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運動營養補充

2017-03-13 08:38:42

運動的能量消耗與體重流失

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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「動就是要流汗!談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「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。

資料來源:運動生理學網站

 

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 (「建立運動與體重控制的正確觀念」)。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。

 

文章來源:運動生理學網站

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