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早上空腹做有氧运动能达到最大消脂效果吗?

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发表于 2011-11-22 07:19:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
早上空腹做有氧运动能达到最大消脂效果吗?


 
 
 
 
学习指引

  • 建议用50分钟时间阅读文章。
  • 阅读文章後,用10分钟时间回答问题。
注意:整个过程大约需要1个小时


目的

阅读完文章后,你应该知道:
  • 早上空腹做有氧运动的消脂策略及其宣称效果
  • 人体应用脂肪来产生能量的代谢过程
  • 有关此策略的研究及结果
  • 基于生理学观点及目前有关研究,给私人教练关于此策略的一些建议
前言
        部分运动员于准备比赛期时,会应用一个方法来减掉多余的体脂-早上空腹不吃早餐做有氧运动,甚至有一些健身及减重的书籍,也介绍这个策略给一般健康人士应用,使用这策略的人士认为这样会比吃了早餐才做运动,消耗更多脂肪,把消脂达到最大化的效果。那到底这策略是不是真的消耗更多脂肪?使用这策略的人士所持的理由是什么?反对这策略的理据又是什么?本文会告诉你有关研究及基于生理学角度来讨论这个策略的效果。


 
简介

早上空腹不吃早餐做有氧运动是消脂策略中较普遍一个,部分运动员和教练都喜欢使用这方法,有些书籍更介绍此方法给一般人士来达到消脂最大效果;他们主要理据是早上起来和前一次进餐时间最少有八个小时相隔,因此体内糖原水平不可避免下降,如果这时做有氧运动,主要能量来源便会由碳水化合物转为脂肪,因此能达到烧脂最大化效果。那从人体生理学角度和有关研究结果看,这个策略是否有的能使消脂效果最大化,帮助客人最快达成减肥目的呢?

人体脂肪代谢过程
首先,让我们从生理学了解一下,人体在有氧运动时,肌肉消耗脂肪的过程吧!图一表示简化了的脂肪应用过程,肌肉应用的脂肪来源有两个,一是皮下脂肪(图一中的1.1 -> 2 -> 3),首先皮下脂肪通过脂肪分解作用(Lipolysis)转变为甘油及脂肪酸,这个过程比较漫长,因为它需要很多因素配合,包括内分泌激素系统作用才能完成,分解出来的脂肪酸和甘油会通过毛细血管(blood capillaries)跑进血液循环,再通过血液体循环(Systematic circulation)进入肌肉内;此外肌肉内也有脂肪的(intramuscular triacylglycerol),肌内脂肪也会通过内分泌激素作用分解为脂肪酸和甘油,然后直接提供肌肉应用(图一中的1.2 -> 2 -> 3)而不需跑进血液循环,但和皮下脂肪相比,肌内脂肪储存不多,人体所有肌内脂肪总共只能提供约2000-3000千卡的能量(参考2)。
当脂肪酸和甘油跑进肌纤维内,两者都可以通过有氧能量系统来产生能量提供运动需要,但由于脂肪酸提供的能量远较甘油多,所以脂肪酸是主要能量来源。其实不论是脂肪酸或甘油分都必须进入肌纤维,再分解为更小的分子,然后进入肌纤维里的线粒体(mitochondria)进行有氧能量系统(Aerobic System)产生能量过程,脂肪才能完全利用来提供能量;因此我们可看到,要利用脂肪提供能量是一个漫长过程,人体必须有足够时间才能完全利用,所以,从生理学角度来看,中低强度有氧运动是最好的烧脂运动!


图一:有氧运动中,肌肉应用脂肪的代谢路线


但要分析早上空腹不吃早餐做有氧运动能否更有效,我们要更深入了解脂肪酸跑进肌纤维后是如何产生能量;首先脂肪酸分子在线粒体内,再被分解为更小分子-乙醯辅酶A,而这个过程涉及一系列的化学反应,这个过程名叫β-氧化,由于脂肪酸分子很大,通过β-氧化过程,一个脂肪酸分子可以产生很多个乙醯辅酶A分子,要β-氧化过程持续,就要有氧氧供应,以移走β-氧化过程产生的氢,因此,在人体内脂肪酸的分解是直接关系到氧气的消耗,这也就解释了为什么无氧能量系统都不能利用脂肪产生能量!
最后,每个从β-氧化产生的乙醯辅酶A分子,就可以进入有氧系统循环(三羧酸循环)产生三磷酸腺苷(ATP)来供能(图二)。


图二:有氧运动中,肌肉应用脂肪的代谢路线





早上空腹不吃早餐做有氧运动策略-支持意见
对于此运动策略的效果,至今还没有确定结论,主要有支持及怀疑同两种意见;持支持意见的理据主要有以下:

    早上起来时,体内碳水化合物水平下降,此时做有氧运动,由于糖原不足,所以人体会燃烧更多脂肪来提供能量,以补糖原不足,应付有氧运动的需要。 空腹时,血糖水平也会下降,血糖水平低会促进脂肪消耗。 进食可刺激胰岛素分泌,而胰岛素会降低脂肪分解。所以,早上不吃早餐,胰岛素水平会下降,因此促进做有氧运动时的脂肪分解而增加脂肪燃烧
  • 有研究显示(Wilcox, Harford & Wedel, 1985;Bergman, BC, Brooks, GA., 1999)于空腹状态做运动,会明显增加于有氧或耐力运动时的脂肪分解及氧化(Lipid oxidation)百分比。

早上空腹不吃早餐做有氧运动策略-怀疑意见
        虽然支持意见提出理据和研究来证明,但至今仍有为数不少人士对此策略成效提出怀问,主要的理由为:

    脂肪运用及燃烧是受到很多因素影响,包括激素分泌、酵素活动、压力水平、总体活动水平等,因此烧脂必须要以整天全面来看,而不是单看一个或半个小时的消耗。 如果于运动时消耗更多的碳水化合物,那无可避免的是于运动后你会燃烧更多的脂肪,因为这时体内碳水化合物水平下降了。 研究(Febbraio et al, 2000) 显示运动前进食碳水化合物没有明显影响运动中的脂肪消耗量
  • 空腹会降低运动能力,以至不能保持适当运动强度,而运动前进食可支持较高强度运动,所以在运动中和运动后都能消耗额外更多热量。

给私人教练的意见
        对于这个有争议性的课题,作为私人教练应怎样看待这个策略呢?首先我们先从生理科学角度来看,到底是哪一个因素决定我们身体在运动时应用碳水化合物或脂肪?原来是运动强度和时间,而不是看哪一个能量来源比较丰富,图三就代表运动强度和能量来源的关系,可以看到高强度运动时,能量来源主要是碳水化合物,而中低强度时则转为脂肪;此外,回顾脂肪酸燃烧过程(图二),脂肪酸须通过β-氧化过程,才能跑入有氧系统,完全燃烧,原来这些化学化应中,有一些化学物是碳水化合物才能提供的,以保持脂肪代谢不断运作,如果碳水化合物不足,脂肪代谢不能够完全完成,而产生废物-酮,酮过多在人体内会造成酸中毒现象,所以从生理学角度看,不吃早餐空腹做运动,会使运动强度下降而且有机会使脂肪燃烧不完全,产生酮毒!
        另一方面,近年来的研究都发现,空腹做有氧运动,脂肪分解量一般比运动消耗量多,而消耗不了的脂肪酸最终会再转化为脂肪储存,因此把空腹时的脂肪分解效果中和了!也有研究发现运动前进食可以增加产热效应(Thermogenic effect)使运动中和运动后的耗氧量都较空腹做运动人士明显更高(Davis, 1989; Goben, Sforzo and Frye, 1992)。
        有关肌内三酸甘油酯(intramuscular triglycerides)研究发现,刚开始做运动人士约有30%-50%的脂肪消耗是由肌内三酸甘油提供(Van Loon L.J., 2004),而通过有氧训练后,人体会增加肌内三酸甘油的应用(Martin WH III et al., 1993; Van Loon LJC et al., 2003),什至有报告指能达至总脂肪消耗量的80%(Hurley et al., 1986),因此其实在运动中消耗的脂肪多少,对于减肥作用不大,因为运动中消耗是肌内三酸甘油,而减肥主要是针对减少皮下和内脏脂肪量。
        最后有研究(Horowitz et al., 1997)发现,进食后做低强度运动虽然脂肪分解是减少,但如果量度脂肪的氧化量,却发现和空腹做运动差别不大,直至到运动后的80-90分钟,才有明显分别;而如果运动强度是中高的,那脂肪氧化量于任何时候,空腹或进食后做运动都没有明显分别。
        尽管对于空腹做运动来减肥这个策略有不同意见,但有一个现象却是可以肯定的就是空腹做运动会增加蛋白质的消耗和流失!有报告(Lemon and Mullin, 1980)指出,缺糖原时做运动消耗的蛋白质是糖原充足时消耗的两倍,因此这策略会导致过多蛋白质流失而影响肌肉肥大效果;此外,肌肉过度流失还会导致静态代谢率下降,长远而言会影响减肥效果!
        基于以上的原因,早上空腹做有氧运动减肥这个策略,研究目前为止还未有最后定论,但基于运动生理学和一部分研究,这个策略的成效的确是有需要更多将来研究;但基于它会消耗更多蛋白质以及可能导致脂肪未能完全代谢而产生对人体有害的废物-酮,因此,我们建议教练最好避免使用这减肥策略,尤其于一般健康人士或特殊人士。


结论

对于早上空腹做有氧运动这个有争议性的课题,到目前为止研究还未能给我们一个确实定论,因为支持和反对意见都各有其理据和研究支持;但从运动科学和生理学角度分析,这策略会消耗更多蛋白质使肌肉流失,而影响长远减肥效果,此外这策略也有机会使脂肪不完全代谢,而产生对人体有害的废物-酮;因此我们对此策略有保留,建议私人教练最好避免使用这策略,尤其对于一般健康人士及健康已有问题的特殊人士。
  
参考数据

  • Jie K., 2008, Bioenergetics Primer for Exercise Science, Champaign, IL: Human Kinetics.
  • McArdle WD, Katch FI, Katch VL, 2007, Exercise Physiology – Energy, Nutrition, & Human Performance, 6thed., Baltimore, Maryland : Lippincott Williams & Wilkins
  • AmericanCollegeof Sports Medicine (ACSM). 2006. ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription, 7th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
  • Barnes D.E., 2004, ACSM – Action Plan for Health series: Action Plan for Diabetes – your guide to controlling blood sugar, Champaign, IL: Human Kinetics.
  • Brooks D.S., 2004, The Complete book of personal training, Champaign, IL: Human Kinetics.
  • Heyward V.H., 2002, Advanced Fitness Assessment and Exercise Prescription, 4thEd, Champaign, IL: Human Kinetics.
  • Bergman, BC, Brooks, GA.Respiratory gas-exchange ratios during graded exercise in fed and fasted trained and untrained men. Journal of Applied Physiology. (1999) 86: 2.
  • Wilcox, Harford & Wedel. Medicine and Science in Sports & Exercise, (1985) 17:2,The Effect of Fasting on Fat Utilization During RunningWilcox, A. R.; Harford, R.; Wedel, D. J.
  • Schoenfeld B. Does Cardio After an Overnight Fast Maximize Fat Loss?. Strength and Conditioning Journal, (2011) 33:11,
  • Goben KW, Sforzo GA, and Frye PA. Exercise intensity and the thermic effect of food. Int J Sport Nutr 2:87-95,1992.
  • Martin WH III, Dalsky GP, Hurley BF, Matthew DE, Bier DM, Hagberg JM, Rogers MA, King DS and Holloszy JO. Effect of endurance training on plasma free fatty acid turnover and oxidation during exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab 265:E708-E714, 1993.
  • van Loon LJ. Use of intramuscular tracylgycerol as a substrate source during exercise in humans. J Appl Physiol 97:1170-1187, 2004.
  • van Loon LJC, Koopman R, Stegen JH, Wagenmakers AJ, Keizer HA and Saris WH. Intramyocellular lipids form an important substrate source during moderate intensity exercise in endurance trained males in a fasted state. J Physiol 553:611-625, 2003.

Author:邓国伟Tang Kwok Wai, Maurice (AASFP Master Trainer)


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