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1、运动时能耗量的计算及其作用摘要：通过对体育活动中的能耗量的计算，来找准运动员在进行运动时，具体 的能量消耗到了哪些方面。然后通过系统的训练，让运动员的动作更加协调自如， 从而减少与动作无关的肌肉的活动，让能量的利用的节省化，提高机械效率。 关键词：运动；能耗量；计算；作用一、运动时净能耗量的计算人即使处于极端的安静下，也必须消耗一定能量以维持呼吸、循环、代谢等 正常生命活动的进行。据测定，此值若以吸氧量来表示，将相当于 250mlmi nJ 表 1-1)。表1-1体重65kg的男性受试者安静时的吸氧量运动时的净能耗量是指真正用于运动时的能耗量，故不应该包括维持正常生 命活动所需的能量。在计算一
2、项运动的净耗量时必须减去同一时间内用以维持正 常生命活动即安静时的能耗量。此外，还必须考虑到运动时能量代谢的强度远远 比一般劳动要大。不可能全部由有氧代谢来供应，经常伴有或大或小的氧亏。这 部分氧亏需在运动后恢复期内偿还。因此，在计算某项运动的净能耗量时，还必 须包括恢复期内用以偿还氧亏的这部分过量氧耗(等于恢复期内的吸氧量减去同 一时期内安静时的需氧量)。故在实际测算时，在测得运动中和恢复期的吸氧量 后，先按下面公式求出该运动的经需氧量。运动的净需氧量(Lmin)=(运动中吸氧量+恢复期吸氧量)-安静时吸氧量 minX (运动时间min+恢复时间min) /运动时间min。呼吸商(Respi
3、ratory Quotient, RQ)生理学把机体在同一时间内呼出的CO2 量与摄入的O2量的比值称为呼吸商。严格说来，应该以CO2和O2的mol比值 来表示呼吸商。但是,因为在同一温度和气压条件下,容积相等的不同气体,其 分子数都是相等的，所以，通常用容积数(ml或L)来表示CO2与02的比值。 即RQ=产生的CO2ml数/消耗的02ml数。各种营养物质无论在体内氧化或体外燃 烧，它们的耗氧量和CO2的产生量都决定于各种物质的化学组成。所以从理论上 讲，任何一种营养物质的呼吸商都可以根据它氧化分解成最终产物CO2和H2O 的化学反应式计算出来。氧热价(T hermal Equivale n
4、t of Oxyge n)通常把不同营养物质在体内氧化分解过程中，每消耗1升氧所产生的热量称为该物质的氧热价。由于体内的糖、脂肪 和蛋白质中的碳、氢、氧等元素的比例不同，在体内彻底氧化分解时，所消耗的 氧量也不同。如果同样消耗1升氧，其产热量也不同。因此，不同营养物质的氧 热价是不一样的。糖的氧热价为20.93kJ(5.0kcal),脂肪的氧热价为 19.67kJ(4.7kcal)；蛋白质的氧热价为 18.84kJ(4.5kcal)。根据呼吸商查出氧热价，用氧热价乘以运动时间的净需氧量，即得运动时的 经能耗量。例如，某运动员连续进行高抬腿运动 1min， 1min 内德吸氧量为 3.1L 运动
5、后 5min 时吸氧量才恢复到静息水平，而在这 5min 恢复期内的吸氧量为 2.4L 则该受试者 1 分钟高抬腿的净需氧量则为(3.1+2.4) -0.25X(2+5) /1=5.5- 1.75/1=3.75/1=3.75Lmin。若运动中的恢复期的呼吸商均为0.9，从氧热价表中 查出氧热价为20.62KJ，那么，高抬腿的经能耗量为：1.70X20.62=35KJmin，为 安静时能耗量的 5.6 倍。影响运动时净能量消耗的因素比较复杂，但主要取决于 运动的强度及持续时间。由于不同运动项目、强度和持续时间各不相同，故运动 的净能耗量的差异范围很大。例如，游泳时消耗的能量，是安静时的10-20
6、 倍， 全速游进（冲刺）时消耗的能量，可以达到安静时的80 倍或更大。二、计算运动时能耗量的作用 计算运动时的能耗量可以推知运动者得能量消耗状况，从而了解运动的强度 及肌肉工作的机械效率，为改进运动员的营养和判断运动负荷提供科学依据。（一）评定运动强度。 由于体育运动的剧烈程度与能耗量的多少成正比，因而可用能耗量作为参数 来划分运动强度。常用的方法有两种：1. 按活动时能耗量与基础代谢的比值来划分。此比值又称相对代谢率（RMR）。即运动强度（相对代谢率）=运动时能耗 量/基础代谢。根据相对代谢率（RMR），可以把运动或体力活动的强度分为轻（3RMR）、重 （3-8RMR）和很重（大于9RMR）
7、三个等级。2. 人体安静时能耗量的倍数或梅脱（met）来划分。 即代谢当量比值，是指运动时的耗氧量（能耗量）与安静时的耗氧量（能耗 量）的比值。1met与安静时的能耗量或代谢率相当。若以吸氧量来表示安静时的 能耗量相当于250 mlmin氧，故1梅脱等于每分钟吸氧250 ml，2梅脱即相当 于2倍安静时的能海量或500 mlmin氧，以此类推。若以每分钟每千克计，贝V 1梅脱约等于3.5 mlkgminl按运动时吸氧量或梅脱来划分，通常将运动强度 分为5级，男的运动者轻（1.6-3.9 梅脱）、中等（4.0-5.9 梅脱）、重（6.0-7.9 梅 脱）、很重（8.0-9.9 梅脱）、过重（10
8、.0 以上梅脱），女的运动者轻（1.2-2.7 梅 脱）、中等（2.8-4.3 梅脱）、重（4.4-5.9 梅脱）、很重（6.0-7.5 梅脱）、过重 （7.6 以上梅脱）。它是根据无训练者在完成不同强度运动时能耗量制定的。（二）计算机械效率。1. 机械效率。肌肉活动时所作的机械功与消耗的总能之比，称为肌肉工作的机械效率。单 位能耗所完成的功愈大，则机械效率就愈高。机械效率=完成的功/能耗量X100%。 例如，某人在5 min内完成的外功为24KJ,能耗量为120KJ，则肌肉的工作效率为: 24/120X100%=20%。但此时所消耗的能量，除了用作纯外功外，还用于基础代谢，维持姿势及其 它附
9、带动作等，在计算机械效率中若将这部分能海量减掉，则为净效率。上例这 部分能量假定是5 min内位20KJ，则净效率为：49/ （120-20） X100%=24%。在实 际应用中，是否需要减掉这部分能量，可以根据测定的目的来确定。机械效率的高低随工作性质（动力性工作，静力性工作或两者混合）和个体 差异（动作技术好坏）而不同。一般认为，动力性工作的机械效率为2025%， 而静力性工作则较低；有氧代谢为主的运动比无氧代谢为主的运动的机械效率高。2. 训练对机械效率的影响。 通过系统的运动训练，可使运动时能量利用出现节省化。即几名运动员在完成同样的运动负荷时，有的运动员消耗的总能量较少，因而可以提高
10、机械效率。长期的系统训练可以使能量利用节省化的主要原因是：经过系统长期的训练 后，动作会更加协调自如，一些附加的动作会大大减少，一些与动作无关的肌肉 活动减少到最低程度，因而出现能量利用的节省化，机械效率大大提高，同时通 过长期的系统训练也提高了呼吸、循环系统的功能水平，使这些器官的工作效率 提高，如有的运动员在完成一些较小运动负荷的项目时，比那些没有参加过训练 的心率低，呼吸频率也较少，因而呼吸器官及心脏消耗的能量也就较少。机械效率的提高在一些需要改善技术的活动中表现最为明显，即使是一些技 术优秀的运动员，通过系统的训练也能提高机械效率。参考资料：1运动生理学,南京大学出版社,吕新颖,2009 年.2人体生理学,高等教育出版社 ,王步标,2006 年.3心血管生理学,人民卫生出版社 ,何瑞容,2003 年.4运动生理学,人民体育出版社,王瑞元,2002 年.5运动生理学,高等教育出版社,邓树勋,2005 年.作者简介：艾海涛（1975-），男，重庆工贸职业技术学院讲师，研究方向：体育教育。
