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高能量通量的減脂法:到底是不是科學?

12 October 2024 at 21:36
為什麼高能量通量會比較好?到底怎樣才算進入高能量通量?

今年認真減脂、備賽,並參加了三場健美比賽(詳情可見這裡);在觀察不同流派的備賽方式後,我留意到一件事:雖然大家幾乎都同意(或至少不反對)減脂時要保持「高能量通量」,甚至有選手會在減脂時仍然每天吃到 3000 大卡以上,但卻比較少看到大家認真討論高能量通量背後的原理、是否真的有效、以及怎樣才算高能量通量

畢竟,只要能創造一樣的熱量赤字,吃進多少對減脂效果真的會有差別嗎?

今天,就來透過科學研究,帶大家更認識高能量通量的觀念,並解釋為何從科學或實務,都會比較推薦用高能量通量的方式來減脂。

簡介

一個人能減脂,通常就代表他消耗的能量比吃進去的能量還多(i.e.熱量赤字),所以身體只好燃燒脂肪來製造能量。因此,不管是吃1500大卡、消耗1700大卡,還是吃3500大卡、消耗3700大卡,都是創造200大卡的赤字,也都可以減脂。而「吃多、動更多」的方式,即是所謂的「高能量通量」。

先不管任何其他變數,理論上「只要有創造熱量赤字,不管吃多吃少都可以減脂」。那高能量通量有什麼其他優勢嗎?

我們要先建立一個背景知識:

一個人的食物攝取量和「環境的食物取得度」最相關

肥胖到底是天生的還是後天的呢?確實,目前已經能找到一些跟肥胖有關聯的基因,且同卵雙胞胎的研究也顯示同樣的飲食下,雙胞胎會有較相近的體重變化(跟其他陌生人相比)。因此,肥胖跟基因是有些關聯的沒錯。

不過,基因對肥胖的影響遠遠不及環境因素。當我們脫離嚴格控制的實驗室環境,把眼光放遠到整個人口的觀察時,反而難以找到會影響肥胖的基因模式;這代表,雖然基因可以影響一個人在特定飲食下的身材變化,但現實生活中實際影響身材的主要是環境、而非基因。

除此之外,也有人類與靈長類的生態學研究發現,TDEE(每日總消耗熱量)和體型大小主要是被「食物可取得度」與「活動需求」所決定,而熱量攝取又跟 TDEE 和體型有關。簡而言之,身處越容易取得食物的環境,自然而然就會吃越多,而這多出的熱量要嘛被消耗掉、要嘛變成增加的體重。

也就是說,在現代社會這個食物可近性如此高的環境,要採取超低熱量攝取的減脂策略是很困難的,因為我們很容易就會接觸到過多的熱量。因此,從這個角度來看,高能量通量的減脂法已經先拿下一勝了。

食慾調控

在理想的狀況,我們消耗多少熱量,就會產生多少食慾,這樣自然而然就會處於熱量平衡。但問題是,當活動量太低時,這個正相關的食慾控制可能就會出差錯,變成活動量低時,食慾還會很高,導致吃太多而變胖。

早在1956年,Mayer et al. 就發現了工廠員工的熱量攝取會依據活動量呈現 U 字型:雖然通常來說,勞動越多的人會吃越多,但處理靜態工作、整天都坐著的員工,吃的熱量卻跟負責最大量勞動的員工相同。

(圖一)正常來說,活動量越高、食慾就會越大,讓熱量攝取可以匹配高消耗。但活動量低的人,食慾會和熱量消耗脫鉤:明明動很少、但卻會想吃很多。多出來的熱量,就是變成脂肪了。

Hagele et al. 在 2019 的隨機控制試驗進一步證實了活動量可以影響食慾:當受試者的活動量低下時,較容易產生飢餓相關的賀爾蒙,且吃進的熱量比高活動量時還多了 17.5%。

總結來說,活動量不足時,食慾會失去正常調控,因而容易吃進比身體所需還更多的食物,導致體重增加。從這個角度來看,高能量通量的減脂方法,再度勝利。

小澄清

雖然我們通常習慣把高能量通量當成「高攝取、高活動」,但更精準的描述其實是「高攝取、高消耗」才對。這兩者有什麼不同呢?

熱量消耗可以分成:活動消耗+非活動消耗(包含基礎代謝、食物熱效應);不管是脂肪細胞或肌肉細胞都需要能量,所以體重較重的人,基礎代謝率其實是比較高的。因此,無論是增加活動量、還是增加體重,都可以達到高熱量消耗、也都可以變成高能量通量的狀態。這也是為什麼前述的靜態生活工人,並不會在熱量攝取變高後,體重無限增加;而是體重增加後,消耗也會隨之提高,並再次回到熱量平衡。

不過,我們在意的是減脂議題,因此通常不會把增加體重來當作高能量通量的方法。這就是為什麼我們實務上可以把「高攝取、高活動」當成「高攝取、高消耗」。

避免減脂後復胖

其實,只透過「多活動以增加熱量消耗」來減重並不是容易的事。根據實證指引,對多數人而言,要減重主要還是得靠飲食控制,運動只是輔助。再更進階一點的分析,甚至有所謂的 Constrained Total Energy Expenditure Model(總能量消耗限制模型)表示,超過一定的活動量後,再怎麼運動也不會增加更多熱量消耗;最顯著的例子,就是高活動的原始部落族群,每天的熱量消耗其實跟現代人差不多。(註:這個模型有很多可以討論的,如果現在會覺得奇怪、不合理,是正常的;但本文就先不細述了)

但相對的,若已減重,那高活動量就有顯著的效用:避免復胖。會復胖,就是身體想回到一個更高的能量通量,而最簡單的方法正是增加體重。不過,我們也可以透過提高活動量來達到高能量通量,這樣就不會復胖了!

實際面:保持正常生活

老實說,就算不理會上述的一堆科學概念,高能量通量的減脂法還是有很明顯的優勢:可以正常跟家人朋友聚餐!若能量通量太低,每餐都只能吃少少幾口,那對一起吃飯的親友也是一種麻煩或壓力。若可以在高能量通量的狀態下減脂,雖然對你而言可能飢餓程度相仿(畢竟赤字相同),但至少吃的量是跟別人類似的,這樣就可以照常跟大家一起吃飯聊天了。

所以到底怎樣才算高能量通量

講到這邊,細心的讀者可能會發現,怎麼好像都還沒有定義到底要多高才算高能量通量?這是因為,高能量通量其實沒有絕對數值的定義,而是跟每個人的基礎代謝率有關。原本就體重較重、基礎代謝率較高的人,就會需要更高的熱量平衡才會處於高能量通量的狀態。

雖然還沒有精確的認定,但透過有限的研究可以估計,TDEE 比基礎代謝率高 1.7–1.8 倍就可以說他是高能量通量。所以一個基礎代謝率為 1500 大卡的人,TDEE 抓 2550 大卡就算高能量通量了。如果想減脂,那再扣 200~300 大卡,就是每天吃 2250–2350 大卡。

總結

高能量通量的減脂方式,不只可以更自在地執行、不會給親朋好友壓力,也更適合現代社會這種食物取得度極高的環境。此外,透過提高活動量來減脂,既能調控食慾、也更能避免復胖。雖然沒有確切的數值,但大約抓 TDEE 為基礎代謝率的 1.7–1.8 倍,就能當成是高能量通量了。

主要參考資料:Melby, C. L., Paris, H. L., Sayer, R. D., Bell, C., & Hill, J. O. (2019). Increasing Energy Flux to Maintain Diet-Induced Weight Loss. Nutrients, 11(10), 2533. https://doi.org/10.3390/nu11102533

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其實你也可以「同時增肌減脂」

17 February 2021 at 20:31
很多人都認為同時增肌減脂是新手的權利,並認為交替增肌、減脂的 cycle 才是擁有好身材的方法。但為什麼會有研究發現健齡五年的健身老手也能同時增肌減脂呢?(圖文版:@vin_training

簡介

同時增肌減脂(也就是 recomposition)是大家的夢想,但一旦脫離新手圈、成長的幅度減緩了,就容易遇到瓶頸。此時,交替增肌與減脂是一個繼續進步的好方法。因此,多數人在成長停滯後,便認為自己無法再同時增肌減脂了。但事實上,許多人的訓練、飲食、與恢復還有很大的進步空間,若能更認真、更仔細地執行健身,就很有機會再度獲得新手般的進步,讓自己成功地同時增肌減脂。這不是空泛的勵志話,而是確實被記錄於研究中的真實故事。

本文即是要解釋,為何同時增肌減脂比多數人認為的可行,及如果你符合條件的話,要怎麼同時增肌減脂。

老生常談:同時增肌減脂的原理

同時增肌減脂理論上是可行的,只要消耗脂肪、產生能量,然後把這能量拿去建造肌肉即可(《熱量是怎麼變成肌肉的?》有更詳細的解說)。

不過,如果你的身體不太想再減少脂肪,也不容易再快速增肌的話,同時增肌減脂就會變難。因此,基本上只有以下幾類人是可以有效地同時增肌減脂的:

  1. 健身初學者:合成肌肉的能力很強,所以能讓身體不惜犧牲脂肪、成就肌肉。
  2. 肥胖者:因為脂肪很多,所以較容易分解脂肪。若把分解脂肪所獲得的能量拿去建造肌肉,就能同時增肌減脂。
  3. 久未訓練者:若原本已經健身一段時間,因為各種原因而有一陣子不能健身,那重新開始訓練時,肌肉記憶會讓身體很容易就拾回之前流失的肌肉。這個狀態有點類似初學者。
  4. 用藥者:表現增強藥物(performance-enhancing drugs)能促進肌肉成長與脂肪分解。

總結來說,若你增加肌肉或減少脂肪的傾向很高,那你就可以同時增肌減脂。

令人意外的是,竟然在一些研究中,有規律重訓多年的人還成功同時增肌減脂了。

重訓老手竟然同時增肌減脂?

一篇探討蛋白質的研究,意外地發現平均訓練年資五年的實驗組在八週的訓練後,竟增加了 1.5 公斤的瘦體重並減少了 1.6 公斤的脂肪重。他們不是新手、也不肥胖(男女平均體脂 18%)、規律訓練、也沒用藥。那照理來說,他們應該不太可能在短短八週內就明顯增肌減脂才對。

確實,健身老手很難顯著地同時增肌減脂(可參考這篇回顧性論文)。但不可否認的是,上述的蛋白質實驗和其他相關實驗中,總是有一些健身老手可以同時增肌減脂。他們的結果可能會在平均中被抵銷淡化掉,但這些「個案」是真實存在的。那這些「個案」為什麼能同時增肌減脂呢?

不願面對的真相

如果我們再深入地去探討上述成功增肌減脂的那篇研究,會發現即使實驗組平均訓練年資有五年,但臥推 1 RM(rep max,次數最大重量)只有 87.8 公斤,而深蹲 1 RM 只有 112 公斤。這以平均體重 75 公斤的實驗組來說,絕對不是能稱得上「advanced(進階)」的表現。這代表了,雖然訓練年資長達五年之久,但他們並不能稱為「健身老手」,且他們的進步空間還非常大,所以在透過恰當的飲食與訓練後,他們才能在兩個月內同時增肌減脂,還提升肌力。

在健身房放眼望去,其實大部分的人都跟實驗組的人一樣。就算已經規律重訓數年,但嚴格來說,甚至可能還未脫離新手圈。為什麼呢?

雖然很多人沒有發現或不敢面對,但你「其實沒那麼認真」,不管是在訓練上還是飲食上都一樣。可以觀察看看,健身房中有多少人在重訓時,一組中最後一下和第一下的速度根本差不多快,這代表他們離力竭非常遠。簡而言之,他們的訓練缺乏足夠的強度去刺激成長,所以才會一直停滯在原地。飲食和休息也是,有確保自己真的有攝取足夠的蛋白質嗎?有確保每晚能睡到 7–8 小時嗎?若「吃、睡、練」都還沒認真施行,那不管訓練年資有多長,都不能稱之為健身老手。

換句話說,對這些人來說,只要把吃睡練做好,就很可能可以同時增肌減脂。

其他例外

除此之外,原本較少訓練的部位,也較容易在減脂的同時肌肥大,因為疏於訓練的肌群就類似於新手,增肌的傾向很高。譬如,對一個認真健身多年的人來說,或許很難在減脂時還讓胸肌成長,但如果他平常比較少鍛鍊小腿,那只要此時衝高小腿的訓練量,小腿就很有機會增肌。

再舉我自己的經驗為例:我原本的訓練偏向健力,所以背肌肌肥大訓練做得比較少。某次減脂時,我把背部訓練量增為原本的 1.5 倍,就成功在減脂時仍獲得背部肌肥大。

如何同時增肌減脂?

會讀這篇文章的人,可能有 20% 是確確實實的健身老手了。對你們來說,把增肌和減脂交替進行會是比較有效的方法。對其他八成的讀者來說,下面六點是可以幫助你有效增肌減脂的重點(反過來講,如果你目前尚未做好這六點,那你同時增肌減脂的可能性就很高)。

  1. 確保每組都至少「接近力竭」:許多人在覺得很累或很酸時就會停下來,但其實離真正的力竭還非常遠,如果有教練在旁邊督促的話,再多做個 5 到 6 下都不是問題。
  2. 有計劃地訓練:不要像無頭蒼蠅般想練什麼就練什麼。要有一個扎實的訓練課表,並養成紀錄訓練的好習慣。
  3. 吃夠蛋白質:想同時增肌減脂,蛋白質舉足輕重,至少要吃到體重的 2 倍(公克),吃更多也是有益無害。
  4. 控管好熱量:若比較在意增肌,那熱量就稍微盈餘;若比較注重減脂,那熱量就稍微赤字。重點是盈餘或赤字的幅度都不要太大。建議每天記錄飲食的內容和熱量來增加對食物的意識。
  5. 充足的睡眠:每天睡至少 7 到 8 小時,有充分的休息才有成長。對於睡眠品質不好或睡眠時間較少的人,至少也要改善睡前習慣,讓身體能更早入睡、好好休息。
  6. 進階細節:進食時機也有影響,建議訓練前吃碳水以補充足夠的熱量與肝醣,而睡前可喝杯乳清讓夜間也能繼續合成蛋白質。也要降低生活中的壓力,減少皮質醇等賀爾蒙的負面影響。

結論

若你發現你跟本文引用的研究中的受試者很像,雖然訓練多年,但不管在身材或是肌力表現上都不出眾,那遵循本文的建議就有機會讓你突破瓶頸,再次增肌減脂。但這條路絕不容易,它要求的是更高的自律,及更嚴苛訓練和生活方式。想要享有同時增肌減脂的特權,就要拿出相對應的決心。

給健身愛好者的肌肉生理學 3:熱量是怎麼變成肌肉的?

25 October 2020 at 17:16
為何熱量盈餘能幫助增肌?想增加一定要一直塞食物嗎?同時增肌減脂到底可不可行?(圖文版:@vin_training

簡介

根據「質量守恆定律」,一個人體重增加,就代表一定有吃東西。這很合理。但等等,我們從來不會用食物的重量來計算該吃多少,我們都是用熱量啊!熱量是「能量」,身體組織是「質量」,那我們增肌時就是把能量轉換成質量、減脂時就是把質量轉換成能量囉?

當然不是。雖然核能發電廠確實可以把質量直接轉化成能量,讓我們有電可以用,但在生物體中,能量與質量是不會直接轉換的(除非你是鋼鐵人在胸口有安裝核反應爐)。所以,體重的增減還是來自於物質的吸收與排放。那熱量到底在這之中扮演什麼角色呢?

這一切都要從 ATP 說起。

重點

  1. ATP 是人體的能量電池,可以「放電」變成 ADP,而 ADP 也可以「充電」變回 ATP。
  2. 粒線體是人體的發電廠,可以「燃燒」原料以釋放能量,而這個能量可儲存在 ATP 中,供日後使用。
  3. 從小腸吸收的營養素經處理後可以被粒線體拿來製造大量的 ATP。而當營養素所提供的能量低於身體運作所需的能量時,則會由身體組織裡庫存的的脂肪、肝糖、或蛋白質作為燃料,被粒線體分解以製造更多 ATP。
  4. 當身體中的 ATP 量已經超出需求時,ATP 可以把身上的能量貢獻給合成反應,製造脂肪、肝醣、或蛋白質,儲存在脂肪細胞、肝臟、和肌肉中。
  5. 熱量盈餘能幫助增肌,是因為當攝取的營養素能提供夠多的能量時,身體就能有多餘的 ATP 去提供氨基酸合成成蛋白質的能量。如果想增肌減脂,就須由庫存的脂肪提供合成蛋白質所需的能量,但這個過程只有肥胖者或新手較容易達成。

ATP:人體的能量電池

與其說 ATP 是能量貨幣,不如說是能量「電池」。充飽電時這個電池就是 ATP,並在釋放能量後變成沒電的 ADP。

「ATP 是人體的能量貨幣」是課本最常用來描述 ATP 的一句話,代表身體需要能量時,就會使用 ATP。或許就是因為如此,讓許多人自動把 ATP 與「能量」劃上等號。但 ATP 其實是一種「高能分子」,而不是能量。ATP(adenosine triphosphate)的中文為三磷酸腺苷,顧名思義就是「有三個磷酸根的腺苷」。

(圖一)ATP 結構圖。A 是指腺苷,T 是指三個,P 是指磷酸根

你可能還是會想說:磷酸根和腺苷又是什麼東西?別擔心,你不需要搞懂詳細的化學,只要知道 ATP 的親戚們是誰就好。跟 ATP 擁有類似結構的分子,稱為「核苷酸」,也就是人體遺傳物質的構成原料。RNA 是由核糖核苷酸組成,而 DNA 則是由去氧核糖核苷酸組成。可以參考下表:

(圖二)核苷酸的多種類型

當身體需要能量時,會把 ATP 和水找來,讓它們化學反應變成 ADP 和 P。這個反應會產生能量,而身體就能將這個能量用在需要的活動上,如收縮肌肉或合成身體組織。

(圖三)肌肉中的 ATP 會變成 ADP,並釋放能量,讓肌肉收縮

因此,與其說 ATP 是能量貨幣,不如說是能量「電池」。充飽電時這個電池就是 ATP,並在釋放能量後變成沒電的 ADP。講到這邊,大家應該已經可以理解,物質跟能量是不能混為一談的。

*註:我還是認為課本把 ATP 比喻為能量貨幣是合理的,因為當我們在分析生理反應時,有 ATP 確實就等同於有能量。本文是為了讓大家能分辨「能量」和「物質」的差異,才用電池做比喻。

粒線體:人體的發電廠

粒線體則會分解營養素的代謝物,這個過程會放出能量,而這個能量就能拿來把 ADP 變成 ATP,供日後使用。

既然 ATP 是從 ADP 「充電」而來的,那這個電(能量)是從哪裡來的呢?

ATP 的能量來源是由分解物質而來的,且大多數的 ATP 都是由粒線體製造的,所以粒線體又被稱為人體的「發電廠」。我們先來看看真正的發電廠是怎麼發電的:

火力發電廠會把煤炭燃燒成較小的物質,如二氧化碳和水。這個過程會放出大量的熱能,而這個熱能就能拿來驅動發電機,然後即可把電儲存在電池中,供日後使用。

粒線體則會分解營養素的代謝物。這個過程會放出能量,而這個能量就能拿來把 ADP 變成 ATP,相當於把能量暫存在 ATP 中,供日後使用。(註:這個分解作用是一種「氧化反應」,跟燃燒的本質是類似的,既會排放二氧化碳和水、也會釋放能量,所以可以把它想成「慢速燃燒」)

(圖四)粒線體藉由「燃燒」營養素的代謝物來製造 ATP

你可能會想,既然最後 ATP 還是要轉化為 ADP 才能給肌肉所需的能量,那為何不一開始就直接讓粒線體釋放能量給肌肉,還要先做成 ATP 再給肌肉?其實這就跟你為何要買電池而不是直接連發電廠的電一樣,因為肌肉收縮的部位跟粒線體有段距離,所以讓電池移動到各地比把發電廠搬來搬去更有效率。

消化系統:人體的燃料加工廠

發電廠的煤炭,是煤炭加工廠把開採出的煤炭加工好,再送去給發電廠。而人體則是有消化系統「加工」吃進的食物、吸收營養素後,再拿去生產 ATP。

當你吃進一個漢堡時,消化系統會用各種物理及化學作用把漢堡的蛋白質分解成氨基酸、澱粉/糖份分解成簡單醣類、脂肪分解成三酸甘油脂,然後再由小腸吸收至循環系統中。此時,這些營養素才能拿來儲存起來或生產 ATP。

體內能量不足時,會分解食物或身體組織以製造 ATP

要把 ADP 變回 ATP,就需要靠分解營養素所提供的能量,所以就得從食物或身體組織中取得營養素。

當夏季用電量激增時,發電量會趕不上需求。此時,發電廠需要採購更多的煤炭才能發更多的電、卻又不會讓庫存量減少。但如果採購的煤炭還是不夠的話,就還是得用庫存的來發電了。

人體也是類似的情況。身體以醣類和脂肪酸(及少量的氨基酸)作為生產 ATP 的燃料。當循環系統中的燃料不夠用時,我們需要吃東西以提供更多營養素;如果吃的食物又不夠時,就會分解肌肉及肝臟中的肝醣和脂肪細胞中的脂肪來提供醣類和脂肪酸。這些來自食物或來自身體組織的分子,就能被粒線體分解,產生 ATP,供身體使用。

舉例來說,運動會消耗大量能量,所以肌肉中的很多 ATP 會被使用並轉化成沒電的 ADP。此時,身體需要將這些 ADP 「充電」變回 ATP,才能繼續給肌肉取用。而要把 ADP 變回 ATP,就需要靠分解營養素所提供的能量,所以就得從食物或身體組織中取得營養素。若從身體的庫存中取用大量營養素,體重就會降低,這就是減重的原理,也是為何熱量消耗需要大於熱量攝取,才有可能取用大量的庫存脂肪。

(圖五)當食物攝取不夠時,就會動用更多的身體庫存來生產 ATP,同時會使體重減輕

體內能量很多時,會消耗 ATP 並用釋放的能量來合成身體組織

如果活動量減少或食物攝取增加,就會使體內循環的營養素增多,此時製造出來的 ATP 會高於身體所需。既然沒有什麼需要使用 ATP 的事,那就把 ATP 的能量儲存起來吧!

血液循環中的簡單醣類、三酸甘油脂、和氨基酸可以被合成成肝醣、脂肪、和蛋白質,作為能量庫存,未來食物缺乏時可以拿來產能(如上一節所述)。

(圖六)當 ATP 量充足時,可以把 ATP 的能量拿來合成身體組織

熱量盈餘為何能幫助增肌?同時增肌減脂是可行的嗎?

肌肉其實一直都是在合成與分解,並維持一個動態的平衡,就像是一個活水湖一樣要有水流進來、也要有水流出去,才能保持水質乾淨,不然就會變一灘死水。所以增肌其實是蛋白質合成速率大於分解速率,並不是只合成、不分解。

熱量盈餘能幫助增肌,是因為當循環中的營養素夠多時,身體就有許多的 ATP 可以運用。等這些維持生理機能、提供運動能量的需求都被滿足後,剩下的 ATP 就能幫助循環中的氨基酸合成成蛋白質,讓肌肉增大。(這也是為何除了熱量要夠外,蛋白質也要充足,不然就算有了 ATP 也沒有材料可以建造肌肉)

但熱量在平衡時、或甚至些微赤字時,也有機會能夠增肌同時減脂。請看回圖六,如果來自小腸的營養素不夠的話,是可以動用庫存的脂肪來生產 ATP,然後再拿這些 ATP 去合成肌肉的。不過,這對肥胖者(脂肪庫存多)和新手(容易合成肌肉)才比較有效,對於已經偏瘦或重訓經驗豐富的人,還是要在熱量盈餘較能有效增肌。

總結

希望透過這篇文章,能讓大家對於「食物、能量(熱量)、和身體組織」的關係更加了解。如果下次有人問你:「熱量是怎麼變成肌肉的?」相信你已經可以自信地回答:「食物中的能量在經消化與分解後,會暫時儲存在 ATP 中,此時只要有足夠的 ATP 及氨基酸,ATP 就能提供氨基酸合成成蛋白質所需的能量,最終讓肌肉增大。

如果他們聽不懂,那就傳這篇文章給他們就好。

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