超簡單!計算你體內的肝醣存量

想要避免跑步撞牆期?你要先知道你的肝醣存量!

能量管理可以說是馬拉松比賽中跑者們最重視的議題,也是最具不確定性的生理問題。在耐力運動中(常見的包含跑馬拉松、騎自行車、三鐵),當人體內的碳水化合物儲備耗盡時,就被稱為進入「撞牆期」,使人痛苦不堪、身體不聽使喚。為了避免撞牆期,有些選手會在賽前使用「肝醣超補法」,盡可能延後或是避免肝醣(碳水化合物)用完的窘境。

 

究竟跑一場馬拉松需要消耗多少能量?而我們又該如何計算體內的肝醣存量?以下用文獻中提出的數學公式帶您了解馬拉松的能量消耗與人體的能量系統:

 

跑步的總能量成本僅取決於跑步距離與跑者的體重,而不取決於跑步速度。

完成一次馬拉松所需的總能量 = 跑步的距離 x 跑者的質量

舉例:對於一個 70 公斤的馬拉松運動員來說,跑一場全馬所需的總能量為 (42.195 km) x (70 kg) = 2950 kcal

因此,只要知道自己的體重以及跑步的距離,就能算出消耗的卡路里囉!一起動手算算看吧!

在人體中,肝醣(碳水化合物)的存量相對於脂肪儲備是較少且所限制的,脂肪基本上是取之不盡、用之不竭的,但是大腦只能利用碳水化合物作為能量來源,因此當人體內的肝醣(碳水化合物)用盡時,就會讓大腦不聽使喚、感到痛苦,因而限制了運動能力。而碳水化合物以不同的形式儲存於人體中,以下逐一介紹:

(1) 血漿中的葡萄糖

  • 典型的血漿葡萄糖濃度為100 mg dL-1

  • 典型血容量約為5 L

  • 碳水化合物的能量密度約為4 kcal g-1

  • 可得知血漿通常儲存少於 20 kcal 的葡萄糖,因此其在耐力運動中作為碳水化合物的儲存庫基本上可以忽略不計。

 

(2) 肝臟的糖原存量

  • 肝臟通常以每公斤約 270 mmol 糖基殘基 (195 kcal kg-1) 儲存糖原,而在進行「肝醣超補法」後,最多能以每公斤約 500 mmol 糖基殘基 (360 kcal kg-1) 的最大密度儲存。

  • 肝臟約佔體重的 2.5%。

  • 因此,一70公斤男性的 1.8 公斤的肝臟通常儲存約 88 克碳水化合物,最多則可儲存約 160 克碳水化合物,分別約提供 350 和 650 大卡。

  • 計算通常肝糖能量的公式:肝糖能量(kcal) = 體重(kg) x 2.5% x 195

  • 計算最大肝糖能量的公式:肝糖能量(kcal) = 體重(kg) x 2.5% x 360

(1 mmol 糖基殘基 = 0.72 kcal kg-1

(3) 肌肉的糖原存量

  • 受過訓練的運動員的肌肉通常會以每公斤約 110 mmol糖基殘基 (79 kcal kg-1) 儲存糖原,透過肝醣超補法則可以增加到每公斤約 200 mmol 糖基殘基 (144 kcal kg-1) 的最大值。

  • 因此跑者可用的糖原庫的最大值取決於相關肌肉的大小,而對於女性來說,腿部肌肉約佔體重的 18 - 22.5%,男性則為14 - 27.5%,一般人平均約為21%

  • 舉例:70 公斤苗條的男性跑者可能有 45% 的骨骼肌質量,而他的腿部肌肉大概佔有一半的質量,這樣的運動員通常會儲存 310 克碳水化合物作為肌糖原,並且最多可以儲存大約 570 克,分別對應於大約 1250 和 2270 千卡的腿部肌糖原。

  • 計算通常肌肉糖原能量的公式:肌肉糖原能量(kcal) = 體重(kg) x 腿部肌肉佔體重的比例(%) x 79

  • 計算最大肌肉糖原能量的公式:肌肉糖原能量(kcal) = 體重(kg) x 腿部肌肉佔體重的比例(%) x 144

 

從以上的舉例中,將來自血漿葡萄糖、肝醣原和肌糖原的碳水化合物的能量儲備加總後可以明顯地發現,一 70 公斤男性僅靠正常的碳水化合物儲備(共約1620 kcal)不足以為一場全長馬拉松(需約2950 kcal提供燃料。只有在使用肝醣超補法、使身體達到碳水化合物負載的極限狀態下,儲存的碳水化合物水平(約2940 kcal)才能接近僅靠碳水化合物為馬拉松提供動力所需的水平。

 

然而,上述生理能量儲備的計算僅揭示了馬拉松跑步中能量管理的靜態部分。除此之外,還有一些重要的動態考量,例如不同跑步強度將會以不同的比例使用能量來源,詳情將在之後的文章與各位分享。

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