間失去平衡，血中濃度就會過高，導致酮血症和酮尿症。乙醯乙酸和β-羥丁酸都是酸性物質，因此酮體在體內大量堆積還會引起酸中毒。

脂肪代謝亢進與燃脂

　　脂肪的代謝不是一成不變的，研究證明，在不同的運動刺激或環境下，脂肪的代謝呈現不同的強度。

　　下圖就是在不同運動強度下，蛋白質、碳水化合物、脂肪對能量代謝的貢獻。

　　圖說：圖中定義的強度，分別代表：休息狀態，耗氧率＜25% VO2max；輕度體力活動，耗氧率為25%-30% VO2max；中度體力活動，耗氧率為50%-60% VO2max；重度體力活動，耗氧率為75%-90% VO2max；超重體力活動，其耗氧率超過90% VO2max。

　　不僅僅運動中消耗脂肪，由於運動對運動後的代謝提升，並且運動後也主要以燃燒脂肪的形式供能，關於脂肪代謝和燃脂的研究也就延伸到運動後。

　　運動中耗能與燃脂

　　輕度運動中，脂肪供能超過60%。在中等強度的運動中，脂肪和糖幾乎供能相當。當運動持續1小時以上，糖原耗竭後，脂肪的供能逐漸增加。長時間的運動末期，血液循環中的遊離脂肪酸提供的能量甚至超過80%。

　　研究脂肪代謝亢進，能對我們的減肥運動方式提供良好的理論指向。

　　例如，中低強度運動，運動時間越長，脂肪代謝越亢進。由此我們設計出了有氧燃脂和長距離慢跑等鍛煉方式。

　　對於經常訓練者，有氧運動的最佳燃脂強度是中等強度運動（約50%～60% VO2max）。或者用公式計算你的最佳心率，目標心率=(220-年齡)*(60%～70%)。

　　對於不經常訓練者，有氧運動的最佳燃脂強度是約45% VO2max。

　　同等運動強度下（中低強度，如40% VO2max），女性的脂肪供能比例高於男性。

　　例如，高強度運動，由於短期內用氧氣爭奪（同量供氧下，糖供能最強），脂肪酸代謝會受抑制，但運動又會刺激腎上腺素的大量分泌，促進脂肪分解釋放脂肪酸（機體也是為後期可能的高強度持續運動做準備）。

　　高強度運動由於人體可持續的時間短，因此必須分組間歇進行，大力量抗阻訓練、短跑等運動，都是高強度運動的典型。

　　研究高強度運動的整體耗能時，人們發現，在運動時的耗能只佔總體耗能的一小部分，大部分耗能，在運動後（15秒的極速短跑，運動中耗能2%，運動後耗能98%）。

　　運動後耗能與燃脂

　　研究發現，運動後，脂肪代謝會亢進明顯，強度越高，持續時間越長，效果越明顯，人們稱之為運動後過量氧耗（EPOC）。HIIT燃脂訓練方案就是根據這一現象設計的。

　　EPOC與運動中的脂肪酸代謝增加有密切關係。

　　圖：HIIT的科學依據是運動後過量氧耗（EPOC），這是最著名的EPOC模型，前半部分是運動期，EPOC區域是運動後的恢復期。·

　　我們現在知道，基本上所有的運動，都會帶來運動後代謝提升，但是運動後代謝提升，究竟跟哪些因素有關呢？

　　1，最開始，人們發現，EPOC跟運動強度有明顯的關係（如下圖），而且是主要關係。

　　圖：中等強度運動和激烈運動對運動後安靜代謝的影響。

　　2，隨後，人們發現，EPOC跟運動的持續時間有關係。

　　下表中對照同等強度的訓練，10分鐘和20分鐘的訓練時間，其EPOC的變化。從中我們可以看出，中低強度的有氧運動，持續時間對EPOC的影響較小。超AT強度的鍛煉，時間翻倍後，跟相同時間不同強度的差值接近，對EPOC的影響有顯著影響。

　　超強度無氧運動由於持續的時間有限，持續時間的影響對EPOC的影響也就不用討論了。

圖：運動時間和運動強度對運動後過量氧耗的影響。低AT強度即低於乳酸閥強度10%，AT強度即強度正好處於乳酸閥，超AT強度即高於乳酸閥強度10%的運動強度。乳酸閥因人而異，也可以通過練習提升，一般你可以將成年男性跑步速度13公里/小時作為乳酸閥。

　　3，運動後的代謝提升，跟運動的方式有關。

　　研究發現，在相同運動強度和能耗量的前提下，組合訓練模式中，先進行有氧，再力量抗阻的訓練方式，產生的EPOC量明顯高於先力量抗阻，再有氧訓練的方式（研究設計的有氧強度為70％最大攝氧率，10分鐘，阻力運動七個項目，單次強度為最大重量的70%，每組10次）。

　　注意，這並不是意味著總燃脂量上先無氧再有氧比不上先有氧，後無氧，因為前者在運動中的耗氧量更高。

　　另外，相同能耗和運動強度下，下肢運動產生的EPOC量，顯著大於上肢運動。

　　4，不管有氧還是抗阻訓練方式，是否有間歇，以及間歇的時間長短，也會影響EPOC的量。

　　有氧運動單次持續30小時，與兩次15分鐘，中間間隔6小時相比，EPOC總和有間隔的顯著高於無間歇的。

　　力量抗阻訓練的組間間歇時間，20秒間歇產生的EPOC總值明顯高於1分鐘間歇。

　　5，長期訓練有素的人，跟久坐不動的人相比，同樣的攝氧量、同樣的形式、同樣的時間條件下，訓練組和久坐組的EPOC高峰數值並無差異，但久坐組持續的時間更長。

　　這可能跟訓練後的激素適應有一些關係。

運動後耗能背後的激素

　　EPOC背後，除了運動中生化反應的繼續與收尾（例如無氧糖代謝產生的乳酸代謝收尾），體溫恢復（體溫恢復是運動後耗氧量大的重要原因）外，還跟運動中調用的激素密切相關。它們跟這幾個激素的關聯最大。

　　1，運動後的初期，快反應激素起著重要作用。如兒茶酚胺，對EPOC的產生起重要作用（約帶來1/3的EPOC量），但它只在運動後一段時間內濃度較高，並且回落很快，比EPOC本身持續的時間短得多。

　　2，慢反應激素作用貫穿整個EPOC全過程。在運動中，慢反應激素，如生長激素，由於分泌滯後，運動後的回落也較慢，因此持續的時間較長。甲狀腺素和糖皮質激素，運動後由於可以加快ATP分解，增大了EPOC總量。

運動後耗能相關的其他因素

　　運動後過量氧耗，還跟其他一些因素有關，比如下面這些，大家可以參考。

　　ａ， 同運動狀態下，節食會引起EPOC減少。

　　ｂ， 體脂率會影響EPOC，同等運動狀態下，肥胖者的EPOC量比體脂正常者少。

　　ｃ， 運動前攝入含糖的牛奶，對高強度運動的EPOC有正向增強作用。

　　ｄ， 運動前攝入咖啡因，對無訓練的女子，運動中和運動後的代謝都有增強。

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　　回到開頭的兩個問題。

　　兩個經典減肥運動模式中，究竟是HIIT和長期有氧運動，誰的燃脂效率高呢？

　　這兩種運動方式，都是很高效的燃脂方式，是目前最科學的運動減肥辦法。

　　如果兩者運動時間一樣的話，HIIT顯然勝出。

　　HIIT的問題在於更容易讓人感覺累，並且對人的狀態和生理素質都有更高要求。

　　當然，如正文中所說，將有氧運動效率提升的一個辦法，是將有氧運動分次進行。但是從高效而言，仍然無法與HIIT相比。

　　有人說HIIT不全是燃脂，它要消耗很多糖，但是糖在整體的供能中，並不多（文中有提及，15秒的短跑，運動後供能約98%）。話說回來，有氧運動耗糖在總體比例中超過40%，實際上更耗糖。

　　第二個問題文章中已經直接回答了，就減脂而言，運動的次序，應先做有氧，再做力量。

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　　「丸子，這就完了？說好的透視邏輯呢？」

　　你有什麼地方還不明白的？

　　「如果我要在自己的有氧運動中加上間歇，該怎麼加，什麼時候間歇，間歇多長？」

　　那就是有氧運動的話題了，涉及好幾個要素變數（例如主訓練強度、主訓練時間，次訓練強度、次訓練時間、短間歇時間、長間歇時間等等），短時間根本說不清。

　　「誒，你上次挖的坑還沒填呢，我要等到什麼時候？」

　　好吧，你以前每天一個小時的有氧，你看時間安排得過來，中間至少3個小時間隔，15分鐘１次。或者安排3次，中間間隔5個小時。或者兩次，中間間隔6個小時。