彭燕群，吳菊花，林文弢

（1.廣州體育學(xué)院，廣東 廣州 510500；2.上海體育學(xué)院，上海 200438）

脂肪供能在運(yùn)動訓(xùn)練中的意義與應(yīng)用

彭燕群1，吳菊花2，林文弢1

（1.廣州體育學(xué)院，廣東 廣州 510500；2.上海體育學(xué)院，上海 200438）

分析脂肪氧化代謝對運(yùn)動訓(xùn)練的作用及意義，介紹影響脂肪氧化代謝的因素及其對運(yùn)動能力的影響，闡述提升運(yùn)動訓(xùn)練中脂肪氧化分解代謝能力的訓(xùn)練手段，為運(yùn)動員制訂訓(xùn)練計劃、科學(xué)監(jiān)控日常訓(xùn)練提供參考。

脂肪氧化代謝；酮體；脂肪酸氧化代謝；運(yùn)動訓(xùn)練

脂肪是構(gòu)成人體組織的重要物質(zhì)，大量儲存在脂肪組織、肝臟和骨骼肌內(nèi)；同時，脂肪又是人體正常安靜狀態(tài)、饑餓或中低強(qiáng)度運(yùn)動時體內(nèi)能量的主要來源[1]。僅從脂肪在人體內(nèi)的儲存量來說，并不存在限制運(yùn)動能力的因素；然而，脂肪在運(yùn)動中的氧化供能卻具有重要作用，尤其在耐力運(yùn)動中，脂肪的氧化供能效率往往是決定運(yùn)動員勝敗的關(guān)鍵。因此，充分了解脂肪氧化代謝對運(yùn)動訓(xùn)練的意義，運(yùn)動訓(xùn)練中影響脂肪氧化分解代謝的因素，厘清脂肪氧化代謝功能與運(yùn)動的聯(lián)系，掌握提升運(yùn)動訓(xùn)練時脂肪氧化分解代謝能力的手段，可為不同項目運(yùn)動員制訂訓(xùn)練計劃提供有力的理論支撐。

1　脂肪氧化分解代謝在運(yùn)動訓(xùn)練中的意義

1.1甘油氧化代謝在運(yùn)動訓(xùn)練中的作用

中低強(qiáng)度運(yùn)動時，骨骼肌和脂肪組織內(nèi)脂肪分解加強(qiáng)，但由于肌細(xì)胞中缺乏甘油氧化代謝的酶，因此，甘油氧化代謝供能的意義并不顯著。脂肪細(xì)胞內(nèi)也缺乏甘油激酶，既不能氧化分解甘油，也不能直接利用內(nèi)源性甘油合成脂肪。骨骼肌和脂肪組織中所生成的甘油釋放進(jìn)入血液中，甘油可以進(jìn)行糖異生，維持運(yùn)動時血糖濃度的相對穩(wěn)定，為機(jī)體進(jìn)行供能。因此，在運(yùn)動訓(xùn)練過程中，可通過檢測血液中甘油的濃度，作為判斷機(jī)體內(nèi)脂肪分解代謝強(qiáng)度的指標(biāo)。

1.2脂肪酸氧化代謝在運(yùn)動訓(xùn)練中的作用

1.2.1脂肪酸完全氧化代謝

脂肪酸是人體主要能源物質(zhì)之一。在氧氣供應(yīng)充足時，脂肪酸可在機(jī)體內(nèi)徹底氧化為CO2和H2O，并釋放大量能量，以ATP形式供機(jī)體利用。除腦組織外，多數(shù)組織均能氧化脂肪酸，以肝臟和肌肉最活躍。脂肪酸的分解代謝主要以β-氧化的方式進(jìn)行，運(yùn)動時肌肉可利用的脂肪酸主要來源于肌細(xì)胞內(nèi)甘油三脂的分解和循環(huán)系統(tǒng)中的游離脂肪酸。

脂肪酸氧化時釋放出的能量約40％被機(jī)體利用合成高能化合物，其余60％以熱能形式進(jìn)行釋放，熱效率為40％，表明機(jī)體可有效利用脂肪酸氧化所提供的能量。脂肪酸完全氧化過程中的β-氧化，是一種脂肪酸改造的重要過程，其間產(chǎn)生的乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化供能過程可產(chǎn)生大量能量，為機(jī)體運(yùn)動進(jìn)行有效供能[2]。

1.2.2脂肪酸不完全氧化代謝

在饑餓、禁食病理或長時間運(yùn)動狀況下，脂肪酸進(jìn)行不完全氧化，其不完全氧化的產(chǎn)物為酮體，包括乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。酮體可在心肌、骨骼肌和大腦等肝外組織中被氧化，進(jìn)而獲得能量，因此，酮體作為肝臟中脂肪酸不徹底氧化的產(chǎn)物，可作為長時間持續(xù)運(yùn)動時的重要能源補(bǔ)充物質(zhì)，為機(jī)體提供儲備能量。

酮體是脂肪酸在肝臟氧化的中間產(chǎn)物，即肝臟向肝外組織輸出脂肪酸提供能源物質(zhì)的一種形式，在長時間耐力運(yùn)動中，可將骨骼肌工作所需能量由糖氧化供能逐漸過渡至以氧化脂肪供能為主。此外，長時間耐力運(yùn)動易導(dǎo)致血糖供應(yīng)不足，血酮體增加并成為大腦組織的重要補(bǔ)充能源，對防止中樞性疲勞、節(jié)省血糖以保持運(yùn)動能力等具有重要意義。

2　運(yùn)動訓(xùn)練中脂肪氧化分解代謝的影響因素

2.1運(yùn)動時間與運(yùn)動強(qiáng)度

據(jù)研究，血漿脂肪酸的供能比例隨運(yùn)動時間的延長而增大。運(yùn)動3～4 h后，血漿脂肪酸濃度達(dá)到最高值，接近2 mmol/L，主要是由于脂肪酸水溶性較差，在血液中需要以清蛋白作為載體轉(zhuǎn)運(yùn)，而血漿清蛋白的濃度及結(jié)合運(yùn)輸脂肪酸的能力很有限。脂肪在人體內(nèi)的貯存部位大多是離工作肌較遠(yuǎn)的脂肪組織中，需經(jīng)過血液的長距離運(yùn)輸，進(jìn)行穩(wěn)定強(qiáng)度的長時間運(yùn)動初期，糖供能占70％，脂肪供能只占30％，因此，運(yùn)動時間是影響脂肪氧化代謝供能的重要因素之一[3-4]。

運(yùn)動強(qiáng)度對于脂肪氧化代謝供能的影響起重要作用。如進(jìn)行65％VO2max中等強(qiáng)度運(yùn)動時，血漿游離脂肪酸氧化代謝供能略低于40％VO2max強(qiáng)度運(yùn)動時的脂肪氧化供能；而與25％VO2max運(yùn)動強(qiáng)度相比，則高出40％。此外有研究表明，50％VO2max左右強(qiáng)度的超長時間運(yùn)動中（如超長跑、越野滑雪等），脂肪氧化供能會成為運(yùn)動肌的基本燃料。

2.2激素或營養(yǎng)干預(yù)

運(yùn)動時，交感—腎上腺系統(tǒng)機(jī)能活動增強(qiáng)，血漿兒茶酚胺濃度升高，胰島素濃度降低，從而促進(jìn)脂肪氧化分解[5]。低糖膳食或饑餓可使體內(nèi)肌糖原儲備降低，骨骼肌攝取血漿游離脂肪酸增加，脂肪酸氧化供能可達(dá)80％～90％；高糖膳食抑制脂解，降低血漿游離脂肪酸濃度，骨骼肌內(nèi)脂肪氧化隨之減弱；攝入含咖啡因的飲料可通過提高兒茶酚胺濃度，促進(jìn)脂肪組織中脂解和脂肪動員，并向血液釋放出更多的游離脂肪酸，增大運(yùn)動時脂肪氧化供能的比例，節(jié)省體內(nèi)糖耗。

2.3肌纖維類型與環(huán)境條件

不同類型肌纖維氧化利用脂肪氧化供能的能力差異很大。I型慢肌纖維氧化脂肪酸的能力較強(qiáng)，IIb快肌纖維氧化脂肪酸的能力較差，因此，不同運(yùn)動項目或運(yùn)動方式，動用的肌纖維類型及骨骼肌供血量有差異時，工作肌對脂肪酸攝取利用的量也不同。

除此之外，運(yùn)動時環(huán)境溫度、氣壓等也可影響骨骼肌對血漿游離脂肪酸的利用。如寒冷時，機(jī)體為維持正常體溫代謝產(chǎn)熱增多或炎熱時體內(nèi)基礎(chǔ)代謝率提高，均可使體內(nèi)脂肪氧化分解增強(qiáng)，骨骼攝取血漿游離脂肪酸隨之增加。

3　提升運(yùn)動訓(xùn)練中脂肪氧化分解代謝能力的訓(xùn)練手段

進(jìn)行長時間運(yùn)動過程中，肌細(xì)胞利用脂肪酸氧化供能的作用逐漸增大，經(jīng)過β-氧化生成大量的乙酰CoA能直接抑制丙酮酸脫氫酶的活性。乙酰CoA與草酰乙酸結(jié)合生成的檸檬酸能抑制磷酸果糖激酶的活性。此外，肌細(xì)胞胞漿內(nèi)脂肪酸增多對丙酮酸激酶也起結(jié)構(gòu)抑制作用。因此，運(yùn)動時脂肪酸氧化代謝功能加強(qiáng)，可明顯抑制糖酵解作用，從而節(jié)省體內(nèi)糖的儲備，對提高運(yùn)動耐力具有積極的促進(jìn)作用。例如，超長距離的100 km跑運(yùn)動員，運(yùn)動后肌內(nèi)脂肪儲量下降75％，由此通過計算可知，脂肪酸供能占總能量消耗的50％。可見，在長時間運(yùn)動中，肌內(nèi)脂肪氧化代謝起重要作用。

以中長跑、馬拉松運(yùn)動為例，運(yùn)動員的比賽成績?nèi)Q于身體對能量的合理分配。有研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)的脂肪氧化分解能力嚴(yán)重影響馬拉松運(yùn)動員的成績[6]。從能量代謝方面進(jìn)行分析，人體進(jìn)行長時間運(yùn)動時，往往是由糖的有氧氧化分解和脂肪的氧化分解代謝所提供能量，因而最大限度地提高運(yùn)動中的能量利用效率往往是中長跑、馬拉松訓(xùn)練的關(guān)鍵。提高脂肪供能比例，可節(jié)省運(yùn)動員體內(nèi)的糖儲備，進(jìn)而提高耐力。為最大效率地提高運(yùn)動員的脂肪氧化分解能力，同時考慮運(yùn)動員的生理負(fù)荷強(qiáng)度，教練員經(jīng)常采用的訓(xùn)練方式主要包括以下幾種。

（1）低強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。以80％～90％乳酸閾速度進(jìn)行較大運(yùn)動量的低強(qiáng)度耐力訓(xùn)練，主要目的是提高運(yùn)動中慢肌纖維的參與比例，促使慢肌纖維選擇性肥大，增加慢肌纖維中的線粒體數(shù)目，最終提高骨骼肌利用氧的能力，增強(qiáng)脂肪酸在骨骼肌中的氧化分解代謝，進(jìn)而提高脂肪氧化分解代謝對機(jī)體的供能效率[7]。

（2）長時間中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。采用90％～120％乳酸閾速度的長時間中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。盡管不同教練員中等強(qiáng)度訓(xùn)練課的負(fù)荷方式有所不同，但總結(jié)起來主要包括2種：一種是以恒定速度進(jìn)行的訓(xùn)練；另一種是進(jìn)行漸增負(fù)荷的訓(xùn)練。第1種訓(xùn)練方式多可用于訓(xùn)練水平較高、訓(xùn)練年限較長的優(yōu)秀運(yùn)動員，第2種訓(xùn)練方式對一般水平或高水平運(yùn)動員都可采用。長時間中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練，不僅具有低強(qiáng)度訓(xùn)練所能達(dá)到的效果，而且可以更有效地刺激骨骼肌的有氧代謝能力，更利于提高運(yùn)動員的脂肪氧化分解代謝，使之可以更好地滿足耐力項目的比賽需求[8-9]。

（3）間歇性大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。采用95％～100％VO2max速度或比賽速度的間歇性大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。大強(qiáng)度訓(xùn)練方式一般包括2種：一是采用95％～100％VO2max速度負(fù)荷進(jìn)行訓(xùn)練，或者采用60％～80％VO2max速度的間歇性大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練。最大攝氧量速度負(fù)荷練習(xí)主要在平時訓(xùn)練階段使用。二是采用100％～110％比賽速度進(jìn)行60％左右比賽時間的間歇性大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練，主要適用于比賽前期的強(qiáng)度階段。大強(qiáng)度訓(xùn)練課可以有效提高運(yùn)動員骨骼肌的最大有氧代謝水平，為脂肪氧化分解代謝提供較好的供氧能力；同時，也可保證運(yùn)動員具備良好的適應(yīng)賽時環(huán)境變化的能力，提高運(yùn)動員的專項比賽能力[9-10]。

運(yùn)動員有不同的特點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)原理，針對運(yùn)動員機(jī)體的代謝特點(diǎn)，遵循個體化、系統(tǒng)化、指標(biāo)選擇合理化、規(guī)范化等特點(diǎn)，制訂個性化的訓(xùn)練計劃，不斷提高運(yùn)動員的脂肪氧化分解代謝能力。

4　小結(jié)

脂肪是長時間運(yùn)動的主要能源，氧氣充足條件下，氧化1 g脂肪可得9.1 kcal能量，比糖所提供的能量多2倍，人體參考文獻(xiàn)

內(nèi)脂肪的儲量很大，所以，脂肪的氧化供能能力直接影響較長時間的越野跑、馬拉松跑等項目運(yùn)動員的運(yùn)動能力。因此，根據(jù)運(yùn)動員的特點(diǎn)制訂針對性的可提高脂肪氧化供能的訓(xùn)練計劃，為科學(xué)監(jiān)控其日常訓(xùn)練提供理論參考。

[1]馮煒權(quán).運(yùn)動訓(xùn)練的生物化學(xué)[M].北京:北京體育大學(xué)出版社, 1998

[2]林文弢.運(yùn)動生物化學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2009

[3]林文弢.運(yùn)動能力的生物化學(xué)[M].北京:人民體育出版社,1995

[4]吳菊花,鞠麗麗.脂肪分解代謝與運(yùn)動訓(xùn)練[J].中國體育教練員,2015(3):19-20

[5]林文弢.運(yùn)動負(fù)荷的生化評定[M].廣州:廣東高等教育出版社,1996

[6]張?zhí)N琨,丁樹哲.運(yùn)動生物化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006

[7]林文弢,鞠麗麗.個體乳酸閾與運(yùn)動訓(xùn)練[J].中國體育教練員,2015(3):17-18

[8]李宗浩.運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2002

[9]馮連世,馮美云,馮煒權(quán).運(yùn)動訓(xùn)練的生理生化監(jiān)控方法[M].北京:人民體育出版社,2006

[10]謝敏豪,林文弢,馮煒權(quán).運(yùn)動生物化學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2008