在编程时,健身的基本属性一直是我们对新想法的不懈追求。无论是进化还是增量;趋势或时尚,我们似乎促进了我们寻求更好,更大,更强大或更快的追求现状。
在可穿戴技术之外,可能是过去几年的最大的健身趋势一直是在更高强度或工作率的更短,更节省的间隔型锻炼(例如Tabata,Hiit)的越来越少的普及。
与那些较短的,高强度的训练你可能会听到像“后燃”或“EPOC的在随意的谈话中随意说。
尽管这种训练模式并不新鲜,可以追溯到20世纪90年代早期到中期的体育训练中,但它最近才被公众所接受,从而提升了这种训练模式的重要性。
开始于我们对减肥的痴迷;跟踪活动和卡路里;我们缺乏锻炼的时间;现在已经改变了我们整个运动规划的哲学方法,并将更多的注意力放在新陈代谢、能量途径和燃料利用上。
此外,这也激发了人们对各种非传统练习的兴趣,如禁食有氧运动和酮类运动。不幸的是,这些生物系统的复杂性也在这些主题上产生了许多错误信息和误解。
作为健身从业者,我们被认为是向公众提供基于证据的教育和规划的标准,因此需要了解能源途径内的燃料利用和各自的角色。本文的意图是呈现我们能源途径的关键要领,并讨论禁食有氧的流行实践。
能量途径
用于生物工作的能量是在有氧的情况下有氧产生的,或在无氧的情况下厌氧产生的(1)。
如图1-1所示,有氧途径产生大量的能量,尽管它更慢,并且可以利用所有三种常量营养素作为燃料来源。
相比之下,厌氧途径,包括磷(直接)能量系统和快速糖酵解途径,产生能量迅速,但数量有限,并且只能利用葡萄糖作为燃料来源(2)。然而,鉴于本文的范围,我们将只回顾有氧途径,因为它反映了我们一天中卡路里的最大来源,涉及我们饮食中摄入的所有三种常量营养素。
图1-1:生物能学途径概述
有氧呼吸:线粒体呼吸
有氧呼吸发生在线粒体内,线粒体是细胞内产生能量的细胞器。然而,这三种燃料都要经过一些初级准备,以便为进入线粒体做好准备。图1-2展示了这三种常量营养素的途径,但在讨论每一种之前,让我们先定义燃料:
- 甘油三酯(TG)一个简单的脂肪这代表了脂肪在体内的主要储存形式。甘油三酯由甘油分子组成,甘油分子是与三个游离脂肪酸(FFA)连接的分子的主干。正是这些我们所熟悉的FFA,因为它们可以按照长度分为短链、中链或长链;并根据其结构分为饱和、单不饱和和多不饱和。在进入呼吸通路之前,TGs必须被分离成构建块甘油和FFA,之后FFA通过β氧化进一步准备进入Krebs循环,β氧化将较长的碳链分解成2碳片段(3)。
- 碳水化合物存在于身体内作为储存的形式称为糖原或吸收并立即用作燃料时的葡萄糖。所有碳水化合物均经历糖酵解(厌氧碳水化合物代谢),是在线粒体以外的过程。糖酵解的最终产物是形成丙酮酸的形成,其横向于线粒体中以继续进入有氧途径,或者转化为乳酸(厌氧) - 两者可以同时发生。它是将氧气递送到线粒体的可用性,确定丙酮酸将通过的线粒体(即,更多的氧气等于丙酮酸进入线粒体的含量。由于这种减慢糖酵解,任何过量的含量不能留在电池中的丙酮酸 - 因此通过将其与氢离子连接而转化为乳酸盐,其也在糖溶解期间产生。通常,氢离子也被穿梭于线粒体以完成呼吸,但由于它降低了组织的pH,而且过量是有问题的,这损害了肌肉功能和能量途径。基本上,丙酮酸与氢离子形成乳酸的组合使肌肉能够继续工作超过正常工作。这由图1-2中的数字1说明。
- 蛋白质与脂肪和碳水化合物不同,因为它们含有元素氮,其不适用于呼吸中的功能。随后,必须除去(脱氨酸),产生对身体有害的氨(4)。氨气迅速转化为肝脏尿素,然后通过肾脏主要通过尿液排出。这由图1-2中的6号来说明。
图1-2:代谢磨坊-能源途径中的燃料利用
在第一次印象上,代谢磨机看起来很复杂,令人困惑,但我们将使用比喻我们更熟悉的是帮助了解其复杂性。让我们首先看克莱斯循环 - 这是所有3个Macronuriver在线粒体中收敛的地方。将克鲁斯循环视为酒吧或夜总会,每个人都想见面的位置。
- 想到代表单个女士们从TG部分到镇上的克雷斯骑自行车栏。他们到达穿着跳舞并作为乙酰COA(进入克雷斯循环的化合物) - 考虑其作为β-氧化的准备。这由图1-2中的第3号说明。不幸的是,Krebs Cycle Bar有一个夫妻政策,因此所有单身女士都需要一个伴侣进入。通常,他们依靠与镇上的不同部分(即碳水化合物)达到克雷斯循环栏的单身男性。这基本上是什么意思是,对于脂肪被完全代谢,他们需要存在碳水化合物。
- 现在考虑一下碳水化合物的命运。如前所述,糖酵解产生丙酮酸,这是独特的,因为它可以产生单个女士(乙酰辅酶a)或单个男士(草酰乙酸)。图1-2中的数字2说明了这一点。回到我们的酒吧类比,考虑到镇上的TG区提供了大量的单身女性,而碳水化合物区通常提供单身男性(即草酰乙酸)。总的来说,来自TG区的单身女性和来自碳水化合物区的单身男性一起进入了Kerbs自行车酒吧。
在我们的一生中,人类不得不忍受饥饿的时期,在那里食物匮乏或缺乏。如果我们可用的碳水化合物储备枯竭或稀缺(想想今天限制碳水化合物的饮食),我们就会限制从城镇碳水化合物区来的单身男子的可用性。这迫使一种代谢生存状态,身体被迫适应生存而不是死亡。
- 回到我们的酒吧类比,想想酒吧没有足够的生意,因为缺少来自城镇碳水化合物区单身男人。为了招揽生意,经理选择打电话给在蛋白质区经营一家运动酒吧的朋友(考虑生产能源的商业和盈利能力)。他向蛋白质区运动酒吧的老主顾们提出了两项提议——加入单身女士在俱乐部里社交,或者偷偷溜进后门享受特价饮料(也就是制造能量)。
- 那些想和单身女士们交往的人(葡萄糖基氨基酸)会被运送到城镇碳水化合物区,以单身男性的身份到达。葡糖原性是指产生葡萄糖。换句话说,我们正在将蛋白质转化为碳水化合物,以继续代谢脂肪,不幸的是,人体99%的可用蛋白质是称为肌肉的活组织。第一部分的图1-2中的数字5说明了这一点)。
- 然而,这种转化可能不足以满足身体的能量需求,因此可能还需要使用额外的蛋白质来产生能量。这代表了那些在运动酒吧有兴趣参观克雷布斯自行车酒吧的人,但只是为了喝特价饮料(即,制造能量)。它们被偷偷地从酒吧后门偷走,被称为生酮氨基酸,因为它们主要产生能量。然而,它们也可以产生酮,我们将在接下来讨论。记住,这些蛋白质也来源于肌肉组织。
那么,那些因单身男性不足而无法进入酒吧的额外单身女性怎么办呢?酒吧经理根据当地的法律通知这些女士,她们不能在酒吧外闲逛,必须离开。为了让线粒体呼吸继续进行,额外的单体(乙酰辅酶a)被转化为酮,酮可以从线粒体中移除,通过血液进入循环。
第一部分的图1-2中的数字4说明了这一点。酮类化合物是由不完全代谢的脂肪(可能还有生酮蛋白)产生的化合物。生产的两种主要酮是乙酰丙酮和β-羟基丁酸酯,除肝脏和需要葡萄糖的红血球外,几乎身体中的每个细胞都可以把它们用作燃料(1,2).任何不被身体利用的酮会迅速转化为丙酮并被排出体外,因为酮会降低血液pH值(酸中毒),当酮大量积累时,会导致致命的酮症酸中毒。丙酮是在洗甲水中发现的同一种化合物,有时当血液中的酮水平升高时,一种甜的“丙酮”气味可能会在尿液、呼吸或汗水中明显可见,这表明一种新陈代谢的生存状态。
外卖——所有3营养素是不可或缺的生产能量,但删除或限制碳水化合物的饮食,特别是持续时间可以改变我们的正常代谢途径可以产生重大影响(例如,促进瘦脂肪通过攻击肌肉蛋白的概念,也会减缓体内的代谢率)。
参考:
- Kenny WL, Wilmore H和Costill DL。(2015)。运动与锻炼生理学(6th版)。《人类动力学》。
- POCARI J,BRYANT CX和COMANA F.(2015)。运动生理学,f.a.戴维斯公司,费城,PA。
- juekendrup AE。(2002)。骨骼肌中脂肪代谢的调节。纽约科学院年报, 967: 217 - 235。
- 布鲁克斯。(1987)。运动和恢复过程中氨基酸和蛋白质的代谢。体育和运动的医学与科学19: S150-S156。