2010年2月18日 星期四

「甩掉自己」雜思之三:認識運動的燃料

我喜歡運動甚於任何事,也同時喜歡思考運動時身體內部所發生的各種事。其中之一就是關於身體裡所貯存燃料的事。到底我們在運動時,身體內部使用了那些物質當燃料?那些燃料又有何不同?會類似機器所使用的95無鉛、92無鉛汽油、柴油、煤與木柴等無機燃料嗎?會像它們一樣有燃燒速率之別嗎?這篇文章就在試著回答這些問題,同時分享減肥的要領。


  • 限量貯存的燃料:醣類

在我們的身體裡主要有三種能量供應來源:碳水化合物(Carbonhydrate,又稱為「醣類」)、脂肪(Fat)與蛋白質(Protein)此三種燃料都可以被代謝成小分子的能量元素來供給身體肌肉收縮之用。在我們剛開始運動時,醣類首先大量被拿來使用(其它兩種在運動開始之初被燃燒的量相對較少)。它被儲存在肝臟、身體各處肌肉組織間,還有我們血管裡川流不息的血液中(血液中的醣類被稱為Glucose,又稱為血醣)。只要血液中的醣類不足,肝臟與肌肉組織間的醣原(Glycogen,又稱為肝醣)就會馬上被轉化為血醣,然後被溶入血液中,運送到需要它的地方,包括你正大量活動的肌肉裡;也包括你的大腦與中樞神經系統。因為血糖是大腦與中樞神經系統唯一能使用的能量來源。唯一。只要缺少它,就等於電腦被拔掉電源線一樣,就算有再好的硬體也無法再繼續運轉。所以一旦身體裡缺少血醣,大腦會自主性地命令身體停止運動,不管你有多強的肌力與耐力,或是你自豪的毅力有多強,都無法繼續活動身體。那是一種保護機制。

另外,因為醣類的燃燒速率非常快,它能很快地被轉化為肌肉所需的動能。但也因此,以一般人的平均值來說以中高強度運動90分鐘,醣類在身體裡的庫存量就會被完全耗盡。所以,只要運動超過一個半小時,最好就要事先準備易於吸收的碳水化合物,以免引發低血醣症,使得大腦自動關機。


  • 無限貯存的燃料:脂肪

如果人類只有醣類這種燃料的話,每過一個半小時身體就來個自動關機,我們又怎能花一個上午騎腳踏車、跑馬拉松、橫渡日月潭、甚而登上聖母峰。

脂肪即是解答。它提供我們一種接近無限供應的能量來源,在血醣短缺時提供另一種無限的後備支援。一克的脂肪可以燃燒九大卡的熱量。平均來說,一般健康男性的身體裡含有20%的體脂肪,也就是說一個70公斤的男性身體裡貯存了約14公斤的體脂肪,那可以供身體燃燒126,000大卡的熱量。這些熱量,就算不補充任何能量也足夠你跑上1570公里(約是臺灣1.5圈的距離)。我時常對於這樣的數據感到驚異,造物主賦予我們多麼經濟的能量貯存型式,一種高效能的燃料就儲存在我們的身體裡。但也正因這樣,在目前臺灣富裕的生活環境中,這種後備支援性的燃料開始在現代人的身體裡無限的堆積下去。因為它既能提供無限的能量,反過來也成為能夠無限在身體裡堆積的型式。也就是說,因為上帝創造了脂肪這種儲存的型式後,人可以無限的胖下去;而且,它一旦儲存在身體裡之後就很難「快速地」被消耗掉。

身體裡所貯存的這兩種能量如果以世間具體的燃料來比喻,醣類就像是高辛烷質的汽油,而脂肪就像燃點低的柴油一樣。汽油燃燒時比較快速、乾淨具不容易形成廢氣,而柴油相對就容易製造污染。脂肪燃燒過程慢,其間也同樣會產生許多副產物,但它跟柴油一樣節省;同樣一公升的柴油(脂肪)可以比汽油(醣類)跑得更遠。對耐力運動員來說,它們訓練的目的之一,即在增強自己的柴油(脂肪)引擎,使身體能更有效率地燃燒脂肪。因此耐力運動員燃燒脂肪的速率會比一般人快得多。


  • 甩掉自己是一種痛苦的過程

(脂肪)「肥」既可以被無限度地貯存,又很難快速地被消耗掉。減肥這件事在富裕的國度裡,開始成為大家熱衷討論的事,甚至成為可販售的商品。但其實如何減肥的問題,單純地很:輸出大於輸入,體重自然會下降。只是,吃吃喝喝的時候總是令人愉快;輸出的過程卻帶有程度不一的各種痛苦!

試想像一位100公斤的胖子,身上有30公斤重的脂肪,他想要甩掉其中的20公斤。最快的方法是直接把身上的脂肪切除掉,用刀子血淋淋地把身上的肥肉切掉。此種減肥方式太過激烈,附帶著巨大的痛苦與傷害身體其它組織的風險。我們在這裡假設在兩小時內甩掉20公斤肥肉的痛苦指數為1000點 (這種做法就像現今的抽脂手術,使用麻藥就在麻痺這種強烈的痛苦)。相對來說,運動則是比較和緩的過程。活動身體把20公斤的肥肉給消耗掉,把它變成空氣中的二氧化碳、水和熱度。假設這位胖子花了100天消耗這20公斤的脂肪,利用活動身體來燃燒它。每天花時間活動身體燃燒200克脂肪時只需承受10點痛苦指數而已。運動的效果雖然緩慢,但卻是相對健康的減肥過程。把時間延長,把痛苦分擔掉。減肥需要你的耐心。


  • 低強度的有氧運動是最好的減肥方式

運動是最緩和、健康而且便宜的減肥方式,但那種運動最能有效減肥呢?接下來試著說明燃燒脂肪最佳的運動模式。最好的減肥方式是籃球、慢跑、羽球、游泳、登山還是騎腳踏車呢?只要是運動就會消耗能量,而運動的能量由燃燒醣類/脂肪而來。當然,只要增加運動時間,所燃燒的醣類/脂肪量自然愈大。但我們每天需要工作、需要照顧家人、需要在現實生活的縫隙中喘口氣做些娛樂,根本不想再花太的長時間在痛苦乏味的運動上。

運動之所以令人討厭,正如前面所說,是因為它是一種像是切掉部份身體的「輸出」過程,必然帶有痛苦的成份。高強度的運動所產生的痛苦也就愈強烈,因為必須快速地把原本屬於自己身體的部分給燃燒掉轉為肌肉的能源。愈快速,痛苦指數也愈快。而且不幸的是:雖然高強度運動可以更快速地使用貯存在身體裡的燃料,但大部都不是「肥」,而是醣類。下圖的深灰色部分即醣類在三種強度的運動中所消耗的燃料百分比。當你以喘噓噓的狀態跑步或騎車時,心跳加快且肌肉快速收縮,脂肪根本來不及燃燒,只能利用血醣。當你運動的強度愈高,脂肪被燃燒的比例就愈低。以跑步來說,我有一位朋友每星期跑兩次十公里,第一次總是盡全力當成比賽在跑,大約42分鐘就跑完了;第二次慢慢跑,大約都跑到1小時10分鐘以上。都是跑十公里,也燃燒了相同的熱量,我們假設那熱量是700千卡。第一次盡全力跑時卻有95%的能量來自於醣類,只有5%來自脂肪,也就是只使用脂肪燃燒35千卡(700×5%)的熱量。所以十公里只幫你減掉了9.1克的「肥」(1克的脂肪產生9大卡的熱量)。但如果是慢慢跑的話,有80%的能量來自於脂肪,也就是560千卡(700×80%)。同樣是十公里,卻幫你甩掉62克的肥。差了有7倍之多。而且時常進行中低強度的有氧運動也有利鍛鍊你的脂肪引擎,讓它更有效率地燃燒脂肪。
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圖表:摘自Judy A. Driskell, Ira Wolinsky: 《Energy Yielding Macronutrients and Energy Metabolism in Sports Nutrition》, Florida: CRC Press, 2000, page 22.
如果你運動的目的是減肥的話,就別跑太快、別騎太快,盡量進行長時間低強度長的有氧運動。因為運動的前二十分鐘,身體主要還是以燃燒醣類為主,二十分鐘後,燃燒醣類的火苗才會讓開始漫延到脂肪。所以除了別運動地太激烈以外,還要有耐心,花時間地好好活動身體。進行低強度的有氧運動才是最有效且廉價的減肥法。花時間把痛苦分擔掉,把肥肉用掉吧!