體重控制與身體組成

壹、前言整個社會型態的改變，一般人的生活及飲食習慣也隨之改變，體重控制的問題逐漸地受到關注，不僅是運動選手要控制體重，對一般人而言，適當的控制自己的體重，除可以保有一個良好的身材曲線外，更重要的是過重或過輕體重的人，對身體的健康都可能產生負面的影響。身體組成是指身體的化學成分。身體組成的模式有許多分類的方法，比較簡易及常被採用模式為脂肪和非脂肪重兩種成分模式。肥胖乃是人體內脂肪過多的現象，近年來許多醫療團體已將肥胖視為一種疾病，過高的脂肪比例是許多重大疾病的危險因子，因此，體重控制除維持一定的身體重量，更重要的是維持身體脂肪百分比率在一定的範圍內。一般而言，正常的男性體脂肪比率在10～15％左右，女性約在18～25％。隨著年齡的增加，由於體內原生組織的減少，因此脂肪所佔的比例通常會增加。若體脂肪男性超過25％，女性超過30％以上即稱為肥胖（obesity）（Strand，1997）。貳、體脂肪就脂肪重（fat mass）及非脂肪重（free fat mass）兩種成分模式而言。脂肪重指的是相關的身體脂肪，也就是脂肪所組成身體全部體重的百分比；非脂肪重指的是身體中沒有脂肪的組織，包括：骨骼、肌肉、器官、及結締組織。脂肪除了是身體組成的重要成分外，同時是食物中密度最大的能量來源，每公克的脂肪氧化能產生9大卡的熱量，脂肪的高密度和低溶解度的特性使它成為能量儲存的理想形式。事實上，葡萄糖及氨基酸處於備用狀態時，均合成脂肪而儲存。而且在許多生理功能必須仰賴脂肪才能正常運轉，例如，皮下脂肪（subcutaneous fat）便是很有效的隔絕體，在冷天時可以減少體熱的流失。若皮下脂肪過厚，則會干擾熱天時體熱的散失。一些重要的器官如腎臟，可藉由脂肪的填充而避免受到撞擊的物理傷害，一些激素的合成和做為脂溶性維生素A、D、E、K的攜帶者。脂肪組織主要是由三酸甘油酯所組成，皆儲存於皮下組織及腹腔中，它同時也會環繞於器官之外且零星地貫穿於肌肉組織之間。脂肪組織的主要形式為白色，而棕色脂肪組織（brown adipose tissue）則少量存於肩胛骨、腋下和頸背中。細胞膜中含有的脂質可加速營養素的傳遞，腦糖甘（cerebroside）及含半乳糖的脂質是神經髓鞘及腦中蛋白的構成要素。神經節糖甘（ganglioside）及含葡萄糖或半乳糖的脂質則為腦組織和突觸膜的成分之一（趙玫珺，1992）。參、肥胖的界定有許多人常常拿著磅秤來量體重，看看自己是否超重。這種測量方法並不是一種評量體脂肪最好的方法，因為肌肉重量比脂肪來的重，一般運動員或經常運動的人，會因接受運動訓練非脂肪（FFM）組織增加而同時脂肪組織減少。因此，一個體能較佳的人會因有較多的肌肉量，而體重會超過正常的體重範圍，而身體脂肪的比例卻低於正常值。相反地，一個從不做任何身體活動或體能較差者，其體重可能與受過訓練的人具有相同的重量，但他很可能會有較高的脂肪比例和較少的肌肉，這種現象在運動員間是相當常見的。因此，對於超重（overweight）、過胖（overfat）及肥胖（obese）三者如何界定便相當重要。超重是指有關身體大小及外觀上，有過多的體重情形，而不考慮身體組成的部分；過胖是指脂肪組織高於正常的範圍；肥胖則是更嚴重的有過多的脂肪比例的情況。雖然這種區分的方法蠻難界定哪些人是屬於肥胖者，一般而言體重超出正常值20％以上都應該可以被認為是肥胖者。下表為一般男、女（18～30歲）脂肪比例的分類表：男性女性最小值（minimum）正常值（normal）過胖（overfat）肥胖（obese）<610-1718-19>20<1015-2425-29>30（摘自：Strand，1997）肆、超重對生理上影響早在1986年美國健康協會（The National Institutes of Health）正式地宣布肥胖是一種疾病（Anspaugh, Hamrick, & Rosato, 1991），美國公共健康部門（U.S.. Public Health Service）在1992年時估計，有超過三千萬的美國人因過多的脂肪比例，而可能危害到健康的問題，這些人可能因身體缺乏活動和飲食的因素，甚至因此而導致死亡。下列是由於超重（overweight）對生理上可能產生影響（Allsen, Harrison, & Vance, 1989; Anspaugh, Hamrick, & Rosato, 1991; Hockey, 1993; Manson et al., 1987）：一、肥胖（obesity）與冠狀動脈心臟病（coronary heart disease）、中風（stroke）、（atherosclerosis）和糖尿病（diabetes）有很高的相關性，這四大疾病名列美國人死亡率的前十名，且肥胖者罹患冠狀動脈疾病（coronary artery disease）的機率是正常人的兩倍以上。二、在年輕的族群中，肥胖者比體重正常者，有更高的疾病罹患率和死亡率（mortality）。三、尤其是脂肪堆積在腿部，可能阻礙血液迴流至心臟，和增加靜脈血管異常腫大的發生率。四、體重超重的女性，心臟衰竭（heart failure）的發生率比那些體重在平均水準者高出許多。五、超重和肥胖的人有更多肌肉、關節的病變，因為這些體重增加關節負荷的壓力，尤其經常發生在是膝（knee）、腰（hips）和下背（low back）等部位。六、肥胖者下背痛（low-back pain）的發生率也較大。七、肥胖與糖尿病的發生率也有很大的關係，肥胖者比非肥胖者高出三倍。八、肥胖者血中的膽固醇（cholesterol）遠比體重正常者高出許多。九、肥胖會增加肝硬化（cirrhosis of the liver）的發生率及各種呼吸系統上的問題。十、肥胖或是體重超重者，也會又較高的意外發生率、手術時的併發症（surgical3complications）和懷孕（pregnancy）時的併發症。十一、 體重過重的人會減低運動的忍耐度。十二、 肥胖會促使膽結石的形成、呼吸系統障礙和關節病變（膝、髖關節）。十三、 肥胖讓男性易罹患結腸（colon）、直腸（rectum）和攝護腺（prostate）癌。十四、 肥胖的女性罹患子宮癌（endometrial cancer）是正常體重者的五倍以上，這可能是女性身體會製造較多的動情激素（estrogen）。十五、 肥胖的女性可能較易罹患乳癌、結腸癌、直腸癌。這似乎與飲食有關，飲食的習慣若攝取過少的纖維、過多的脂肪、及高熱量的食物將會導致罹患不同的癌症。伍、基礎代謝率體內執行不自主活動所需的能量即稱為基礎代謝率（basal metabolic rate, BMR）一般是指人體在清晨且極端安靜的情況下，不受精神緊張、肌肉活動、食物和環境溫度等因素影響時的能量代謝率，通常以每小時所散發的熱量為指標（吳襄，1994）。每日的基礎代謝率幾乎佔一天當中能量消耗的三分之二，主要提供心跳、呼吸、體溫維持等等的能量（Donatelle & Davis, 1994）。基礎代謝率也可能受到體型、體重、性別、年齡、生長速率、內分泌腺體活動、睡眠、體溫及營養狀況等因素的影響（趙玫珺，1992），例如，體熱的流失與身體表面積成正比，因而基本體熱的產生也會與體表面積成正比，一個高瘦的人會比同體重矮胖的人有較大的體表面積因此也會有較高的基礎代謝。就性別而言，女性要維持正常的體重比較困難，主要受到性激素的影響，使得女性的代謝速率比男性低6-10％（趙玫珺，1992），在青春期（puberty）的男女身體組成會因內分泌的改變而有不同的變化，直到青春期時腦垂線會分泌促濾泡激素（ＦＳＨ）及黃體素，產生足夠的量時，女性的卵巢開始發展、動情激素（estrogen）開始分泌。男性方面，激素也會刺激睪丸生長及睪丸激素的分泌亦會使得骨骼的成長加速，而有較粗大的骨骼結構，如同蛋白質合成增加肌肉的質量一樣。因此，在青春期的男4性的肌肉會比女性多，這些特徵會一直持續到成年。雌性激素會刺激使女性的骨盆變寬、乳房隆起，增加腿部及臀部脂肪的堆積，主要是脂肪儲存酵素（ＬＰＬ）的活動增加，ＬＰＬ由脂肪細胞產生，當ＬＰＬ活動率高時，三酸甘油脂產生水解被運送至儲存的地方。女性超過30歲後基礎代謝率也會逐漸下降，每年約下降1-2％左右。因此，年過30歲以後就應增加身體工作量，以額外的消耗能量。在睡眠中基礎代謝約比清醒時少10％。當體溫超過37℃時，大約每增加攝氏一度，代謝率會增加13％。甲狀腺會調整能量代謝的速率，在甲狀腺機能亢進（hyperthyroidism）時，代謝速率可能增加到75-100％；反之，甲狀腺機能低下（hypothyroidism）時，代謝率可能減少30-40％。生長激素會刺激新組織的合成，是造成嬰兒期、孩童期及青春期有較高代謝率的部分原因。女性懷孕最後三個月，基礎代謝率也會增加15-25％，主要是母裡體重增加與胎兒的高代謝率所致。長期禁食或慢性營量不足也會導致基礎代謝率的下降。我們經常發現一個超重的人，雖然吃的很少但體重仍無法減下來，主要的原因是基礎代謝（BMR）的關係，超重的人燃燒卡路里（calories）將比其他人來的慢，因此想要降體重似乎更為困難，主要是因較胖的人，相對地也較懶得動。運動或身體的活動會加速代謝率，使得減少脂肪更為容易，一般人睡覺時每分鐘約燃燒0.8卡（cal/min）的熱量，走路時約每分鐘4卡（cal/min），跑步時約10-15卡（cal/min），例如經過一天高強度肌肉負荷後的三個小時，代謝率會比一天都不活動時高出25％（McGlynn, 1990）。另外有一類人要減重也是比較困難，特別是在成年前身體急速的生長（growth spurt）或急速地在短時間內增加體重，身體脂肪細胞的數量和大小會持續的增加。因此，青少年時期若過重，則脂肪細胞的數量將比體重正常者來的多。很不幸的，脂肪細胞一旦生成是屬永久性的，所以肥胖的小孩成年後肥胖的機率也會比較高。而那些脂肪細胞數量與常人一樣的人，脂肪體積較大者，雖比較容易減掉身體的脂肪比率，然而這種人胖回來的速度也較快。飲食控制對於減重的效果相當小，人在飢餓（starvation）的情況下，身5體會在自我保護作用下，降低基礎代謝率。若反覆以飲食控制來減肥，人體的基礎代謝率會變的越來越低，這也是許多減肥者，越減越肥的原因。最好的方法是增加運動量和減少熱量的攝取，雙管齊下效果是最好的。陸、能量代謝與平衡造成肥胖的原因包括遺傳（heredity）、環境（environment）、營養不良（poor nutrition）和其他社會因素。而發生肥胖最常見的兩個因素是吃多、動少。想要控制體重，首先要有能量平衡的概念：（一）正能量平衡-攝取的食物能量大於所消耗的能量，增胖；（二）負能量平衡-攝取的食物能量小於所消耗的能量，減重。卡路里（calorie）是計算食物能量的單位，也就是將1公克的水升高1℃所需的熱量。一磅的體脂肪約接近3500卡熱量，若想要每週減掉一磅的體重，就必須多消耗3500卡的熱量。至目前的研究結果，確實證明運動訓練的效果在身體組成上有促進適應的變化。例如，一個人每週運動三次，每次30分跑5500Ｍ的速度，可能消耗約435Kcal，一個星期消耗1350Kcal，相當於0.15公斤的脂肪。然而，對能量消耗的評估，應不只在運動期間而已，這種現象以前認為是與氧債有關，目前則以運動後過攝氧量（EPOC）有關，運動後的代謝率要回到運動前的水準，可能需要一段時間，較吃力的運動能需要長達一兩天以上的恢復。例如，運動之後的攝氧量平均每分鐘消耗0.05升，一小時可能消耗約15ｋKcal，若代謝保持5小時的話，將增加75Ｋcal的代謝量，往往沒被計算在運動時的消耗之中。因此，卡路里的消耗，除運動時也應包括ＥＰＯＣ所消耗的部份。有人針對飲食、運動對身體組成的改變研究，分成飲食控制組、運動控制組及飲食加運動控制組。飲食組每天減少500Ｋcal的熱量攝取（不改變其他活動情況）；運動組每天增加500Ｋcal熱量消耗的活動（飲食量並未改變）；飲食加運動控制組每天多增加250Ｋcal的熱量消耗並減少250Ｋcal的熱量攝取。結果顯示，這三組的人總體重明顯的減少，運動控制組及飲食加運動控制組兩組的人減少更多的體脂肪量，且FFM都有增加，但飲食控制組的人FFM卻減少。6能量平衡的方程式︰能量的攝取－能量的消耗＝RMR+TEM+TEA（1）RMR：基礎代謝率（resting metabolic rate）（2）TEM：飲食的熱效應（the thermic effect of a meal）（3）TEA：活動的熱效應（the thermic effect of activity）規律的運動可能會幫助你控制食慾，平衡卡路里的攝取與消耗。有研究顯示，從事規律運動的基礎代謝率會較高。另外運動會快速的動員脂肪組織，增加熱量的消耗。此外，心智活動（mental effort）也會耗費能量，神經系統的運作，其能量的需求佔基礎代謝率的20％。增加腦力的激盪，也可能增加能量的消耗，但其所耗費的能量對於整個熱量的需求而言，所產生影響並不大。這或許是一些用腦筋工作者，較不容易肥胖的原因之一。柒、減重的效果與安全僅僅靠飲食控制所減輕的體重中，有35-45％是非脂肪重（FFM），有些人為了減重以攝取很少的食物，甚至催吐、斷食，這樣的方式將危害到身體的健康，並不值得鼓勵的。一般女性每天至少需攝取1000-1200卡熱量，男性每天也需1200-1400卡的熱量攝取。根據Anspaugh等人（1991）認為只以飲食控制來減肥，能夠減肥成功且維持一年以上者比例相當少。這些節食者，無法將所減下來的體重持續的保持下去，主要是由於他們並沒有學習在減重後的體重，所應需注意的行為及習慣。不僅運動時可以增加代謝量，且運動後持續幾個小時仍繼續消耗著甚至到睡覺時。規律的運動活動肌肉並由皮下移動脂肪，讓身體看起來更苗條、更有曲線。肌肉的活動比脂肪消耗更多的卡路里，更能加速能量的代謝。且以強度較低持續時間較久的運動方式，對於脂肪的消耗更為有效。Corbin和Lindsey（1993）認為一個體重150磅的人，以每小時10公里的速度慢跑，每小時約消耗900卡的熱量；若以每小時5公里的速度慢跑，則其每小時消耗的熱量約650卡。因此，以較慢的速度來跑步，相對地所消耗的能量並不見的比較少。7捌、飲食控制的效果近來影視名人以纖細曼妙的身材，一再地展現在螢光媒體，造成一股流行的時尚，讓人以為瘦即是美，而一味地追求減肥的速成秘方，卻忽略了正確減重的理論與方法。許多人更為了能快速地減掉體重，以不當的節食方式，希望在短時間內達到目標，不僅無法達成理想的體重控制，甚至危害到身體的健康。除了不當的節食外，坊間也經常出現許多減肥藥、減脂茶、脫脂或低脂食物或減肥食譜等，讓一些胖哥、胖妹們趨之若鶩。以飲食來控制體重，絕大多數是用低熱量的飲食，會促使身體為節使能量消耗而降低其代謝率。這是一種人體的飢餓反應機制，節食者強迫自己的身體去儲存脂肪，所保留及儲存的能量做為未來不時之需。已有醫學研究（Moss, 1985; Munnings, 1987）顯示，倘若一個人每天攝取低於800卡的熱量，過度節食的結果可能引發醫學上的併發症，包括心肌萎縮（atrophy）、心律不整（arhythmias）、心電圖（electrocardiogrophic）出現不正常的節律和猝死（sudden death）。以飲食控制體重最大的問題，一旦回復到之前的生活形態和飲食習慣後，體重很可能也在短時間內回到之前的重量，更讓這些減肥者覺得厭煩、失去信心，因而對減重望之卻步。而且這種反覆地靠飲食升降體重的結果，造成身體組成的改變將是一種傷害，Brehm（1988）曾指出，以節食方式減掉10磅的體重，其中約有3磅的脂肪，一旦同樣回復10磅的體重後，其中卻包含5磅的脂肪組織，這些減肥者雖然體重回升到原來的重量，但身體的體脂肪百分比卻增加了。如此反覆的結果影響到體內荷爾蒙（hormonal）的代謝與脂肪組織的比例，甚至發生代謝上的疾病，如第二型糖尿病。玖、評估體脂肪百分比的方法對於大部分運動員而言，身體大小、體重雖然重要，但身體的結構成份更應注意且受到重視。體重過重通常不是大問題，重點是過胖對運動的表現會有負面的影響。由一般所謂的標準的「身高、體重量表」，是無法正確的提供運動員應該有多重，因這類的量表並未考慮身體組成。若根據這類量表一位運動員可能8體重過重，但它的身體脂肪卻可能很少。然而應如何評量身體組成，以下幾種不同的方法可以進一步的了解身體組成。（一）比重計法（Densitometry）-【水中稱重】：主要是與身體的密度有關。Ｄ身體密度＝Ｍ身體質量÷Ｖ身體體積身體體積可由許多不同的技術得知，最常用的方法是流體靜力學測量法（hydrostatic weighting），也就是將運動員全身浸在水中來測量的方法。但Densitometry有其限制，例如肺部等組織的殘氣量，必須精確的計算出來，一般而言，成年男性約1500ml，女性約1200ml左右。利用脂肪重（fat mass）與非脂肪重（fat-free mass）兩種脂肪成份模式來評估身體組成時，便須做精確的評量脂肪與非脂肪的比重。主要的缺點在於身體密度轉換到相關體脂肪的預估。Densitometry法應準確地測量體重、水中重量及殘氣量，否則將影響身體的密度，而影響個人之間非脂肪重量（ＦＦＭ）的密度變化。此外，非脂肪重量的密度同時受到年齡、性別及人種的影響。另外，Siri研究發展出一種預估體脂肪的百分比的回歸方程式：％體脂肪＝（495∕Ｄ身體密度）－450一般使用身體密度值為：0.9007g/㎝3，但Siri的回歸方程式卻是以1.100為非脂肪的密度（DFFM）。Brozek（1963） ％體脂肪＝（457∕Ｄ身體密度）－414.2（二）其他實驗室的技術：包括：rediography，magnetic resonance imaging，hydrometry，photon absorptiometry，total body electrical conductivity，dual-energy X-ray absorptiometry等。在此不加以討論，因方法複雜且需要有昂貴的設備。（三）現場（實地）的技術：這比實驗室的技術可行，可由教練、訓練者甚至運動員本身都可以直接來適用。1、皮脂厚測量（skinfold fat thickness）：9皮脂厚測量的方法式一種較被廣泛使用的實地技術，雖然像比重計法（Densitometry）及Ｘ光攝影技術可以提供身體組成（如相關體脂肪重、體脂肪重與非脂肪重）合理估計。而皮脂厚測量的測量若以適當的回歸方程式配合，也可對身體的組成有很好的評量。2、生物電阻體脂肪測量法（bioelectric impedance analysis ,Bia）︰這種方法只需5分鐘的簡單程序，以四個電極片貼於腳踝、腳背、手腕、手臂，利用電流透過末端的電極在手、腳上所偵測經過組織的量，Bia 是使用一股電流流通過身體和測量電阻，非脂肪組織是一個很好的電流導體，而脂肪則相對流導體，因此電流阻力與非脂肪量相反，可反應該出組織所包含的相關脂肪量。Bia主要的限制在於，會高估非常瘦的人脂肪百分比和低估肥胖者的脂肪百分比。Bia通常會比皮脂厚測量較不準確，實施前最好必須遵守幾個規定﹕1）測驗前四個小時不能飲食。2）測驗前12個小時避免從事過度或激烈的身體活動。3）測驗前需要完全排泄。4）測驗前48小時不能喝酒。5）測驗前不能服用含利尿劑的藥物，除非醫師規定。儘管有這些限制，在體適能的測量安排上，Bia仍被認為是一種非常方便、簡易、無侵略性和安全的評估身體組成的方法。3、紅外線交互作用測量法（infrared interactance）:這是一種利用近似紅外線的光譜的原理，測量輕微的吸收與反應，提供有關身體的化學組成資訊。但以目前的研究仍不能有效的來判定脂肪的量。4、人體測量學的方法（Anthropometric Method）人體測量學測量包括身高、體重、和不同的身體部位的周長，這個方法簡單、實際，可評估身體組成並廣泛運用在臨床及體適能測量上，但還是比水中稱重更不準確。測量的方法與程序（注意事項）﹕1）應施測在身體的右側，並且使用固定張力的皮尺。102）身體應垂直站立並放鬆。3）測量時皮尺要保持適度的緊張度，但不要使皮膚變形。4）重複施測，如果誤差超過7mm或0.25inches便須從測。身體質量指數（BMI；The Body Mass Index）或桂德萊氏規則（Quetelet Index）＊ 桂德萊氏規則是利用身高（公分）減100，為其體重應有的公斤數。＊ BMI＝體重(㎏)∕身高(㎡)拾、結語基於大眾學習及健康的因素，BMI是一個評量身體組成簡便的方法，根據美國運動醫學會運動測驗與處方指引第五版（ACSM』s guideline for exercise testing and prescription, 5th edition）所建議男、女性BMI的肥胖標準，20-24.9為正常範圍，25-29.9為一級肥胖，30-40為二級肥胖，40以上屬三級肥胖（病態肥胖，morbid obesity）；而國內衛生署所制定的BMI資料所界定的理想體重值是20-25，過重的BMI為25-28，超過28則為肥胖，若低於20以下為體重過輕。但其限制是很難對受試者解釋及設計實際的體重喪失的改變對BMI的影響。參考文獻吳襄、林坤偉。（1994）。生理學大綱。台北市，藝軒圖書出版社。趙玫君。（1992）。實用營養學。台北市，華杏出版股份有限公司。Allsen, P.E., Harrison, J.M. & Vance, B. 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