运动控制体重的生物化学基础

运动控制体重的生物化学基础_简明运动生物化学

第一章　运动控制体重的生物化学基础

【学习任务】

    体重控制是指人为地采用某些手段对体重加以控制，涉及减体重、在某一时期保持体重不变以及增加体重3个方面。肥胖是指由于脂肪细胞的数量和体积的增加，引起脂肪组织过剩和体重增加，体脂含量超过正常标准的现象。运动不足和食物能量摄入高于体力活动消耗的因素均可累积造成肥胖。通过规律的运动，保持和增加肌肉量，增加能量消耗，增加肌肉线粒体含量，产生适应性的内分泌变化，均对减少体脂含量起到积极作用。无论对体重偏轻人群，还是对超重/肥胖人群，体重控制过程中适当增加骨骼肌含量都具有非常重要的健康促进作用，而运动是增加肌肉的最佳手段。通过学习肥胖发生的生物化学基础，运动减重、增肌的生物化学原理及相关运动方案和营养补充方案的基本原则，应能够根据健身人群减重、减脂、增肌的不同健身目的提供科学合理的运动健身指导及膳食营养建议。

【学习目标】

1.掌握减重、减脂和增肌的基本概念。

2.理解肥胖发生的生物化学基础。

3.理解运动减体重的生物化学原理。

4.掌握制订减体重的运动方案的基本原则。

5.掌握运动减体重的营养补充原则。

6.理解运动增肌的生物化学原理。

7.掌握运动增肌的营养补充原则。

个体的体重，是由遗传和行为（摄入食物的数量和成分、参加体育锻炼的多少等）因素相互作用而决定的。对一个正常成年人而言，体重变化往往意味着热量摄入与消耗之间的不平衡。体重控制是指人为地采用某些手段对体重加以控制，涉及减体重、在某一时期保持体重不变以及增加体重3个方面。研究证实，体重过重或过轻都会引起一系列的健康问题，如肥胖、糖尿病、骨质疏松等。因此，体重与健康之间的关系已受到越来越多的关注，建立在健康基础上的体重控制问题日益突出。运动作为增加能量消耗的有效手段，在体重控制中发挥着不可替代的作用。

在体重控制过程中，减体重是指身体总重量降低，包括肌肉、脂肪、水分等，减重过程肌肉和脂肪会一起流失，不可能只减少脂肪而不减少其他任何组织。减脂是降低体脂率或减少脂肪。减脂不意味着减重，同体重、同身高下不同体脂率的身体曲线差异极大。而增肌是增加身体肌肉含量，在身体其他成分不变的同时增加肌肉含量会增加身体重量。适量的脂肪含量减少，肌肉含量增加，是维持体重或增加体重期，体成分改善的标志。

目前，全世界肥胖及超重人口已达到21亿，相当于世界人口的30%。肥胖已成为世界第四大社会医学问题，是导致糖尿病、高血脂、高血压、冠心病等代谢性疾病的直接原因之一，成为全球引起死亡的第五大风险因素。因此，狭义的体重控制集中在了减重的问题上。

一、肥胖发生的生物化学基础

（一）肥胖的概念

肥胖是指由于脂肪细胞的数量和体积的增加，引起脂肪组织过剩和体重增加，体脂含量超过正常标准的现象。对成年人而言，肥胖的发生以脂肪细胞体积的增加（即肥大型肥胖）为主；对处于生长发育期的少年儿童而言，肥胖的发生以脂肪细胞数量增加（即增殖性肥胖）为主。如图1.1所示，减脂过程中，脂肪细胞体积可发生改变，但脂肪细胞的数量未发生改变，因此，肥胖对少年儿童的危害比成人更大。

 

图1.1  体重变化过程中脂肪细胞的变化

日常生活中所见的肥胖多为原发性（单纯性）肥胖。原发性肥胖的发生多是由于不良的生活习惯导致机体的能量摄入大于能量消耗，多余的能量以脂滴的形式储存在脂肪细胞中。成年人体重增加的原因有3类：遗传和环境的相互作用、运动不足，以及常量营养素摄入的不均衡。

关于遗传对体重增加的作用，多年来一直是研究的热点。瘦素基因缺陷型小鼠的肥胖，说明瘦素在肥胖发生的调控中可能起重要作用。还有两种解偶联蛋白（uncoupling protein， UCP）——UCP-2和UCP-3，也可能与肥胖的发生有关。这种蛋白可以使线粒体磷酸化解偶联，能量物质（ATP）产量减少，“浪费”的热量增加。肥胖抵抗者的这种蛋白表达较多，其“浪费”的热量也多，因此不发生肥胖。但应该指出，遗传虽然与肥胖有关，但在肥胖的发生中并不是必要条件。

（二）肥胖与运动

1. 运动不足会造成肥胖

一般认为运动不足会造成肥胖，不少研究也证实了这一点。案牍工作者与经常运动的同龄人相比，体脂含量较高。对运动员的研究也发现，体脂与运动量成反比。但关于运动量与体质指数关系的纵向研究材料太少，因而还不能断言，运动缺乏是肥胖的原因还是肥胖的结果。有一项长达10年的研究发现：起始时运动量与BMI明显相关，但十年后二者间则不再有这种明显的相关关系。倒是大幅度的体重增加，与运动不足呈负相关。因此，研究者认为运动不足可能是体重增加的原因，也可能是其结果。

2. 体力活动消耗能量低于食物能量摄入

任何人每天的食量都可能不同，运动量也会不同，这种变化会导致常量营养素日储备量和氧化量的波动。肥胖抵抗者的体重和体成分在多年内保持不变，说明其总的能量摄入和消耗是平衡的，自身有一个很精确的调节机制。这种能量和常量营养素平衡的打破，会引发重新建立平衡的补偿机制的启动。如果体重增加，就说明一种或多种常量营养素及总能量原有的平衡被破坏，而代之以在新的体重上的平衡。这说明机体已丧失了保持原有平衡的能力，这取决于每个人的功能显型。

二、运动减体重的生物化学原理

［案例展示］

肖恩·约翰逊，1992年1月19日出生在美国衣阿华州州府得梅因，16岁时就成为美国家喻户晓的体操选手。这个出道时以乖巧著称的体操明星曾在北京奥运会夺得体操金牌，并两次摘取“全美青少年抉择奖最好女运动员”，她还在真人秀《与星共舞》中获得了冠军。体操是一碗青春饭，女子体操更是如此，要出名就得早出道，在众人眼中光彩夺目的肖恩却差点错过了站上世界冠军领奖台的机会。

17岁时，由于发育问题，肖恩·约翰逊的体重开始迅猛增长。2010年，原本计划参加伦敦奥运会的她在一次滑雪中撞伤了左膝，最初她只认识到“奥运梦想被撕裂”，但打击接踵而至。受伤后，她开始热衷垃圾食品，还患上了轻度抑郁症。之后两年，她的体重暴涨了36 kg，因此只能遗憾地宣布退役。在花费大量时间治疗和自我认识以后，约翰逊选择了跑步。当约翰逊第一次完成5 km后，她就觉得自己应该去应战马拉松。功夫不负有心人，两年后，她的体重终于减去了36 kg。跑步让约翰逊有了非常大的变化，她又恢复了女神形象，她希望以自己的例子鼓舞更多人具有安康生活。于是，约翰逊开启了自己的创业：The Body Department——一个致力于健身和饮食的美体网站。

（一）运动与能量消耗

适当的运动可以达到很好的减体重效果，其主要原因在于运动是增加能量消耗的主要手段之一。人体日常的能量消耗主要包括3部分：基础代谢、食物的热效应和运动的热效应。其中，运动的热效应因运动者、运动强度、时间和频率不同而不同。见表1.1。

表1.1 节食组、运动组和节食+运动组体重、体脂和去脂体重的变化

 

①运动本身能增加能量的消耗，坚持体育运动，每次采取30 min以上的有氧运动，就能不断地消耗由脂肪氧化提供的热量。

有研究显示，运动可减轻高脂饮食造成的脂肪正平衡，抑制过度饮食造成的脂肪细胞数量增生，减少脂肪细胞体积的增加。运动结束后体内脂肪酸和乳酸继续氧化，体内糖储备的恢复都需要消耗能量，以及运动引起的内分泌变化、体温增高等因素均可使运动后的静息代谢率升高持续2~10 h。研究发现，一般人完成15~40 min，40%~70%最大摄氧量（VO2max）强度的运动后，可使运动结束后额外多消耗5.02~29.88 kcal的能量。一项研究结果显示，以73%最大摄氧量的运动强度完成40 min运动后，其过量氧耗持续至少14 h，并额外消耗机体近200 kcal的热量。运动后的能量消耗与运动强度成正比，即如果进行大强度的运动，则可使运动后额外的能量消耗加大，并明显提高每日的能量消耗。

②食物的热效应对基础代谢和运动的热效应可能都有影响，影响的结果是使能量消耗总体增大，达到减体重的目的。

同时，运动还可增加食物的特殊动力作用，使能量消耗增加。研究显示：静坐少动人群和活跃运动人群10年后的体重指数（Body Mass Index， BMI）水平呈现不同的变化趋势，静坐少动人群10年后体重指数显著增加，而活跃人群10年后的体重指数水平基本保持不变。因此，运动疗法是一种科学、有效的减肥方式。

（二）运动与脂肪代谢

1.运动中消耗脂肪的来源

在运动减重过程中，减少脂肪含量是主要目的，即运动中机体通过分解脂肪获得能量的过程。运动中可用来分解供能的脂肪主要来源于：①骨骼肌细胞内储备的脂肪酸；②脂肪组织中经过脂肪动员出来的血浆游离脂肪酸。研究指出，运动强度在25%最大摄氧量时，血浆游离脂肪酸浓度增加的速度是安静时的5倍；运动强度达25%~65%最大摄氧量时，肌糖原分解成了重要的能量来源，血浆游离脂肪酸浓度增加的速度不变，脂肪分解的总量上升，其来源应该是骨骼肌细胞中储备的脂肪酸；运动强度达85%最大摄氧量时，骨骼肌收缩主要靠肌糖原分解成供能，这时，血浆游离脂肪酸浓度下降。因此，如果只强调运动中的能量消耗，对减体重、降体脂而言，低强度运动无疑较高强度运动效果更好。但这又无法获得大强度运动对提高运动后能量消耗的益处，如何将两者结合起来，是很值得研究的。

2.长期的耐力训练是减少体脂的主要运动方式

①有研究表明，长期的耐力训练，可以改变食物脂肪在体内的流向。经过长期耐力训练的人，进食脂肪后，消化吸收的脂肪酸有更多的储备在骨骼肌细胞中，以便运动时分解供能。长期进行耐力运动，对改善全身脂代谢和血脂成分，调整体脂分布和体成分，都非常有益。

②耐力运动可提高骨骼肌、肝脏和脂肪组织细胞的胰岛素敏感性；增加骨骼肌细胞对脂肪的氧化；降低肝脏脂肪酶的活性，减少肝脏高密度脂蛋白2（HDL2）的降解，以及极低密度脂蛋白和载脂蛋白B（Apo B）的分泌；进而使血液中低密度脂蛋白（LDL）浓度下降，高密度脂蛋白2浓度增加。

③长期耐力运动训练显著增加线粒体数量。已有多项研究证实适宜的运动可以提高空腹血浆脂解活性，其原因是线粒体数量增加、体积增大以及伴随的氧化酶活性增强。20周的自行车锻炼能够使高血脂患者（血脂水平超过250 mg以上）的血脂降低约20%，高密度脂蛋白浓度、脂蛋白A-I水平显著提高，并且脂蛋白酶被活化，高密度脂蛋白水平的提高与内脏脂肪的减少成正比，与甘油三酯的基线水平成反比，如图1.2所示。其机制可能主要与脂蛋白酶活性提高有关。运动还可以激活过氧化物酶体增殖物激活受体-γ和过氧化物酶体增殖物激活受体-α，可以增强包括调控高密度脂蛋白代谢的基因编码蛋白的表达。这些改变可以减少富含甘油三酯脂蛋白浓度，使高密度脂蛋白的浓度增加8%~10%。

④运动可通过调节内分泌代谢来增加机体的能量消耗，降低体脂含量。骨骼肌胰岛素受体结合力下降是肥胖者的一个明显特征，从而发生胰岛素抵抗，使大量的葡萄糖进入脂肪组织，能量以脂肪的形式储存。有氧运动可以改善肥胖者胰岛素的敏感性，逆转肌细胞膜胰岛素受体结合力的下降，从而有效地调节体成分，达到减脂的目的。

 

图1.2 有氧运动对肥胖儿童血脂的影响

（引自张忠英，2010年）

三、减体重的运动方案

（一）有氧运动

①通常减体重的运动方案以大肌肉群参与的有氧运动为主，结合抗阻运动和柔韧性练习。

其中有氧运动以燃烧脂肪为目的，运动强度推荐为中等强度至较大强度。起始强度应保持在40%~60% VO2max/h，逐渐增加到≥60%VO2max/h，并逐渐延长运动时间，增加运动频率。建议运动时间可由每天运动30 min，逐渐增加到每天60 min，每周至少5次。增加更多的较大强度运动可以获得更多的健康益处。但是参与者应量力而行，因为较大强度的运动可能会造成更多的损伤。此外，每次至少10 min的间歇运动也是一种有效的运动方法，对于运动初期可能效果更明显。在此基础上，运动形式可根据个人爱好选择。

②对于减体重来说，抗阻训练可以增加肌肉量和身体机能，是有氧训练的辅助练习。

在一个低负荷、高组数的持续抗阻训练循环中，每分钟能消耗平均9 kcal的能量。虽然抗阻运动引起的能量限制不能阻止去脂体重和安静代谢率的下降，但是抗阻运动可以加强超重和肥胖人群的肌肉力量和身体机能，从而获得更大的健康效益。减体重的抗阻训练中应注意多关节肌混合运动（如卧推、蹬腿和臂屈伸），同时也应包括单关节练习，如肱二头肌弯举、三头肌伸展、股四头肌拉伸、提踵等。为了避免肌肉发展不平衡所导致的损伤，应同时训练相对肌群（如主动肌和拮抗肌），如下背部和腹部、股四头肌和腘绳肌。

③为了长期控制体重，应该保证至少每天30 min的中等至较大强度的运动，并逐渐增加至每周250 min。  

对于一个超重或肥胖个体，体重减少5%~10%可获得明显的健康益处。改变饮食目标和运动习惯，并保持这两个行为的改变就会获得显著的长期的减重效果。

（二）高强度间歇运动

高强度间歇训练（High Intensity Interval Training，HIIT），最初在1959 年由德国心脏病学家Reindell提出，之后长期被应用于高水平竞技运动员体能训练，现已逐渐运用在大众健身及慢性疾病患者的康复治疗及指导中。

HIIT 作为间歇训练法的分支，定义为运动强度大于机体无氧阈值，每组训练的持续时间一般为10 s~5 min，运动间歇期采用低强度运动或者完全放松休息，使机体不完全恢复，总运动时间较短。HIIT 按运动强度可分为冲刺间歇训练（Sprint Interval Training，SIT）和有氧间歇训练（Aerobic Interval Training，AIT）。SIT 通常为30 s全力冲刺（ 运动强度100%VO2max），间歇恢复期4~4.5 min，总时间15~30 min；AIT 通常为1~4 min高强度运动（80%~95% VO2max），间歇恢复期3~4 min，总时间10~30 min。

HIIT在体重控制中的优势在于：

1.有效地消耗总能量

运动研究显示，消耗相同热量并摄入食物营养素组成比例一致的条件下，HIIT 在较短时间内即可达到有氧运动中的能量消耗（总时间比有氧运动短15%~20%），且24 h 能量消耗来源基本一致（脂肪为主），并能有效增加机体静息代谢率。此外，在高强度运动中，机体肾上腺素和去甲肾上腺素分明增多；运动后，生长激素、甲状腺素分明增加，也可刺激机体代谢增强，静息代谢率增加。大强度运动后引起食欲在短时间内下降，可进一步促进能量的负平衡。

2.提高心肺耐力

单纯性超重/肥胖人群，多由于体力活动不足导致心肺耐力水平低下。低心肺耐力是与人类全死因死亡率关系最密切的危险因素。大型队列研究都提示运动强度与心肺耐力之间明显的剂量—效应关系。高强度间歇运动时足够强度的肌肉刺激运动可以反射性地引起呼吸及循环系统机能的运动适应。运动间歇期，运动器官得到暂时休息，而肺通气量、心输出量和摄氧量仍在高值，此时机体呼吸、循环系统仍在接受运动刺激。因此，HIIT对心肺功能的影响优于长时间的有氧运动。

HIIT频率一般为2~5次/周，运动强度80%~100% VO2max或平均动脉压（MAP）。持续时间（包括间歇时间）不超过25 min。运动形式采用平板或者功率自行车，或两者结合。每次运动包括热身、HIIT及运动后放松。干预周期2~13周不等。所有研究均报道有不同程度的减重效果，尤其是减脂效果，并可见心肺功能的提高。因此，现在国际运动医学界流行的看法认为，同样的运动时间内，减脂效率最高的运动恰恰是高强度无氧间歇运动。高强度无氧间歇运动停止以后，身体消耗的能量比有氧运动停止以后大很多，且HIIT 运动安全性和运动乐趣显著高于长时间有氧运动。对一些胖人来说，很难靠有氧运动减肥成功，因为很难坚持运动半个小时以上，靠短时间的高强度无氧间歇运动来瘦身，效果可能更好也更容易。

作为一种高强度运动，HIIT 的安全问题不容忽视，尤其是作为超重肥胖人群，本身日常体力活动量较少，突然的高强度运动可能导致机体电解质发生大幅度改变，水分大量流失，乳酸堆积。此外，运动中皮肤表面血管扩张可能导致心脏和大脑供血不足，轻者头昏眼花，重者虚脱休克。不仅如此，未经指导的不科学高强度运动容易造成急慢性运动损伤。因此，开展HIIT时，需要特别注意安全性与合理性。

四、运动减体重过程中的营养补充

体重的变化关键在于能量摄入和能量消耗平衡关系的变化。一般情况下，摄入大于消耗，体重就增加；反之则减少。因此，减体重的基本原则就是要增加能量消耗。如果一方面通过运动增加了能量消耗，另一方面又加大食量增加了能量的摄入，则无法达到减体重的目的。但为了保障身体健康，又不能过度地节食或禁食，而是应特别注意减体重期间的营养。

（一）糖

由于糖可以在体内经过一系列代谢反应后转变成脂肪，因此很多人在减体重期间会过分强调少吃，甚至不吃糖。这样就会造成别的食物摄入增加，如脂肪和蛋白质等。实际摄入的热量可能还超过了原有水平。由于糖摄入过少，身体大量通过分解脂肪供能，酮体产生增加，可能导致体内酸性物质堆积，影响健康。

关于减体重期间糖摄入多少，一般原则是尽量少吃或不吃“精制糖”，如蔗糖、各种甜食和含糖饮料，保证充足的淀粉类糖的摄入，如谷类、面粉、玉米等。这些多糖类食物，不仅为人体提供必需的能量，还是维生素、矿物质和食物纤维素的重要来源。各种饮料中的含糖量如图1.3所示。

 

图1.3 各种饮料中的含糖量

（二）蛋白质

减体重期间应该注意保证摄入适量的蛋白质，至少达到相应的推荐摄入量。如果摄入不足，会造成肌肉蛋白质的丢失，影响生长发育等。但也没有必要过多地摄入蛋白质，影响减体重的效果。因为食物蛋白质多与脂肪结合在一起，如各种肉类等，所以在增加摄入蛋白质的同时，会增加脂肪的摄入，造成热量摄入过多。

（三）脂肪

减体重期间应该减少脂肪的摄入，这是一个原则性问题。脂肪不仅含热量高，而且消化吸收后很快就直接变成了人体的体脂，这正是我们减体重所需要减去的部分。但在减少食物脂肪含量的同时，要注意保证必需脂肪酸的供应，尤其是对生长发育期间的儿童少年。要有足够的脂肪，作为脂溶性维生素的溶剂，使机体有充足的脂溶性维生素摄入。因此，提倡尽量减少饱和脂肪酸的摄入，如用植物油替代动物油，喝低脂或脱脂牛奶等。总之，由于脂肪对人体健康、食物的口感和外观等都是必不可少的，我们虽然提倡少吃，但不提倡不吃，不能因为减体重而影响健康。

（四）其他营养物质

由于减体重期间的膳食调整，要特别注意某些食物营养素的摄入，一定要保证不会因减体重而出现营养不良的情况。维生素是容易缺乏的一种营养素，因此，可在减体重期间适当补充维生素制剂。同时注意在不增加热量摄入的前提下，多吃富含维生素的水果等食物，尤其是水溶性维生素比较容易从蔬菜和水果中获得，要多吃这些食物。

某些矿物质也容易出现缺乏，如钙、铁、锌等。由于这些矿物质主要含在动物性食物中，而减体重期间又控制了这些食物的摄入量，因此要注意额外加以补充。可多喝牛奶补钙，加大蔬菜中富含矿物质的深绿色蔬菜的比例，多吃含锌丰富的干果等。但一个总的原则是，一定不能因此而增加了食物总热量的摄入。为保证这一点，也可用一些安全的维生素、矿物质制剂替代食物进行补充。

知识链接

肥胖评价标准

一、身体质量指数

身体质量指数（BMI）=体重（kg）/身高（m2）。目前，国际上均以BMI为标准来评价体重是否正常，具体划分标准见表1.2。

表1.2 依据BMI的体重分级标准

 

二、腰围

腰围能够单独使用或与BMI联合使用来作为一个肥胖相关健康分析的预测指标。美国国家卫生研究院提出男性腰围≥102 cm，女性≥88 cm可作为判断是否具有腹部脂肪的标准，与表1.2结合，判断是否存在中心性肥胖，见表1.3。

表1.3 依据腰围判断肥胖相关并发症的存在风险

 

小结

减体重不完全等同于减脂。有氧运动是促进脂肪分解，增加能量消耗的有效手段。减体重方案应以大肌肉群参与的有氧运动为主，结合抗阻运动和柔韧性练习。为了长期控制体重，应该保证至少每天30 min的中等至较大强度的运动，并逐渐增加至每周250 min。

探索与思考

1.运动在减体重、改善人体健康方面有哪些作用？

2.减体重期间，不同人群的营养补充有区别吗？

延伸阅读

《中国超重/肥胖医学营养治疗专家共识（2016年版）》节选（中华糖尿病杂志，2016，8（9）：525-540. ）

超重/肥胖的运动治疗

一、背景

运动对减肥的影响取决于运动方式、强度、时间、频率和总量。2013年美国关于成年人肥胖管理指南推荐，增加有氧运动（如快走）至每周150 min以上（每天30 min以上）；推荐更高水平的身体活动（每周200~300 min），以维持体重下降及防止减重后的体重反弹（长期，1年以上）。

二、证据

①运动与成年人减肥：一项分析发现，有氧运动对降低内脏脂肪有显著效果（干预时间4周~2年，每次运动20~75 min），而渐进性抗阻运动和有氧结合抗阻运动均无显著效果，建议有氧运动作为降低内脏脂肪的核心运动。另一项分析中741例受试者的BMI 在27.8~33.8 kg/m2，运动干预时间为2.5~6个月，结果显示有氧运动的减肥效果更明显，抗阻运动对提高瘦体重更有效，与抗阻运动比较，有氧运动结合抗阻减肥效果更明显。比较不同的运动量和运动强度，结果显示运动组体重和腰围均显著减少，各组间差异无统计学意义，这项研究表明不同运动量和运动强度对腹型肥胖可能均具有减肥效果。

②运动结合营养干预与减重：一项分析中，在12~72个月内，营养干预方式为降低能量摄入，主要为低脂（≤总能量的30%）、低饱和脂肪酸、增加水果蔬菜和膳食纤维的摄入；运动干预主要是在监督下进行有氧运动和抗阻训练，强度为50%~85%最大心率。结果发现与单纯饮食组或运动组相比，饮食结合运动的减重效果更加显著。

三、运动治疗推荐意见

①运动对减肥的影响取决于运动方式、强度、时间、频率和总量。

②推荐采用有氧运动结合抗阻运动的模式预防与治疗超重或

肥胖。

③与单纯饮食或运动相比，饮食结合运动的减重效果更加显著。

④针对儿童肥胖，采用饮食结合运动短期和长期干预均能达到减

重和改善代谢的效果。

人体的体重是由瘦体重和脂肪重量两部分组成。瘦体重包括肌肉、骨骼、器官、体液及皮肤等非脂肪组织，它与体力、有氧能力及最大吸氧量呈正相关。人们在控体重的时候，要尽可能地以去除多余的脂肪为主，瘦体重则应尽量予以保持。

任何的身体活动和体育活动，都是骨骼肌收缩完成的。因此，适宜的肌肉含量是维持基本身体活动的基本保障。对于体重偏轻人群，增加肌肉含量是增重的有效手段；对于超重/肥胖人群，增加肌肉含量有助于提高脂肪的燃烧效率。因此，无论对于体重偏轻人群，还是对于超重/肥胖人群，体重控制过程中适当增加骨骼肌含量都具有非常重要的健康促进作用，而运动是增加肌肉的最佳手段。BMI≥25的超重/肥胖人群应先减脂，后增肌，即以有氧训练为主，辅以肌肉力量训练；而BMI＜25的人群，则应以间歇性肌肉力量训练为主，有氧训练为辅。

一、运动增肌的训练原则

通过抗阻训练来增加肌肉体积，应遵循以下原则：

1.大重量、低次数

1~5 RM的负荷训练能使肌肉增粗，发展力量和速度；6~10 RM的负荷训练能使肌肉粗大，力量速度提高，但耐力增长不明显；10~15 RM的负荷训练肌纤维增粗不明显，但力量、速度、耐力均有长进；30 RM的负荷训练肌肉内毛细血管增多，耐久力提高，但力量、速度提高不明显。可见，5~10 RM的负荷重量适用于增大肌肉体积的健美训练。

2.多组数

必须专门抽出60~90 min的时间集中锻炼某个部位，每个动作都做8~10组，才能充分刺激肌肉，同时肌肉需要的恢复时间越长。

3.慢速度

慢慢地举起，慢慢地放下，对肌肉的刺激更深。特别是在放下哑铃时，要控制好速度，做退让性练习，能够充分刺激肌肉。很多人忽视了退让性练习，把哑铃举起来就算完成了任务，很快地放下，浪费了增大肌肉的大好时机。

4.高密度

组间休息1 min或更少时间称为高密度。要使肌肉块迅速增大，就要少休息，频繁地刺激肌肉。“多组数”也是建立在“高密度”的基础上的。

5.顶峰收缩

它要求当某个动作做到肌肉收缩最紧张的位置时，保持一下最紧张的状态（这样易练出肌肉线条），做静力性练习，然后慢慢回复到动作的开始位置。感觉肌肉最紧张时数1~6下，再放下来。

6.组间放松

每做完一组动作都要伸展放松。这样能增加肌肉的血流量，有助于加快肌肉的恢复，迅速补充营养。

7.多练大肌群，全身肌肉均衡发展

多练胸、背、腰臀、腿部的大肌群，通过大肌群的均衡训练，带动全身肌肉协调均衡发展，不仅能使身体强壮，还能够促进其他部位肌肉的生长。使用大重量的大型复合动作练习，如大重量的深蹲练习，它们能促进所有其他部位肌肉的生长。因此，在训练计划里要多安排硬拉、深蹲、卧推、推举、引体向上这5个经典复合动作。

8.训练后进食蛋白质

在训练后的30~90 min里，蛋白质的需求达高峰期，此时补充蛋白质效果最佳。但不要训练完马上吃东西，至少要隔20 min。同时糖类的补充也很重要，摄入充足的糖类既能满足身体对能量的大量需求，同时也提高了蛋白质的利用效率，有利于肌肉蛋白质的合成。

9.休息48 h

局部肌肉训练一次后需要休息48~72 h才能进行第二次训练。如果进行高强度力量训练，则两次训练间隔72 h也不够，尤其是大肌肉块。不过腹肌例外，腹肌不同于其他肌群，必须经常对其进行刺激，每星期至少要练4次，每次约15 min；选3个对你最有效的练习，只做3组，每组20~25次，均做到力竭；每组间隔时间要短，不能超过1 min。

小肌肉群至少需要48 h恢复，大肌肉群则需要72 h恢复，若是高强度锻炼，恢复时间则要长一些。因此如果练得太勤，就会越练越瘦。

二、运动增肌的生化基础

（一）肌肉蛋白质合成增加

运动增肌的原因在于，在训练后足够的恢复时间内，在营养素和能量物质补充的帮助下，肌原纤维蛋白质大量合成，肌细胞体积增大；肌纤维周围结缔组织增厚，肌肉毛细血管网增生，整个肌肉变得更为发达。

肌肉对于力量训练最主要的反应就是蛋白质的合成速率增加（图1.4）。例如，力量训练的负荷在体重的50%，蛋白质合成速率在4 h内增加；负荷在115%，蛋白质的合成速率在24 h内增加显著，36 h后恢复到基本水平。

 

图1.4 力量训练对蛋白质合成的影响

（引自周瑾等，2006）

蛋白质是肌肉合成的重要原料，增加食物中蛋白质的含量，保持运动训练期间蛋白质与较大强度的力量训练相结合，增加肌肉瘦体重。

（二）通过增加身体肌肉量，促进脂肪能量代谢，增强身体机能的内分泌调节

人全身的骨骼肌约有639块，占体重的40％左右。人类约在25岁后，每10年将流失2.5 kg左右的肌肉。由于肌肉量的减少，人体的新陈代谢率也随着下降，约每10年降低5%。研究显示，骨骼肌不仅是人体运动系统中的重要组成部分，而且还是重要的内分泌器官。例如，近期发现的具有促进白色脂肪转变为棕色脂肪，进而增加能量消耗的鸢尾素就是由骨骼肌分泌的。拥有良好的肌肉状态不仅对人们的日常生活很重要，对于维持人体的健康状况也具有重要影响。

因此，增肌运动在增加肌肉的同时还有助于促进骨骼肌内分泌功能的发挥。如图1.5、图1.6所示，增加运动可以刺激骨骼肌分泌白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-7 （IL-7）、类胰岛素生长因子-1（IGF-1）、鸢尾素等多种细胞因子，进而发挥其相应的调节作用。

 

图1.5 骨骼肌的内分泌功能

（引自Bente，2012）

 

图1.6 运动对骨骼肌内分泌功能的影响

（引自Bente，2012）

三、运动增肌过程中的营养补充

对于增肌运动而言，力量训练是关键，营养是保证。在运动增肌过程中营养补充的总原则是：高能量＋高蛋白＋低脂肪＋充足的维生素矿物质和水。

（一）补充足够的能量

增肌力量训练需消耗大量的能量，高热量饮食提高胰岛素和睾酮水平促进肌肉蛋白质合成，增加肌肉使新陈代谢速度增加，需要摄入更多的能量，训练期间，每日能量摄入不低于50 kcal/kg体重。总能量摄入中，糖:脂肪:蛋白质=（60%~65%） : 20%: （15%~20%），高强度大运动量训练期间为40%: 20%: 40%。

糖类是大强度包括中等强度力量训练主要的供能物质，是以糖原的形式储在肝脏和肌肉中，称为肝糖原和肌糖原。当人体需要能量时，肝糖原便转化为葡萄糖并通过血液中循环提供能量。训练后糖类食物，消化吸收后先增加肝糖原和肌糖元的储存，为继续训练提供能源准备。力量训练主要依赖于肌糖原供能，因此体内低肌糖原水平会大大影响大强度训练包括抗阻力训练的运动能力。1 kg体重摄入0.7~1.4 g糖类可明显刺激胰岛素的分泌，有利于肌肉细胞吸收葡萄糖和氨基酸，促进肌糖原和肌肉蛋白质的合成。富含糖类的食品主要有大米、谷类（谷类食品）食物、土豆、蔬菜和水果等。

（二）合理选择搭配蛋白质食物

我国营养学会推荐成人每天的蛋白质需要量为80 g。膳食中不同蛋白质食物搭配，提高蛋白质利用率，全天蛋白质摄入量要保证每千克体重每天1.6~1.8 g，过多无益有害；尽量选择低脂肪、低胆固醇的蛋白质食物来源，如瘦牛肉、肉松、鱼肉、兔肉、乳清蛋白、大豆蛋白等。增肌运动中，每个人应根据自身情况制订食谱，每日蛋白质进食量保持在2 g/kg体重左右。

（三）低脂肪

增肌运动过程中要限制脂肪摄入，目的是使皮下脂肪尽可能少，以便在肌肉收缩时使肌肉的线条和围度更加清晰。一般情况下，膳食脂肪能量占总能量摄入的15%~20%。

（四）补充充足的维生素、矿物质和水

四、中老年人运动增肌的生物化学基础

中老年人健身活动中常常忽视力量训练，几乎全被慢跑、散步和太极拳等活动代替，哑铃和杠铃的力量锻炼甚至被视为禁忌。事实上力量训练对中老年人更加重要。力量是保障生活质量和完成工作任务的基础。肌肉在30岁以后即开始萎缩，并呈加快趋势，而针对性的力量锻炼可以延缓这一进程。

［案例展示］

2016年10月9日中国新闻网报道：广州一名普通老人从70岁开始接触健身，他几乎每天都会去健身房锻炼至少一个小时，这一练就是24年。如今，94岁高龄的他精神矍铄、身形健美，浑身都是肌肉。认识他的人都亲切地称他为“肌肉爷爷”。

（一）中老年人体肌肉量发生增龄性减少

人类机体随着年龄增大在很多方面会发生显著的改变。大多数人随着年老，身体的脂肪比例可能增加30%以上，而肌肉含量可能消退35%~45%。研究发现，年过20岁的人，每10年就要流失2.25~3.15 kg肌肉。增龄性骨骼肌质量和力量的下降会增大摔倒、骨折的风险，危害老年人的健康。

（二）人体肌肉量发生增龄性减少的主要表现是快肌纤维减少

肌肉丢失的最直观解释就是肌肉蛋白合成与蛋白分解的失衡，即合成减少而分解增加或者相对增加。研究发现，随着年龄的增长，横纹肌型肌动蛋白变化最明显；肌球蛋白的变化主要表现在肌球蛋白重链异形体方面的转变，即Ⅱb型向Ⅱa 型转变，进而向Ⅰ型转变。

（三）运动是增强骨骼肌结构和机能的关键因素以及延缓衰老的重要手段

力量训练可以减轻骨骼肌的氧化应激及脂质过氧化水平，纠正生长激素、雄激素、胰岛素样生长因子等激素及相关因子的代谢紊乱，提高蛋白质合成有关酶的活性，改善线粒体机能，进而延缓衰老性肌萎缩的发生。

（四）中老年人运动增肌的健康效应

1.提高整体身体机能

由于骨骼肌是消耗脂肪的主要器官，通过力量训练增大肌肉体积后，使得机体的有氧代谢能力整体提高，进而更好地燃烧脂肪。有研究显示，在每日热量摄入增加15%的情况下，为期3个月的力量训练可减少近2 kg的脂肪。另有研究显示，在控制饮食的情况下进行自由力量练习可以有效改善肥胖老年人的心血管系统，降低安静心率、舒张压和收缩压，提高心脏泵血功能；改善心肺功能，增加肺活量。

2.预防和减轻常见肌肉机能减退引起的问题

运动专家指出，做好臀部、大腿的力量锻炼，跑步时就不容易出现膝盖疼痛；做好背肌、肩部的力量锻炼，游泳时的肩痛就会得到控制；做好腰背肌肉的力量锻炼，就可以有效地预防运动锻炼中腰痛的出现。对于中老年人而言，肌力练习结合有氧锻炼有助于减缓或防止因年龄增长而引起的许多功能衰退病症。

3.增强老年人抗跌到能力，提高生活质量

肌肉力量是身体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力来完成运动的能力。人的一生中伴随肌肉丢失，肌肉绝对力量值可下降30%~50%。肌肉丢失表现为肌肉力量的变化，其特点是：主动肌与拮抗肌之间的协调能力降低、快速肌力减低较慢速肌力减低明显、速度力量较肌肉耐力降低明显等。而老年人动作迟缓、精细动作能力差等是这些特点的具体表现。美国运动医学院（ACSM）的专家指出：力量练习正是老年人（即使年龄很大或身体十分虚弱）必需的运动内容，因为这种运动不仅可以减缓肌肉的丢失，而且有助于提高肌肉的控制能力和稳定性，提高平衡能力，降低跌倒的风险。目前，力量训练在提高老年人生活质量方面的作用已得到公认。

（五）中老年人运动增肌的营养

1.保持平衡膳食，按照老年人平衡膳食指南安排饮食

2.适当补充优质蛋白质

近年来许多研究证实，抗阻训练结合蛋白补充可以有效地提高老年人肌肉质量。Yong 等的研究发现，6个月的抗阻训练+乳清蛋白（最少10 g，其中5 g必需氨基酸）摄入可以有效促进老年人肌肉蛋白合成代谢水平，使老年人肌肉质量得到明显提高。很多研究发现，老年人肌肉可训练性并不比年轻人差，而差别在于老年人训练后肌肉蛋白合成代谢反应比年轻人差。Drummond 等发现，老年人在抗阻训练之后，蛋白合成水平的提高比年轻人延误了3~6 h，而这种合成代谢信号反应的减弱是短暂的，一定时间运动和增加蛋白质补充之后，他们肌肉合成代谢率的提高幅度可以达到年轻人的水平。

3. 补充多不饱和脂肪酸

有研究在老年被试进行抗阻力训练的同时给他们补充多不饱和脂肪酸Omega-3，结果发现肌肉蛋白合成的磷酸化过程得到明显加强，合成代谢抵抗明显得到抑制。人体在从事剧烈运动之后，肌肉会产生炎性反应，老年人运动后的炎性反应远较年轻人剧烈，这被认为是老年人合成代谢反应迟缓的重要原因，进一步的研究发现，Omega-3的主要作用就在于它的抗炎性反应。总之，抗阻训练结合蛋白补充是抑制老年人肌肉丢失和促进肌肉重建的可行之路。

值得注意的是，老年人进行力量练习，只是要从中得到一些健康的益处，而不是非要锻炼出健美高手那般雄壮的身躯。因此，对老年人而言，负荷太大、挑战太高的力量锻炼是没有必要的。我们推荐的锻炼主要内容还是慢跑、游泳、健步走等有氧锻炼（这些锻炼可以降低慢性病的风险）；然后加上腰背、下肢的力量锻炼（这些锻炼可以防止运动损伤和生活中的意外损伤）；再加一些平衡稳定练习（这可以有效防止意外跌倒）。

知识拓展

肌肉适能

美国运动医学学会（ACSM）将肌肉力量和肌肉耐力和做功能力统称为“肌肉适能”。肌肉力量是指肌肉用力的能力，即某块特殊肌肉或肌群所能承受的外力。肌肉耐力是指肌肉持续收缩的能力或重复收缩的次数。肌肉做功能力是肌肉单位时间内做功的情况（即功率）。传统的力量测试指肌肉少数几次重复用力（＜3次）以达到瞬间疲劳时测得的肌力，而多次（＜12次）重复用力以达到瞬间疲劳时测得的肌力为耐力测试。肌肉力量和肌肉耐力是健康相关体适能的组成部分，能改善或维持下列情况：骨骼重量，与骨质疏松有关；糖耐量，与糖尿病前期及糖尿病有关；肌腱完整性，与运动损伤有关；完成日常活动能力，与生活质量有关；去脂体重和基础代谢率，与体重控制有关。增肌运动应是在增加肌肉含量的同时增加肌肉力量、肌肉耐力和做功能力。因此，在评价运动增肌效果时，应进行肌肉力量、肌肉耐力和做功能力的测试。

小结

人们在控制体重的时候，要尽可能地以去除多余的脂肪为主，瘦体重则应尽量予以保持。抗阻运动可以通过促进蛋白质合成来增加肌肉含量，是保持瘦体重的有效手段。通过运动增加肌肉含量应遵循一定的训练原则，并通过适当的营养补充提高增肌效果。

探索与思考

1.运动增加的健康促进作用是什么？为什么？

2.请查阅资料，归纳总结不同人群在进行增肌运动时的注意事项。

本章小结

通过这一章知识内容的学习，我们初步了解了体重控制与人体的健康息息相关。人们在控制体重的时候，要尽可能地以去除多余的脂肪为主，瘦体重则应尽量予以保持。有氧运动是促进脂肪分解，增加能量消耗的有效手段。减体重方案应以大肌肉群参与的有氧运动为主，结合抗阻运动和柔韧性练习。为了长期控制体重，应该保证至少每天30 min的中等至较大强度的运动，并逐渐增加至每周250 min。

无论对于体重偏轻人群，还是对于超重/肥胖人群，体重控制过程中通过抗阻练习增加肌肉含量进而增加瘦体重，都具有非常重要的健康促进作用。

在运动控制体重的过程中，运动是关键，营养是保证。因此针对不同的健身目的，制订相应的运动方案及营养补充方案。

练习题

一、名词解释

1.减脂

2.减重

3.增肌

4.体重控制

5.高强度间歇运动

二、填空题

1.人类的肥胖可以分为____和____。其中____________的发生主要与能量摄入大于能量消耗有关。

2.人体的日常能量消耗包括__________、________和_______3部分。

3.运动中可用来分解供能的脂肪主要来源于________和_________。

4.为了长期控制体重，应该保证至少每天_____min的中等至较大强度的运动，并逐渐增加至每周___min。

5.根据WHO的BMI划分标准，BMI____为体重正常， BMI_______为超重，BMI_______为肥胖。

6.以增加肌肉为目的的抗阻训练，应遵循的原则是_______、_______、________、________、_________、________、_______、________、_________、_________和休息48 h。

7.在运动增肌过程中营养补充的总原则是________。

8.在运动增肌过程中，总能量摄入中，糖、脂肪、蛋白质所占比例应为____________。

9.高强度间歇运动分为________和______两类。

10.高强度间歇运动在体重控制中的优势在于_______、________。

三、问答题

1.试述肥胖发生的原因。

2.试述肥胖判断的标准。

3.试述运动减体重的基本方案。

4.试述少年儿童和老年人在减体重期间的营养补充方案。

5.试述超重/肥胖人群的运动增肌方案与体重正常人群的差别。