休息時的能量代謝包括兩方面:
基礎代謝率或休息代謝率(佔人體日常能量消耗的 60%至 75%)
基礎代謝率
休息代謝率
定義與基礎代謝率相同,但測量時的規定則較為寬鬆(例如測量須在 30至 60分鐘休息後進行、測量前 4小時內沒有進食等)。
基礎代謝率或休息代謝率的高低與性別和年齡有關。
女性略低於男性。
在 20歲以後,會隨著年齡的增長而逐漸降低。
能量代謝當量(Metabolic EquivalenT,MET)是常用的能量代謝水平指數。
1 MET是指一個健康成年人安靜坐著時的能量代謝水平,其能量消耗是每公斤體重每小時消耗1千卡 (1 kcal/kg) 或4.184千焦耳 (4.184 kJ /kg)。
相當於每分鐘每千克體重 3.5毫升(3.5 mL/kg/min)的攝氧量,或
相當於每小時每千克體重 1千卡(1 kcal/kg/hr),或
相當於每小時每千克體重 4.184千焦耳(4.184 kJ/kg/hr)
指食物在消化、吸收和代謝過程中的耗能現象,約佔人體日常能量消耗的 10%。
體力活動佔人體日常能量消耗的 15%至 30%。下表為一些體力活動的能量消耗量:
活動 |
能量代謝當量(MET) |
睡覺 |
0.9 |
坐著,休息、聽課、看書、聊天等 |
1.0 |
站立 |
1.2 |
步行
(平路、慢速) |
2.0 |
烹飪 |
2.5 |
下樓梯 |
3.0 |
舞蹈(華爾滋、慢速) |
3.0 |
上樓梯 |
4.5 |
太極 |
4.0 |
籃球
(射籃練習) |
4.5 |
游泳
(悠閒、慢速) |
6.0 |
緩步跑 |
7.0 |
籃球
(比賽) |
8.0 |
踏單車
(平路、時速約 |
8.0 |
有氧踏板操(踏板高度15-20厘米) |
8.5 |
足球
(比賽) |
9.0 |
跑步
(時速約12公里) |
12.5 |
從休息狀態進入運動狀態,或在鍛鍊過程中提升運動強度時(例如加快跑速、增加阻力等),耗氧量會急劇上升,然後在 1至 4分鐘內達至穩定狀態。
運動結束後,肌肉活動雖然停止,但能量消耗卻要經過一段時間才能恢復到運動鍛鍊前休息時的水平。
體力活動時的能量消耗,是個別差異最大的一個成分,約佔一般人日常能量消耗的 15 至 30%,但每天訓練 5 至 6小時的運動員卻可達至 80%。
在安靜或運動的時候,人體內三個供能系統的重要性均有所不同。特別在運動的時候,無氧系統和有氧系統均會供應能量作肌肉活動之用,只不過各個供系統的重要性會按個別運動項目的種類、運動員的訓練狀態及膳食等方面而有所差異。原則上大部分的運動項目皆可被歸納為兩個類別:(1)時間短而強度大的運動,和(2)時間長而強度較小的運動。當然,還有其他的一些項目是未能歸入這兩個類別之中。
人體處於安靜或休息的狀態時,氧氣供應充足,所以能量主要是由有氧系統提供,大約有三分之二的能量是來自脂肪的代謝,另外的三分之一則是來自碳水化合物,而蛋白質的貢獻只是微乎其微。
任何只可以維持 2至 3分鐘的運動項目,如 100 米、200 米、400 米及 800 米跑等,均可被視為時間短而強度大的項目。由於人體的攝氧能力始終是有上限,就以 100 米跑來說,往往便需求到每分鐘近 8 升的氧氣,單靠有氧系統根本是無法供應足夠能量作這類活動之用。再者,就算人體的攝氧能力可以達到如此的需求,機體仍需要 2至 3分鐘的時間,以作出各種有關的生物化學及生理上的調整。因為這類時間短而強度大的項目經常要求到機體在氧氣短缺(oxygen deficit)的情況下提供能量作肌肉活動之用,所以無氧系統(包括 ATP-PC 系統及乳酸系統)是這類項目的主要供能系統。
對於時間極短而強度非常大的項目而言,ATP-PC 系統是主要的無氧供能系統。雖然 PC 會於很短時間之內下降至非常低的水平,並一直維持於該水平至運動結束為止,不過在運動結束後的數分鐘內,PC 便可以完全恢復。
當運動持續下去,乳酸系統逐漸取代 ATP-PC 系統而成為主要的無氧供能系統後,無氧醣酵解的活動迅速活躍起來,隨之而來的也就是同樣急劇的乳酸積聚,這情況特別以 2至 10分鐘內完成的項目為顯著,乳酸的濃度甚至曾記錄得高出正常情況下的 20 倍之多(Robonsin,1974)。因此,乳酸濃度也是乳酸系統活躍程度的最佳指標。在 PC 接近衰竭及乳酸濃度不斷提高的情況下,活動亦只得停止下來或改以較低的強度繼續進行。
任何可以維持10分鐘或以上的運動項目,都可以被歸納於這個類別之中。有氧系統是這類活動的主要供能系統,碳水化合物和脂肪都是主要的供能燃料。20分鐘以內的運動項目主要以碳水化合物作為燃料,當運動持續下去(如 1 小時或以上),碳水化合物(醣元)的儲備明顯下降時,脂肪便會逐漸取而代之成為有氧系統的主要燃料。對於這類時間長而強度較小的項目來說,ATP-PC 系統及乳酸系統只在運動開始的階段,即機體的攝氧量進入穩定狀態(steady state)之前(通常需要 2至 3分鐘),或運動中途及尾段,運動員要作加速或最後衝刺時,才會起著積極的作用。因此,雖然血液內的乳酸濃度亦可以相當之高,但通常不及乳酸系統主導時般嚴重。
時間再長的項目如馬拉松長跑,運動員於比賽完結時血液內乳酸的濃度往往只是安靜時的 2至 3倍(Costill 與 Fox,1969)。對於這類運動員來說,導致疲累的原因包括:(1)肝醣耗盡以致血糖濃度下降,(2)肌醣耗盡而出現局部的肌肉疲勞,(3)水分和電解質流失導致體溫上升,及(4)心理上感到沉悶等(Costill,1974)。
時間更長的項目如步行、哥爾夫球或日常的勞作等,因為單憑 ATP-PC 系統已足夠應付機體進入穩定狀態前額外的能量需求,所以血液內乳酸的水平一般與安靜時無異,而且疲勞的情況亦得以壓後或甚至不會出現。
除了是「時間短、強度太」和「時間長、強度小」的項目外,還有一些運動項目是介乎於兩者之間的,這類項目的特點,就是需要到有氧系統及無氧系統的同時或交替運作。就以 1500 米及 3000 米為例,在活動的加速及衝刺階段,無氧系統是主要的供能系統。另一方面,在活動的中段或穩定狀態階段,能量則主要由有氧系統供給。其實,不單止是徑賽項目如此,其他的運動項目如游泳、自行車,甚至是球類活動等,都有類似的情況出現。
最近更新日期:2020-08-07