运动消耗能量计算方法

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1、运动消耗能量计算方法　　二十多年前，国立台湾师范大学体育研究所的运动生理学实验室，即已利用Douglas袋与Scholander气体分析仪，进行人体运动前、运动中与运动后的摄氧量与二氧化碳产生量测量。其实，透过运动过程中的氧气消耗量与二氧化碳产生量推算，不仅可以评估运动过程的实际能量消耗，更可以用来评量运动时的脂肪与葡萄糖消耗比例。   　　首先，运动参与者必须先了解到，如果人体以葡萄糖做为能量来源时，每消耗1公升的氧气会产生1公升的二氧化碳，也就是说，以葡萄糖为能量来源时的呼吸商(respiratoryofquotient，简称RQ，体内局部组织的二氧化碳产生量除以氧气摄取量

2、)等于1；以脂肪为能量来源时的RQ约等于0.7；以蛋白质为能量来源时的RQ约等于0.8。不过，人体内的组织呼吸状况评量，有其执行上的困难存在，因此，透过人体参与运动时的肺部气体交换状况(呼吸交换率，respiratory　exchangeratio，简称RER，肺部气体交换时的二氧化碳增加量除以氧气消耗量)的测量，再加上蛋白质仅在激烈运动时，才有少量参与提供能量的现象；运动生理学研究者可以依据肺部的气体交换，评量出运动过程的能量消耗特征。 　一般来说，人体安静休息时的RER约0.82、在极低强度(散步、慢跑、轻松骑车)运动时的RER反而下降(约0.75至0.80之间)、接近最大

3、运动时的RER约等于1。也就是说，人体在低强度运动状态下，脂肪参与提供能量的比例较高，随着运动强度的增加，RER也随着上升，葡萄糖参与提供能量的比例也增加；在最大运动状态下，则几乎皆以葡萄糖提供能量。当RER等于0.85时，葡萄糖与脂肪各提供一半的身体能量需求。　　除此之外，随着RER的上升，人体每消耗1公升氧气所能产生的能量也随着增加；例如当RER等于0.8时，人体消耗每公升氧气能够产生4.801kcal的能量；当RER等于0.9时，人体消耗每公升氧气能够产生4.924kcal的能量；当RER等于1时，人体消耗每公升氧气则能够产生5.047kcal的能量。尽管最低与最高能量产

4、生的差异不及1﹪，但是，随着运动强度增加，逐渐提高每公斤氧气的能量消耗趋向，却也是不争的事实。 　以下的实例，可以让您更清楚运动时的能量消耗评量。「如果您昨天花了三十分钟骑脚踏车逛街，运动时的强度是5METs(即5×3.5ml/kg/min的摄氧量强度)运动过程中的呼吸交换率平均为0.9，请问在骑车的三十分钟内，您共消耗多少克的葡萄糖与脂肪？」。　　首先，必须先确定您的体重是多少公斤。如果您的体重正好是70公斤，那么三十分钟内的总氧气消耗量为5×3.5ml/kg/min×70kg×30min＝36750ml的氧气，共消耗4.924kcal/每公升氧气×36.75公升氧气＝180

5、.96kcal的能量(运动后的过耗氧量并不在此计算的范围内)。 　在不考虑运动后的心跳率与耗氧量，会有缓慢下降的事实下，三十分钟的中等强度骑脚踏车运动期间，能量消耗约180kcal左右。如果运动的过程中，蛋白质没有提供身体能量来源(只有葡萄糖与脂肪提供能量)，那么0.9的RER代表着，脂肪占身体能量来源的三分之一、葡萄糖占三分之二 (0.7×1/3＋1×2/3＝0.9)。也就是说，180kcal的能量消耗中，有三分之一(60kcal)由脂肪提供能量、三分之二(120kcal)由葡萄糖提供能量。由于人体内每克脂肪约可提供9kcal的能量，每克葡萄糖可以提供约4kcal的能量。因此

6、，三十分钟的骑车运动过程中，大约可以消耗6.7克(60/9)的脂肪，以及30克(120/4)的葡萄糖。　　 如果，运动参与者以较低的强度进行运动时(例如以4METs的强度)，使得运动时间可以轻松的增加(例如运动时间增加到37.5分钟)；再加上运动强度降低，使得运动时的平均RER下降(假设下降到0.85)；此时，37.5分钟的运动时间内，能量消耗量仍然为180kcal左右(4×3.5ml/kg/min×70kg×37.5min＝36750ml。由于0.85的RER代表着，脂肪与葡萄糖提供的能量各占身体能量来源的一半(0.7×1/2＋1×1/2＝0.85)。因此，37.5分钟的运动

7、过程中，大约可以消耗10克(90/9)的脂肪，以及22.5克(90/4)的葡萄糖(虽然RER=0.85时，每公升氧气产生的能量约4.862kcal，然而36.75公升的耗氧量，仍可以消耗约180kcal的能量)。 　尽管，运动时的能量消耗可以透过简单的计算来评估，但是一般人在实际进行运动时的能量消耗评量时，仍然需要了解到，氧气的消耗与二氧化碳的产生，皆需要特殊的仪器进行测量，才能够建构正确的能量消耗计算基础。如果以增加运动时能量消耗与燃烧脂肪的观点来看，似乎以强度稍低、时间延长的运动参与方式