张 勇

与体育锻炼和生活方式密切相关的能量代谢异常是影响健康的主要因素之一，跑步作为一种科学有效、简单易行的运动健身方式，对促进和改善机体能量代谢状况具有重要作用。从目前现状来看，绝大部分健身者常采用中等强度持续跑的方式来促进和改善机体能量代谢状况，而采用中等强度间歇跑的很少。那么，在运动强度、运动时间、恢复时间相同情况下，持续运动和间歇运动两种不同方式运动过程中机体能量代谢存在什么特征，两者能量消耗和底物代谢是否存在差异，还需要进一步研究。另外，从理论、实践以及相关研究来看，常采用的中等强度范围在 40％～75％˙VO2m ax强度。以前的研究中还进一步发现，在 55％˙VO2max强度附近运动时单位时间机体的脂肪氧化和供能量较大[1，2，4-6，8，16]。为了研究和比较在相同运动强度、运动时间、恢复时间情况下，持续运动和间歇运动这两种不同方式运动过程中机体的能量消耗与底物代谢特征，本研究采用 55％˙ VO2m ax强度对体育专业女大学生持续跑和间歇跑运动过程中机体的能量代谢进行研究，分析和探讨中等强度持续跑和间歇跑机体的能量消耗与底物代谢特征。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

体育专业女大学生 9名，每周参加体育运动 6 h以上，强度中等 （表 1)。实验开始前，研究对象被告知实验测试程序和研究目的，并与浙江师范大学运动技能与体能测试实验中心签定自愿参与实验协议。

表 1 研究对象基本情况一览表（±S)

表 1 研究对象基本情况一览表（±S)

注：HRm ax，最大耗氧量心率；RERm ax，最大耗氧量呼吸交换率。

年龄（years) 身高（cm) 体重（kg) BM I（kg/m2) ˙ VO2max（m l/m in/kg) HRm ax（bpm) RERm ax 19.89±0.33 165.33±4.72 55.00±3.87 20.12±1.06 44.44±3.32 195.78±7.92 1.07±0.06

1.2 研究方法

所有研究对象需完成 3次运动测试：1)最大耗氧量测试；2)55％V˙O2m ax强度 1 h持续跑步运动，恢复 30 m in； 3)55％ V˙O2m ax强度 3个 20 m in间歇跑步运动，间歇恢复10m in。3次测试均在每天的 14：00～17：00期间进行。整个研究期间研究对象保持常规的身体活动模式和常规的饮食习惯。

1.2.1 最大耗氧量测试

室内温度控制在 20℃～25℃，相对湿度为 40％～50％。休息至少 24 h以后，采用德国 h/p/cosmos公司mercury 4.0跑台和 CORTEX M etaM ax 3B心肺功能仪完成最大耗氧量测试。测试方案为自我准备活动 5 m in， 7 km/h开始，递增幅度为 1 km/2 m in，保持水平坡度不变。

最大耗氧量通过下列标准确定：

1.心率≥180次 /m in；

2.呼吸商 ＞1.10；

3.随着负荷的增加，耗氧量停止线性增加并达到一个平台或开始缓慢下降，最后 2个值的差异 ＜±2 m l/kg/ m in。

4.受试者已尽最大能力，经激仍无法保持预定负荷强度。

1.2.2 运动测试

以递增负荷测试结果为依据，通过预实验确定 55％ V˙O2max强度跑步速度，然后完成 2个运动测试：1)最大耗氧量测试后 2天，采用德国 h/p/cosmos公司 mercury 4.0跑台，以55％˙O2m ax强度持续跑步 1 h，然后适当活动后坐椅子上安静恢复 30 m in；2)2天后在同样时间段以 55％ ˙VO2m ax强度完成 3组 20m in跑步，间歇恢复 10m in，恢复方式与持续跑相同。2次运动及恢复过程中采用德国CORTEX M etaM ax 3B心肺功能仪测定机体气体代谢情况。计算和确定 2次运动机体能量消耗及其底物使用情况[1-3，7，8，11，15，17，23，24]。

表2 本研究运动期能量消耗和底物代谢测定结果一览表 （X ±S)

表2 本研究运动期能量消耗和底物代谢测定结果一览表 （X ±S)

注：Single，60m in持续跑；Repeated，3个 20m in间歇跑；20’，持续跑的前 20m in；20’’，持续跑的中间 20m in；20’’’，持续跑的后 20m in；“1”，第 1个间歇跑：“2”，第 2个间歇跑；“3”，第 3个间歇跑；＊P＜0.05，＊＊P＜0.01，＊＊＊P＜0.001，与 20’’’比较；#P＜0.05，##P＜0.01，与“2”比较；ΔΔP＜0.01，ΔΔΔP＜0. 001，与“3”比较；※※P＜0.01，※※※P＜0.001，与“3”比较；b P＜0.01，与“Repeated”比较。

Single Repeated 20’ 20’’ 20’’’ 1 2 3 Fat-Oxidation （m g/m in/kg) 7.29±4.32＊＊＊ 7.16±4.84＊＊＊ 8.38±4.71 7.43±1.52#ΔΔΔ 8.09±1.45※※ 9.00±1.67 Fat-Oxidation （cal/m in/kg) 65.64±38.91＊＊＊ 64.43±43.59＊＊＊ 75.38±42.37 66.88±13.68#ΔΔΔ 72.83±13.06※※ 80.98±15.00 CHO-Oxidation （m g/m in/kg) 16.75±11.61＊ 17.55±12.10＊＊ 14.93±11.08 15.05±1.56##ΔΔΔ 11.33±2.97※※※ 9.32±2.17 CHO-Oxidation （cal/m in/kg) 67.02±46.43＊ 70.19±48.40＊＊ 59.71±44.33 60.21±6.26##ΔΔΔ 45.30±11.86※※※ 37.27±8.67 To talenergy expenditure （cal/m in/kg) 132.66±17.64 134.63±13.61b 135.08±13.47b 127.10±13.77##ΔΔ 118.13±14.97 118.25±16.67 Con tribu tion of fat（％) 51.11±31.65＊＊ 48.99±34.13＊＊＊ 56.32±32.28 52.21±6.97##ΔΔΔ 61.75±8.94※※※ 68.32±7.13

1.2.3 数据处理

所有数据采用 SPSS 11.0 forW indow s软件处理，结果用平均数 ±标准差表示。采用配对t检验比较，显著性水平为P＜0.05。

2 结果

2.1 运动期能量消耗和底物代谢

从表 2可以发现，在持续 1 h跑运动过程中，能量消耗水平基本稳定，但后 20m in跑的机体脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例均高于前 20m in跑和中间 20m in跑的机体脂肪氧化供能量，而糖的氧化供能量均低于前 20m in跑和中间 20 m in跑的机体糖氧化供能量。

在间歇跑运动过程中，3个 20 m in跑的机体脂肪氧化供能量、糖氧化供能量和脂肪参与供能比例表现出显著差异，具体表现为：随着组数的增加，脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例逐渐增加，糖的氧化供能量逐渐减少。第 1个 20m in跑的能量消耗显著高于第 2、3个 20m in跑的能量消耗。

与间歇跑相比，持续跑中间 20 m in和后 20 m in的能量消耗水平显著高于间歇跑第 2、3个 20 m in跑的能量消耗水平，前 20m in的能耗水平与间歇跑第 1个 20 m in跑的能耗水平无明显差异。

2.2 恢复期能量消耗和底物代谢

从表 3可以发现，1 h持续跑后 30m in恢复期中间 10 m in和后 10m in的机体脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例均高于前 10m in，而糖的氧化供能水平随着恢复时间的增加逐渐减少。在恢复期 3个时间段机体能量消耗水平表现为随着恢复时间的增加逐渐减少。

在间歇跑各恢复期，机体的能量消耗和底物代谢也存在一定差异，表现为：第 3个恢复期机体脂肪氧化供能量显著高于第 1个恢复期；第 3个恢复期机体糖氧化供能量显著高于第 2个 10m in恢复期；第 3个恢复期机体能量消耗水平显著高于第 1、2个恢复期。而第 1个恢复期与第 2个恢复期机体脂肪氧化供能量、糖氧化供能量、能量消耗水平和脂肪氧化供能比例均无显著差异。

与间歇跑相比，持续跑恢复期前 10m in的能耗水平高于间歇跑第 1个恢复期的能耗水平，中间 10 m in和后 10 m in的能耗水平低于间歇跑第 2个和第 3个恢复期的能耗水平；持续跑恢复期中间 10 m in和后 10 m in的糖氧化供能量分别低于间歇跑第 2个恢复期和第 3个恢复期的糖氧化供能量；另外，持续跑恢复期后 10 m in的脂肪氧化供能比例高于间歇跑。

2.3 运动期和恢复期总能量消耗和底物代谢

从运动期和恢复期总能量消耗和底物代谢的研究结果来看 （表 4)，持续跑脂肪氧化供能量在运动期、恢复期以及运动期和恢复期总和上均与间歇跑无明显差异；而恢复期糖氧化供能量在持续跑与间歇跑之间存在差异，持续跑恢复期糖氧化供能量低于间歇跑恢复期糖氧化供能量。从总的能量消耗来看，持续跑运动期的能耗水平高于间歇跑运动期的能耗水平，恢复期的能耗低于间歇跑恢复期的能耗水平；运动期和恢复期总能耗高于间歇跑运动期和恢复期总能耗。

3 分析讨论

3.1 运动期能量消耗和底物代谢

表 4 本研究持续跑和间歇跑运动期和恢复期总能量消耗和底物代谢测定结果一览表 （X±S)

表3 本研究恢复期能量消耗和底物代谢测定结果一览表 ±S)

表3 本研究恢复期能量消耗和底物代谢测定结果一览表 ±S)

注：Single，60m in持续跑；Repeated，3个 20m in间歇跑；10’，持续跑后恢复期的前 10m in；10’’，持续跑后恢复期的中间 10m in；10’’’，持续跑后恢复期的后 10 m in；“1”，第 1个间歇跑恢复期；“2”，第 2个间歇跑恢复期；“3”，第 3个间歇跑恢复期；＊P＜0.05，＊＊P＜0.01，＊＊＊P＜0.001，与 10’比较；#P＜0.05，与10’’比较；ΔP＜0.05，ΔΔP＜0.01，与“1”比较；※P＜0.05，与“2”比较；a P＜0.05，b P＜0.01，c P＜0.001，与“Repeated”比较。

Single Repeated 10’ 10’’ 10’’’ 1 2 3 Fat-Oxidation （m g/m in/kg) 2.63±1.69 1.66±0.55＊ 1.52±0.48＊ 1.50±0.79 1.77±0.58 2.03±0.81Δ Fat-Oxidation （cal/m in/kg) 23.70±15.25 14.92±4.94＊ 13.72±4.34＊ 13.47±7.13 15.91±5.22 18.23±7.32Δ CHO-Oxidation （m g/m in/kg) 5.86±3.86 2.47±1.77＊＊b 1.68±0.99＊＊#c 6.36±2.13 5.66±1.30 6.40±1.38※CHO-Oxidation （cal/m in/kg) 23.45±15.44 9.89±7.08＊＊b 6.73±3.96#c 25.44±8.51 22.66±5.21 25.60±5.51※To talenergy expenditure （cal/m in/kg) 47.16±5.71c 24.81±5.35＊＊＊c 20.44±1.72＊＊＊#c 38.91±5.26 38.57±4.20 43.84±8.32ΔΔ※Con tribu tion of fat （％) 50.37±30.87 61.70±20.42＊ 66.89±19.36＊a 34.94±19.32 41.17±11.62 40.73±12.49

在 55％˙VO2max强度间歇跑运动期，随着运动组数的增加，脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例逐渐增加，糖的氧化供能量逐渐减少。分析认为，这种代谢底物动员氧化的变化，一方面，与机体糖储备的减少有关；另一方面，与运动间歇期脂肪酸的使用减少，而脂肪酸的产生并未明显减少，导致游离脂肪酸增加有关。有研究认为，这种变化与血浆肾上腺素水平升高和胰岛素水平降低，从而诱导脂肪分解增加有关；同时，也认为血浆葡萄糖浓度的降低可能也对肾上腺素和胰岛素的反应发挥了一定作用[25，28]。本研究未对相关内分泌指标进行测试，无法对相关内分泌机制进行阐述，但在研究结果和现象上与以往的研究是基本一致的。

从能耗水平来看，第 2、3个 20m in跑的能耗水平显著低于第 1个 20m in跑的能耗水平，这与第 1个 20m in跑前机体代谢水平和应激状态较低有关；而第 2、3个 20m in跑之间的能耗水平无明显差异，这与第 2、3个 20m in跑前机体代谢水平和应激状态基本相同有关。说明运动前机体代谢水平和应激状态对随后运动时机体的代谢水平有显著影响，一定的运动预适应可降低随后运动的机体应激反应和代谢反应水平。

从持续跑与间歇跑运动期能量消耗和底物代谢的比较可发现，持续跑前 20 m in的能耗水平与间歇跑第 1个20 m in跑的能耗水平无明显差异，这与 2种运动前机体代谢水平和应激状态基本相同有关；而间歇跑第 2、3个 20 m in跑的能耗水平显著低于持续跑中间 20 m in和后 20 m in的能量消耗水平，认为可能与第 1个间歇跑作为运动预适应降低了第 2、3个 20m in跑机体代谢反应水平，导致间歇跑第 2、3个 20m in跑的能耗水平降低，而持续跑由于没有间歇恢复期，机体代谢水平相对比较稳定有关。这些变化主要与儿茶酚胺、胰岛素、糖皮质激素等相关神经内分泌系统的变化有密切关系，其内在调节机制还需要进一步深入研究[3，9，10，12，14，18-20，22，25]。

3.2 恢复期能量消耗和底物代谢

从持续跑后的恢复期来看，在恢复 10 m in后，机体的脂肪氧化供能量已基本处于稳定，而糖的氧化供能量为随着恢复时间的增加逐渐减少，机体总能量消耗水平随着恢复时间的增加逐渐减少，脂肪参与供能比例逐渐增加。

从间歇跑后的 3个恢复期来看，从第 3个恢复期开始机体的脂肪氧化量供能量、总能耗水平与前面 2个恢复期相比开始出现增加趋势，而脂肪氧化供能比例并无明显变化。说明随着运动次数的增加，不仅运动过程中机体动员脂肪参与供能量增加，而且，这种脂肪动员效应会延续至运动后恢复期，另外也说明，随着运动总时间和运动总负荷的增加，恢复期机体的代谢水平增加，脂肪氧化量、糖氧化量增加，总能耗水平增加。结合前面有关间歇跑运动期的情况提示，在间歇运动过程中，不仅运动期的脂肪氧化供能水平随着运动组数的增加逐渐增加，而且，运动后恢复期的能耗水平和脂肪氧化供能水平可能也会随着运动组数的增加逐渐增加，这是一个令人鼓舞的发现。那么，是否多组数的间歇有氧运动对减肥存在应用价值，这还需要相关研究去证实。

与间歇跑恢复期相比，由于持续 1 h跑的运动量大于间歇跑第 1个 20 m in跑的运动量，导致恢复期前 10 m in机体的能耗水平高于间歇跑第 1个恢复期的能耗水平。持续跑进入中间 10 m in恢复期后，机体已经过前 10 m in的恢复，代谢水平已处于相对较低水平，而间歇跑第 2个和第 3个恢复期却紧接在各自的运动期之后，代谢水平相对仍较高，导致持续跑恢复期中间 10 m in和后 10 m in的代谢水平低于间歇跑第 2个和第 3个恢复期的代谢水平，表现为能耗水平较低、糖氧化供能量较低、脂肪氧化供能比例较高。

3.3 运动期和恢复期总能量消耗和底物代谢

从表 2、表 4可以发现，持续跑运动期的总能耗高于间歇跑运动期的总能耗，这与间歇跑第 2、3个 20m in跑的能耗水平较低有关。而间歇跑第 2、3个 20m in跑的能耗水平较低可能与第 1个间歇跑作为运动预适应降低了第 2、3个 20m in跑的机体代谢反应水平，导致间歇跑第 2、3个20 m in跑的能耗水平下降有关。从表 3、表 4可以发现，持续跑恢复期的能耗低于间歇跑恢复期的能耗，这与持续跑整个恢复期机体平均代谢水平低于间歇跑恢复期机体平均代谢水平有关。

从表 4可以发现，持续跑运动期和恢复期总的能耗高于间歇跑运动期和恢复期总的能耗，但从表 3又可发现，间歇跑第 3个恢复期机体的能耗水平仍高于持续跑后 10 m in的能耗水平，因此，从间歇跑第 3个恢复期的能耗水平高于持续跑恢复期后 10m in的能耗水平可以推测在整个测试结束之后间歇跑恢复期的能耗水平仍将高于持续跑恢复期能耗水平，考虑到这种可能会继续存在的差异，还不能认为持续跑和间歇跑在整个运动过程和运动后完全恢复过程中的总能耗存在差异。也有研究认为，间歇运动在心血管反应和减肥效果上与持续运动没有显著差异，但还未见有关间歇运动和持续运动运动期和恢复期总能耗相比较的报道[5，8，13，21，26，27]，今后还需要增加恢复时间来进行相关研究。

另外，由于间歇跑恢复期机体平均代谢水平高于持续跑恢复期机体平均代谢水平，糖氧化供能量高于持续跑恢复期糖氧化供能量。有关持续跑和间歇跑运动期及恢复期脂肪氧化供能量和供能比例是否存在差异的研究结果还存在分歧。有研究认为，间歇运动可导致脂肪分解和脂肪氧化增加[10，18，21，26]，但是并未发现脂肪供能比例存在差异[10，18]。也有研究认为，间歇运动恢复期脂肪氧化供能比例高于持续运动恢复期脂肪氧化供能比例[8]。本研究并未发现在持续跑和间歇跑的运动期及恢复期脂肪氧化供能比例存在明显差异，尽管间歇跑运动期脂肪氧化量以及运动期和恢复期总脂肪氧化量均略高于持续跑，但并无统计学意义。关于这 2种运动方式脂肪氧化供能量和供能比例的研究还需要进一步开展。

综上，持续运动与间歇运动的机体能量消耗和底物代谢的确存在一定差异，这些代谢反应的差异不仅与两种运动方式的不同有关，而且，运动强度、运动时间、运动组数、恢复方式、运动者机体脂肪含量、身体机能水平等对其也有一定的影响。总体来看，相关研究还太少，值得进一步深入细致的开展研究。

4 结论

1.持续跑运动期能耗稳定，但当持续时间增加到一定程度后，脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例明显增加，糖氧化供能量逐渐减少。恢复期脂肪氧化量、糖的氧化量、能耗水平均随恢复时间的增加逐渐减少，脂肪参与供能比例随恢复时间的增加逐渐增加。

2.间歇跑运动期脂肪氧化供能量和脂肪参与供能比例随组数的增加逐渐增加，糖的氧化供能量随组数的增加逐渐减少，从第 2组开始机体能耗水平低于第 1组但相对稳定，提示，一定的运动预适应可降低随后运动的代谢反应。恢复期脂肪氧化量、糖氧化量和总能耗随运动组数的增加逐渐增加。

3.在运动强度、运动时间、恢复时间相同情况下，持续跑运动期能耗高于间歇跑运动期能耗，恢复期能耗低于间歇跑恢复期能耗，间歇跑恢复期糖氧化量高于持续跑恢复期糖氧化量。还不能确定持续跑和间歇跑在整个运动及完全恢复过程中总能量消耗是否存在差异。

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