脂肪分解代謝與運動訓練

吳菊花，鞠麗麗

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

脂肪分解代謝與運動訓練

吳菊花1，鞠麗麗2

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

脂肪是機體能量儲存的重要形式之一，是有氧耐力運動時的主要能源物質。酮體調節、甘油三酯和脂肪酸循環反饋調節等因素影響脂肪分解代謝，依據不同項目的運動強度和時間，針對性地制訂運動方案，可有效增加運動員的脂肪分解代謝，提高機體的脂肪供能比例。

脂肪分解代謝；運動訓練；運動能力

脂肪是脂類的一種，是人體內重要的有機化合物之一，是機體能量的重要儲存形式，具有許多生物學功能。脂肪（或稱甘油三酯）是機體在安靜或運動（尤其是有氧耐力運動）時的主要能源物質。脂肪作為生物燃料參與供能時，首先被水解為甘油和脂肪酸，然后再分別進行分解代謝。而在肝臟，脂肪酸還可經過不徹底氧化，轉化為小分子的酮體，成為長時間耐力運動時腦和肌肉組織的補充能源。長期系統的體育鍛煉或運動訓練，可促進機體的脂肪分解代謝。因此，充分了解脂肪分解代謝與運動間的關系，可為不同項目運動員訓練計劃的制訂提供理論依據。

1 脂肪分解代謝基本過程

脂肪通過氧化分解為機體提供生命活動所需的能量。脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸組成，其首先分解為1分子甘油和3分子脂肪酸。甘油經磷酸化、脫氫后轉變為磷酸丙糖，進入糖無氧分解代謝途徑，進一步降解為丙酮酸。該過程中，由基質水平磷酸化生成ATP，同時釋放氫原子并遞交給NAD+，生成NADH+H+。丙酮酸進入三羧酸循環繼續氧化，1分子甘油完全分解生成22分子ATP。

脂肪酸的氧化分解較為復雜。首先，脂肪酸必須經ATP活化生成脂肪酰CoA，在肉毒堿酰基轉移酶的作用下，脂肪酰CoA進入線粒體，并經脫氫、水化、再脫氫、硫解的β氧化，生成乙酰CoA，乙酰CoA再經三羧酸循環，最后徹底氧化生成CO2和水，同時釋放大量ATP。脂肪酸氧化合成的ATP分子較多，1分子硬脂酸可凈合成146分子ATP，1分子軟脂酸可合成129分子ATP。

此外，脂肪還可進行不完全氧化，生成酮體。由于酮體分子量小，易溶于水，故可作為長時間運動時大腦及其他肝外組織的補充能源。酮體的代謝利用守則是“肝內生成，肝外利用”，對于長時間運動相當重要。

2 脂肪分解代謝在運動中的意義

2.1提供長時間低強度運動時機體所需的大部分能量

脂肪是較理想的能量儲存形式，相同單位重量下，脂肪攜帶的能量高于糖和蛋白質。每克脂肪在體內完全氧化可釋放37.71 KJ能量，是等量葡萄糖或蛋白質釋放能量的2倍多，但脂肪酸氧化時的耗氧量高。80 Kg的成年男性和60 Kg的成年女性，若具有正常范圍的體脂百分率，其脂肪分別可提供450 000 KJ和550 000 KJ能量，以馬拉松速度進行運動，理論上脂肪供能可達119 h之久。需要說明的是，人體不只依賴于脂肪的氧化分解供能，而主要依賴葡萄糖氧化分解供能，但在長時間低強度運動時，脂肪的氧化分解成為人體的主要供能形式。

2.2降低蛋白質和糖的消耗

在耐力性運動中，脂肪作為能源物質被氧化動用的能力提高時，具有降低蛋白質消耗的作用，有助于延長運動時間，提高運動能力。運動員進行長時間耐力訓練后，體內動用脂肪氧化供能的能力提高。高水平耐力運動員脂肪氧化分解的能力明顯高于普通人，運動時脂肪供能的比例顯著提高。同時，還可降低糖的消耗，維持機體血糖穩定，有效提高運動能力。

3 脂肪分解代謝的影響因素

長時間運動時，脂肪酸的利用常受機體激素和代謝調節的影響。血漿激素濃度的變化促使脂肪組織內酯酶活性升高，使血漿中脂肪酸數量增加，加快骨骼肌對脂肪酸的利用。除激素對脂肪分解的調節外，還需甘油三酯和脂肪循環的調節及酮體的調節。

3.1酮體調節

血漿脂肪酸水平是肝內酮體生成速率的調節因素，但高酮體又可抑制脂解作用。當脂肪酸濃度升高時，酮體生成作用加強，血漿酮體水平隨之上升。實驗證明，血漿高酮體水平能促進胰腺分泌胰島素，胰島素具有強抗脂解作用，可降低脂肪酸動員。此外，酮體水平升高也能削弱脂肪組織的脂解作用。所以，酮體通過直接作用和促進胰島素分泌的間接作用降低脂解速率。這些作用提供一種敏感的反饋調節，將血漿游離脂肪酸水平的信息傳遞給脂肪組織。當脂肪酸動員速率超過利用速率時，血漿游離脂肪酸水平升高，刺激肝內酮體生成，提高血漿酮體水平；而當脂肪酸動員速率低于利用速率時，情況正好相反。

3.2甘油三酯和脂肪酸循環反饋調節（圖1）

甘油三酯和脂肪酸循環反饋調節主要表現為運動時骨骼肌對脂肪酸的需求，脂肪細胞中脂肪的動員。當肌肉利用脂肪酸的速率增大時，血漿游離脂肪酸濃度下降，脂肪組織內脂肪酸濃度不能滿足酯化過程的需要，導致酯化速度下降。另外，脂肪酸抑制甘油三酯酶活性的作用降低，從而促進脂肪組織動員脂肪酸。而當肌肉內脂肪酸氧化速率下降時，有利于脂肪組織內合成甘油三酯，但此過程的反饋調節主要反映在酯化過程，對脂解速率無較大影響。

在長時間運動中，脂肪氧化調節的最終結果是使脂肪組織的脂肪酸釋放與肌組織的脂肪酸利用相適應。同時，還存在一個升高的血漿游離脂肪酸水平，這種變化能促進運動肌吸收脂肪酸。在長時間運動后期，這種調節結果表現為較高的血漿游離脂肪酸水平的相對穩態濃度。

圖1　甘油三酯和脂肪酸循環示意

（引自馮美云，2005）

4 脂肪分解代謝與運動能力

在有氧代謝運動中，肌肉能同時利用糖、脂肪和蛋白質供能。其中，糖和脂肪是主要的供能物質。由于體內糖儲備有限，為了獲得最大耐力的運動能力，糖和脂肪必須同時利用。運動中盡可能多地利用脂肪酸氧化供能，可減少糖的供能，使有限的糖貯備保持到運動后期，維持血液葡萄糖濃度的相對穩定，滿足大腦對血糖的需求。然而，脂肪組織中脂解和酯化過程同時發生，甘油三酯分解成脂肪酸的同時又重新合成甘油三酯。這種過程在人體中循環進行，可有效提高脂肪酸動用調節機制的敏感性，對改善運動能力，尤其是提高運動員的耐力水平具有重要作用。

4.1促進脂肪酸供能與最大耐力

任何使血漿游離脂肪酸濃度提前升高的因素（如運動前1 h補充咖啡因等），都能造成運動前期肌內糖利用速率下降，脂肪分解增強，從而節省體內糖的供能，提高長時間低強度項目運動員的運動能力。長時間低強度的有氧訓練，使單位時間內通過心臟的血流量增大，內臟器官的血流供應增加，可有效動員內臟脂肪的氧化供能。例如，在馬拉松運動中，糖原和脂肪酸構成運動員最基本的能量物質。糖原最先被氧化供能，大約在30 km糖原儲備被耗盡，此時脂肪酸開始供能。而理想的供能形式是先動用脂肪酸，保持糖原儲備，到比賽最后階段再使用糖原供能。因此，增強脂肪氧化分解能力，可有效節省體內糖的供能，減緩疲勞的產生（Hultman等，1986）。

4.2抑制脂肪酸供能與最大強度耐力

由于脂肪酸氧化供能的輸出功率低于糖供能，在30 min以內的運動中，減少脂肪酸供能是提高運動員運動能力的重要生化因素。運動前補充糖可抑制脂肪組織的氧化分解和釋放脂肪酸，減少肌肉吸收和氧化脂肪酸。因此，賽前30～60 min攝入適量糖，可降低運動中脂肪的氧化比例，有助于提高中長跑運動員的比賽成績。

4.3運動訓練對脂肪酸氧化能力的影響

運動訓練中，耐力訓練對人體骨骼肌脂肪酸代謝的影響最為明顯。究其原因，一方面耐力訓練使每分鐘心輸出量增大，血紅蛋白和肌紅蛋白含量增多，骨骼肌毛細血管密度增大，提高了對骨骼肌的供氧能力；另一方面，訓練肌細胞內的線粒體數目增多、體積增大，線粒體內各種氧化酶的活性升高，骨骼肌利用氧的能力隨之提高，從而使骨骼肌氧化利用脂肪酸的能力得到增強。例如，有氧操運動員進行亞極量運動時，從脂肪酸獲得更多的能量供應，有利于其長時間貯備糖，進而提高速度耐力。

5 小 結

脂肪是機體能量儲存的重要形式。運動時，脂肪供能的重要性隨運動強度的增大而降低，隨運動時間的延長而增高。提高脂肪的動員和利用能力，能有效改善運動員的運動能力，尤其對運動員耐力水平的提高有重要作用。日常訓練中，通過明確脂肪分解代謝與運動能力的關系，客觀了解脂肪分解代謝特點，進而科學、高效地指導運動訓練。

[1]王鏡巖.生物化學：第3版[M].北京:高等教育出版社,2002

[2]林文弢.運動生物化學：第2版[M].北京:人民體育出版社,2009

[3]林文弢.運動能力的生物化學[M].北京:人民體育出版社,1995