脂肪分解代谢与运动训练

吴菊花，鞠丽丽

（1.上海体育学院 ，上海 200438 ；2. 广州体育学院，广东 广州 510500）

脂肪分解代谢与运动训练

吴菊花1，鞠丽丽2

（1.上海体育学院 ，上海 200438 ；2. 广州体育学院，广东 广州 510500）

脂肪是机体能量储存的重要形式之一，是有氧耐力运动时的主要能源物质。酮体调节、甘油三酯和脂肪酸循环反馈调节等因素影响脂肪分解代谢，依据不同项目的运动强度和时间，针对性地制订运动方案，可有效增加运动员的脂肪分解代谢，提高机体的脂肪供能比例。

脂肪分解代谢；运动训练；运动能力

脂肪是脂类的一种，是人体内重要的有机化合物之一，是机体能量的重要储存形式，具有许多生物学功能。脂肪（或称甘油三酯）是机体在安静或运动（尤其是有氧耐力运动）时的主要能源物质。脂肪作为生物燃料参与供能时，首先被水解为甘油和脂肪酸，然后再分别进行分解代谢。而在肝脏，脂肪酸还可经过不彻底氧化，转化为小分子的酮体，成为长时间耐力运动时脑和肌肉组织的补充能源。长期系统的体育锻炼或运动训练，可促进机体的脂肪分解代谢。因此，充分了解脂肪分解代谢与运动间的关系，可为不同项目运动员训练计划的制订提供理论依据。

1 脂肪分解代谢基本过程

脂肪通过氧化分解为机体提供生命活动所需的能量。脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸组成，其首先分解为1分子甘油和3分子脂肪酸。甘油经磷酸化、脱氢后转变为磷酸丙糖，进入糖无氧分解代谢途径，进一步降解为丙酮酸。该过程中，由基质水平磷酸化生成ATP，同时释放氢原子并递交给NAD+，生成NADH+H+。丙酮酸进入三羧酸循环继续氧化，1分子甘油完全分解生成22分子ATP。

脂肪酸的氧化分解较为复杂。首先，脂肪酸必须经ATP活化生成脂肪酰CoA，在肉毒碱酰基转移酶的作用下，脂肪酰CoA进入线粒体，并经脱氢、水化、再脱氢、硫解的β氧化，生成乙酰CoA，乙酰CoA再经三羧酸循环，最后彻底氧化生成CO2和水，同时释放大量ATP。脂肪酸氧化合成的ATP分子较多，1分子硬脂酸可净合成146分子ATP，1分子软脂酸可合成129分子ATP。

此外，脂肪还可进行不完全氧化，生成酮体。由于酮体分子量小，易溶于水，故可作为长时间运动时大脑及其他肝外组织的补充能源。酮体的代谢利用守则是“肝内生成，肝外利用”，对于长时间运动相当重要。

2 脂肪分解代谢在运动中的意义

2.1提供长时间低强度运动时机体所需的大部分能量

脂肪是较理想的能量储存形式，相同单位重量下，脂肪携带的能量高于糖和蛋白质。每克脂肪在体内完全氧化可释放37.71 KJ能量，是等量葡萄糖或蛋白质释放能量的2倍多，但脂肪酸氧化时的耗氧量高。80 Kg的成年男性和60 Kg的成年女性，若具有正常范围的体脂百分率，其脂肪分别可提供450 000 KJ和550 000 KJ能量，以马拉松速度进行运动，理论上脂肪供能可达119 h之久。需要说明的是，人体不只依赖于脂肪的氧化分解供能，而主要依赖葡萄糖氧化分解供能，但在长时间低强度运动时，脂肪的氧化分解成为人体的主要供能形式。

2.2降低蛋白质和糖的消耗

在耐力性运动中，脂肪作为能源物质被氧化动用的能力提高时，具有降低蛋白质消耗的作用，有助于延长运动时间，提高运动能力。运动员进行长时间耐力训练后，体内动用脂肪氧化供能的能力提高。高水平耐力运动员脂肪氧化分解的能力明显高于普通人，运动时脂肪供能的比例显著提高。同时，还可降低糖的消耗，维持机体血糖稳定，有效提高运动能力。

3 脂肪分解代谢的影响因素

长时间运动时，脂肪酸的利用常受机体激素和代谢调节的影响。血浆激素浓度的变化促使脂肪组织内酯酶活性升高，使血浆中脂肪酸数量增加，加快骨骼肌对脂肪酸的利用。除激素对脂肪分解的调节外，还需甘油三酯和脂肪循环的调节及酮体的调节。

3.1酮体调节

血浆脂肪酸水平是肝内酮体生成速率的调节因素，但高酮体又可抑制脂解作用。当脂肪酸浓度升高时，酮体生成作用加强，血浆酮体水平随之上升。实验证明，血浆高酮体水平能促进胰腺分泌胰岛素，胰岛素具有强抗脂解作用，可降低脂肪酸动员。此外，酮体水平升高也能削弱脂肪组织的脂解作用。所以，酮体通过直接作用和促进胰岛素分泌的间接作用降低脂解速率。这些作用提供一种敏感的反馈调节，将血浆游离脂肪酸水平的信息传递给脂肪组织。当脂肪酸动员速率超过利用速率时，血浆游离脂肪酸水平升高，刺激肝内酮体生成，提高血浆酮体水平；而当脂肪酸动员速率低于利用速率时，情况正好相反。

3.2甘油三酯和脂肪酸循环反馈调节（图1）

甘油三酯和脂肪酸循环反馈调节主要表现为运动时骨骼肌对脂肪酸的需求，脂肪细胞中脂肪的动员。当肌肉利用脂肪酸的速率增大时，血浆游离脂肪酸浓度下降，脂肪组织内脂肪酸浓度不能满足酯化过程的需要，导致酯化速度下降。另外，脂肪酸抑制甘油三酯酶活性的作用降低，从而促进脂肪组织动员脂肪酸。而当肌肉内脂肪酸氧化速率下降时，有利于脂肪组织内合成甘油三酯，但此过程的反馈调节主要反映在酯化过程，对脂解速率无较大影响。

在长时间运动中，脂肪氧化调节的最终结果是使脂肪组织的脂肪酸释放与肌组织的脂肪酸利用相适应。同时，还存在一个升高的血浆游离脂肪酸水平，这种变化能促进运动肌吸收脂肪酸。在长时间运动后期，这种调节结果表现为较高的血浆游离脂肪酸水平的相对稳态浓度。

图1　甘油三酯和脂肪酸循环示意

（引自冯美云，2005）

4 脂肪分解代谢与运动能力

在有氧代谢运动中，肌肉能同时利用糖、脂肪和蛋白质供能。其中，糖和脂肪是主要的供能物质。由于体内糖储备有限，为了获得最大耐力的运动能力，糖和脂肪必须同时利用。运动中尽可能多地利用脂肪酸氧化供能，可减少糖的供能，使有限的糖贮备保持到运动后期，维持血液葡萄糖浓度的相对稳定，满足大脑对血糖的需求。然而，脂肪组织中脂解和酯化过程同时发生，甘油三酯分解成脂肪酸的同时又重新合成甘油三酯。这种过程在人体中循环进行，可有效提高脂肪酸动用调节机制的敏感性，对改善运动能力，尤其是提高运动员的耐力水平具有重要作用。

4.1促进脂肪酸供能与最大耐力

任何使血浆游离脂肪酸浓度提前升高的因素（如运动前1 h补充咖啡因等），都能造成运动前期肌内糖利用速率下降，脂肪分解增强，从而节省体内糖的供能，提高长时间低强度项目运动员的运动能力。长时间低强度的有氧训练，使单位时间内通过心脏的血流量增大，内脏器官的血流供应增加，可有效动员内脏脂肪的氧化供能。例如，在马拉松运动中，糖原和脂肪酸构成运动员最基本的能量物质。糖原最先被氧化供能，大约在30 km糖原储备被耗尽，此时脂肪酸开始供能。而理想的供能形式是先动用脂肪酸，保持糖原储备，到比赛最后阶段再使用糖原供能。因此，增强脂肪氧化分解能力，可有效节省体内糖的供能，减缓疲劳的产生（Hultman等，1986）。

4.2抑制脂肪酸供能与最大强度耐力

由于脂肪酸氧化供能的输出功率低于糖供能，在30 min以内的运动中，减少脂肪酸供能是提高运动员运动能力的重要生化因素。运动前补充糖可抑制脂肪组织的氧化分解和释放脂肪酸，减少肌肉吸收和氧化脂肪酸。因此，赛前30～60 min摄入适量糖，可降低运动中脂肪的氧化比例，有助于提高中长跑运动员的比赛成绩。

4.3运动训练对脂肪酸氧化能力的影响

运动训练中，耐力训练对人体骨骼肌脂肪酸代谢的影响最为明显。究其原因，一方面耐力训练使每分钟心输出量增大，血红蛋白和肌红蛋白含量增多，骨骼肌毛细血管密度增大，提高了对骨骼肌的供氧能力；另一方面，训练肌细胞内的线粒体数目增多、体积增大，线粒体内各种氧化酶的活性升高，骨骼肌利用氧的能力随之提高，从而使骨骼肌氧化利用脂肪酸的能力得到增强。例如，有氧操运动员进行亚极量运动时，从脂肪酸获得更多的能量供应，有利于其长时间贮备糖，进而提高速度耐力。

5 小 结

脂肪是机体能量储存的重要形式。运动时，脂肪供能的重要性随运动强度的增大而降低，随运动时间的延长而增高。提高脂肪的动员和利用能力，能有效改善运动员的运动能力，尤其对运动员耐力水平的提高有重要作用。日常训练中，通过明确脂肪分解代谢与运动能力的关系，客观了解脂肪分解代谢特点，进而科学、高效地指导运动训练。

[1]王镜岩.生物化学：第3版[M].北京:高等教育出版社,2002

[2]林文弢.运动生物化学：第2版[M].北京:人民体育出版社,2009

[3]林文弢.运动能力的生物化学[M].北京:人民体育出版社,1995