11.9.4 脂肪与运动
运动时由于能量需要增加,人体脂肪组织内的三酰甘油分解加速,分解产生的脂肪酸通过血液运送到各个组织,尤其是进入肌肉组织内氧化,从而为肌肉收缩提供能量。运动中促进脂肪分解的主要因素是肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素的增加和胰岛素水平的降低。
11.9.4.1 脂肪在运动中的作用
1.运动能量的来源 作为能源物质,与碳水化合物相比,脂肪具有重量轻、能量密度高、产能量大的特点。对于能量需要较大的运动员可以起到缩小食物体积、减轻食物重量的作用。
2.为长时间低强度运动项目提供能量 在运动强度小于最大吸氧量55%条件下运动,如马拉松和铁人三项等长时间低强度运动,呼出气中25%~50%的CO2来自脂肪酸的氧化。
3.节约糖原消耗,提高耐久力 高度训练的运动员对脂肪氧化分解的能力高。研究报道,高度训练的马拉松运动员体脂百分比低、脂肪细胞直径小、最大吸氧量高。
4.中链三酰甘油的强力作用 中链三酰甘油(medium-chain trigyceride,MCTs)由含6~12碳原子的中链脂肪酸组成。MCTs越来越受运动员的青睐是由于它的能量密度高[34.7 kJ(8.3 kcal)/g],每克可以提供2倍于等量碳水化合物所供给的能量。此外,MCTs易于吸收,比碳水化合物优先产能。如果MCTs与等能量高碳水化合物膳食同用,酮体的产生最少。因此,为了增加每日能量的摄入量或提高运动中能量的摄入,甚至当及时需要能量时,可以将MCTs加入到运动员膳食中。尽管现有的研究资料不支持MCTs肯定有强力作用,但在集训期,当能量的摄入下降时,可以用于增加每日能量的总摄入量。也可以通过含MCTs的碳水化合物饮料或运动饮料的供给用于耐力运动项目(如铁人三项、马拉松等),以增加能量摄入。值得注意的是,运动员应当在比赛前用MCTs,以免出现意外的胃肠功能紊乱。
11.9.4.2 运动对脂肪代谢的影响
1.运动强度和运动持续的时间 在低强度运动(25%VO2 max)中,脂肪组织的分解受到强烈刺激,而肌肉内三酰甘油(TG)的脂解很少;在65%VO2 max强度运动时,脂肪酸进入血浆并氧化供能是最多的;随着运动强度增加到85%VO2 max,总的脂肪氧化减少。这主要是由于血浆中儿茶酚胺浓度增加,刺激肌糖原分解和葡萄糖摄入,脂肪酸进入血浆的速度减慢。剧烈运动后,血乳酸水平增高,抑制脂肪组织的分解。脂肪组织分解减少,使肌肉摄取游离脂肪酸减少时,肌肉中三酰甘油分解对提供收缩肌的能量具有重要意义。
2.运动训练程度 系统的体育训练会使骨骼肌线粒体数量、体积、单位肌肉毛细血管密度、线粒体酶和脂蛋白脂酶的活性增加。因此,训练水平高的运动员氧化利用脂肪酸的能力强。训练有素的运动员肌肉氧化酮体的能力也比无训练者强。研究报道,高强度训练的马拉松运动员在70%VO2 max的强度运动1小时,其75%的能量来自脂肪。脂肪代谢加强后,可节约糖原的消耗,从而提高耐力。训练有素的运动员肌肉氧化酮体的能力也比无训练者强。
3.限制肌肉细胞摄取脂肪酸的因素 脂肪组织的分解产物游离脂肪酸的代谢是氧化供能的主要物质,尤其在低强度、长时间运动时。长链脂肪酸的代谢是一个复杂的过程,涉及许多因素,如脂肪动员、游离脂肪酸在血浆中的转运、从血液进入肌细胞时的转运、膜转运、胞质内的转运以及细胞内的代谢。无论是在休息还是运动,脂肪动员是影响游离脂肪酸代谢的一个重要因素。
4.限制肌肉脂肪酸氧化因素 游离脂肪酸氧化的速度取决于3个过程:①脂肪组织和循环TG的水解作用以及游离脂肪酸从血浆向胞质的转运;②肌肉内TG的可利用性和水解速度;③游离脂肪酸的活性和跨线粒体膜的转运。在游离脂肪酸转运最充分的情况下,前2个过程可能是限制脂肪氧化的主要因素。在短时间运动或长时间运动的最初阶段,脂肪组织和肌肉TG的水解作用不充分,游离脂肪酸供应不足,结果使游离脂肪酸氧化的速度超过游离脂肪酸的动员,导致血浆和肌细胞内游离脂肪酸下降。为了满足能量的需要,来自糖原的碳水化合物的氧化应用必然增加。
5.糖代谢水平 糖代谢利用增加时,脂肪分解受抑制。糖代谢障碍,生成的草酰乙酸量不足时,则脂肪酸氧化生成的乙酰CoA不能与草酰乙酸缩合成柠檬酸进入三羧酸循环氧化,结果就会限制脂肪酸在线粒体的氧化供能。
6.肉碱 游离脂肪酸从骨骼肌细胞质进入线粒体分解需要肉碱(carnitine)转运系统。肉碱可以促进游离脂肪酸转移进入线粒体进行氧化代谢。从增加肉碱可加强游离脂肪酸利用这一理论出发,近年来有不少使用肉碱提高运动能力的研究报道,但其效果尚无一致的结论。
11.9.4.3 运动员的脂肪需要量和参考摄入量
与体内糖的储存不同,脂肪在人体内的储存量很大,一般不存在缺乏问题,运动员膳食中适宜的脂肪量应为总能量的25%~30%。动物性脂肪不宜超过总能量的10%,但对能量消耗大、机体散热较多和长时间运动项目,如马拉松、滑雪、滑冰和游泳等,食物中脂肪量可以比其他项目高些,但也不宜超过总能量的35%。