一、運動與能量供應來源
人體運動時的能量來源有碳水化合物、脂肪與蛋白質。而其中醣
類與脂肪二者影響運動表現，蛋白質則因轉化為能源的量甚少，大都 忽略。碳水化合物 (carbohydrates, CHO) 又被稱做醣類，是由碳、氫
與氧三種原子所組成。儲存於體內碳水化合物具有能快速的轉化成能 源供身體利用的特徵。
碳水化合物以不同的形式存在，可分為四大類，分別是單醣 (monosaccharides)、雙醣 (disaccharides)、寡糖 (oligosaccharides) 與 多醣(polysaccharides)。單醣為含有 3 到 6 個碳原子的簡單醣類，譬如 果糖和葡萄糖 (glucose) 屬之。其中的六碳糖中的葡萄糖對於人體運
動的能量來源特別重要。雙醣由兩個單醣組成，日常生活中可見的蔗 糖、麥芽糖都是雙醣。寡糖是由 3 到 6 個單醣組成，而多醣則是 6 個 以上的單醣結合而成，也有人將寡醣與多醣歸類為同一類 (謝伸裕，
1997)。
肝醣 (glycogen) 是儲存於動物組織中的多醣，肝醣由許多的葡 萄糖分子聚集並合成，體內儲存的肝醣提供人體運動時重要的能源供 應。在運動過程中，肝臟與肌肉細胞均可以分解肝醣而成葡萄糖，供 肌肉與其他組織利用，這過程又稱作肝醣分解作用 (glycogenolysis)。
脂肪是另一個人體內重要的能量來源，其組成成分與醣類相同，
但原子數較醣類多。每克的脂肪可以產生約 9 卡的熱量，是醣類與蛋 白 質 的 兩 倍 (McMurray, 1977； Stanley & Connett, 1991； Suttie, 1977)。在運動科學的領域中普遍認為，對於長時間的運動而言脂肪 是儲存於體內最理想的能源。脂肪又可以分成四大類：脂肪酸 (fatty acids)、三酸甘油酯 (triglycerides, TG)、磷脂 (phospholipids) 和類固 醇 (steroids) 。其中脂肪酸是運動時的主要來源。脂肪酸在體內以三 酸甘油酯的方式儲存，而三酸甘油酯是由三分子的脂肪酸和一分子的 甘油組成。磷脂和類固醇二者並不被用來作為運動的能量來源，但它 們在生物學上均是重要的成員。
蛋白質由至少 20 種不同的胺基酸所組成，不同的胺基酸和不同
的排列組合可以形成各種特殊的蛋白質。目前已知有9 種必需胺基酸 (essential amino acids) 是人體內無法自行合成，故須由食物中攝取。
而 其 他 在 人 體 可 以 自 行 合 成 的 胺 基 酸 則 被 稱 作 非 必 需 胺 基 酸 (non-essential amino acids)。
胺基酸須經由血液循環的攜帶，到達肝臟後，丙氨酸 (alanine)
會在肝臟中轉化成葡萄糖，再由血液循環運送至骨骼肌使用。這個過 程又稱作葡萄糖-丙氨酸循環 (glucose-alanine cycle)。胺基酸還有另一
個提供能量的方式，許多胺基酸可以在代謝過程中，於肌肉細胞中轉 化成中間產物直接供應能源 (Mathews & vanHolde, 1996 ; McArdle, Katch, & Katch, 1996；McGilvery, 1983；Stanley & Connett, 1991)。
以胺基酸為能量來源的量較少，而當它被作為能量來源時，每克
約有 4 卡的熱量。如同上述，胺基酸並不是運動時的主要能源供應 者，但在主要能源被耗盡時，亦是不可或缺的角色。
二、運動的能量系統
在人體內的代謝路徑有兩種，分別是無氧代謝與有氧代謝。顧名 思義，有氧代謝是體內的能量代謝發生的一連串化學反應，都有氧氣 的參與。反之，無氧代謝則可以在沒有氧氣參與的情況下進行代謝。
一般來說，運動時的能量供應系統被整理歸類成 3 種，分別是 ATP-PC 系統、醣解系統與有氧系統。
人體活動中，肌肉收縮是需要能量的，而這個能量即是腺苷三磷 酸 (adenosine triphosphate, ATP)。ATP 是一種高能磷酸化合物，主要 結構含三部份，包括腺苷 (adenine)、核糖 (ribose) 與三個磷酸。
ATP-PC 系 統 以 無 氧 代 謝 的 方 式 製 造 ATP ， 分 解 磷 酸 肌 酸 (phosphocreatine, PC) 形成 ATP，為人體可以直接利用的能源。這種 方式為人體內最簡單、最快速利用 ATP 的路徑，可惜的是，肌肉細 胞只能儲存少量的PC，因此，此系統所製造之 ATP 非常快即消耗殆 盡，約只能維持 5 到 6 秒。但是它提供的 ATP 對於運動開始時與短 距離的爆發力項目十分重要。
ATP ADP + Pi + energy PC + ADP ATP + C
醣解系統也被稱作醣解作用 (glycolysis)，是另一個不需要氧氣 的代謝路徑。提供的能量數目介於ATP-PC 系統與有氧系統之間，中 距離的運動即以此為能量來源。醣解作用是將葡萄糖和肝醣分解，經 由人體複雜的生物代謝路徑，其中包含酶的催化與偶合反應，最終產 物是丙酮酸 (pyruvic acid) 或乳酸 (lactic acid)。每莫爾 (mole) 的葡 萄糖經由此路徑可以產生2 個 ATP。
第三種則為有氧系統。有氧系統以醣類和脂肪做為能量來源，但 以脂肪為較重要的能源，在代謝過程中必須要有氧氣的參與。其特性
ATP 水解酶
肌酸肌酶
是適合用在較低的運動強度，因此是較適合非選手的一般民眾參與 的，是本研究中討論的重點。
脂肪以三酸甘油酯的形式儲存與體內的大部分脂肪細胞與肌肉 纖維中，脂肪要轉變成能源的過程中，三酸甘油酯首先分解成游離脂 肪酸，再經由β 氧化作用變成乙醯輔酶 A，之後進入檸檬酸環 (Citric acid cycle) 與電子傳遞鏈 (electron transport chain)，產生大量的 ATP。這之中包含許多種酶催化的化學反應，是一複雜的代謝路徑。
三、運動與脂肪代謝
在本研究中，所欲研究的對象為脂肪。其問題背景是，有鑑於現 代人許多有脂肪過多的困擾，雖然運動與脂肪的研究課題已被許多學 者進行，但可惜的是其中仍有些拼圖並未湊齊。Roepstorff 等 (2002) 讓男性與女性運動員以58 % V•O2max進行90分鐘運動，發現性別會影 響呼吸交換率 (respiratory exchange ratio, RER)，女性的脂肪代謝較 多，但二者在運動過程中的RER沒有顯著差異。國內學者的研究中，
林玉瓊、吳忠芳與王順正 (2006) 以臨界負荷強度 (critical velocity, CV) 的強度，相當於約70 % 的V•O2max進行跑步運動30分鐘，結果 顯示能量物質的利用保持穩定。
事實上，會影響脂肪代謝的因素可能仍有許多是不明朗的，有待 更多的證據來說明與支持能量代謝與運動的關聯中不明確的部份。
在一般人的觀點中，用最少的力氣得到最好的效果是減肥人士最想了 解的。然而，體重重的人不等於肥胖，必須視體脂肪量才客觀。而肥 胖的人必須進行的即是有助於減脂的有氧運動。
如同前面所述，大量利用氧氣進入代謝路徑而產生 ATP 以供利 用的運動，被稱之為有氧運動，而有氧運動已被證實是有效減少脂肪 的運動。在目前來說，大眾也都有這樣的概念。脂肪是有氧運動中最 重要的能量來源，所以從事有氧運動有助於減少脂肪。