1、 二十多年前，国立台湾师范大学体育研究所的运动生理学实验室，即已利用 Douglas 袋与Scholander 气体分析仪，进行人体运动前、运动中与运动后的摄氧量与二氧化碳产生量测量。 其实，透过运动过程中的氧气消耗量与二氧化碳产生量推算，不仅可以评估运动过程的实际能量消耗，更可以用来评量运动时的脂肪与葡萄糖消耗比例。 首先，运动参与者必须先了解到，如果人体以葡萄糖做为能量来源时，每消耗 1 公升的氧气会产生 1 公升的二氧化碳，也就是说，以葡萄糖为能量来源时的呼吸商（ respiratory of quotient，简称 RQ，体内局部组织的二氧化碳产生量除以氧气摄取量）等于 1；以脂肪为能
2、量来源时的 RQ 约等于 0.7；以蛋白质为能量来源时的 RQ 约等于 0.8。不过，人体内的组织呼吸状况评量，有其执行上的困难存在，因此，透过人体参与运动时的肺部气体交换状况（呼吸交换率，respiratory exchange ratio，简称 RER，肺部气体交换时的二氧化碳增加量除以氧气消耗量） 的测量，再加上蛋白质仅在激烈运动时，才有少量参与提供能量的现象；运动生理学研究者可以依据肺部的气体交换，评量出运动过程的能量消耗特征。一般来说，人体安静休息时的 RER 约 0.82、在极低强度（散步、慢跑、轻松骑车）运动时的RER 反而下降（约 0.75 至 0.80 之间）、接近最大运动时
3、的 RER 约等于 1。也就是说，人体在低强度运动状态下，脂肪参与提供能量的比例较高，随着运动强度的增加，RER 也随着上升，葡萄糖参与提供能量的比例也增加；在最大运动状态下，则几乎皆以葡萄糖提供能量。当 RER 等于 0.85 时，葡萄糖与脂肪各提供一半的身体能量需求。 除此之外，随着 RER 的上升，人体每消耗 1 公升氧气所能产生的能量也随着增加；例如当 RER 等于 0.8 时，人体消耗每公升氧气能够产生 4.801kcal 的能量；当RER 等于 0.9 时，人体消耗每公升氧气能够产生 4.924kcal 的能量；当 RER 等于 1 时，人体消耗每公升氧气则能够产生 5.047kc
4、al 的能量。尽管最低与最高能量产生的差异不及 1，但是，随着运动强度增加，逐渐提高每公斤氧气的能量消耗趋向，却也是不争的事实。以下的实例，可以让您更清楚运动时的能量消耗评量。如果您昨天花了三十分钟骑脚踏车逛街，运动时的强度是 5METs（即 53.5ml/kg/min 的摄氧量强度） 运动过程中的呼吸交换率平均为 0.9，请问在骑车的三十分钟内，您共消耗多少克的葡萄糖与脂肪？ 。首先，必须先确定您的体重是多少公斤。如果您的体重正好是 70 公斤，那么三十分钟内的总氧气消耗量为 5 3.5ml/kg/min 70kg 30min36750ml 的氧气，共消耗 4.924kcal/每公升氧气 3
5、6.75 公升氧气180.96kcal 的能量（运动后的过耗氧量并不在此计算的范围内）。在不考虑运动后的心跳率与耗氧量，会有缓慢下降的事实下，三十分钟的中等强度骑脚踏车运动期间，能量消耗约 180kcal 左右。如果运动的过程中，蛋白质没有提供身体能量来源（只有葡萄糖与脂肪提供能量），那么 0.9 的 RER 代表着，脂肪占身体能量来源的三分之一、葡萄糖占三分之二 （ 0.7 1/3 1 2/30.9）。也就是说， 180kcal 的能量消耗中，有三分之一（60kcal）由脂肪提供能量、三分之二（120kcal）由葡萄糖提供能量。由于人体内每克脂肪约可提供 9kcal 的能量，每克葡萄糖可以提
6、供约 4kcal 的能量。因此，三十分钟的骑车运动过程中，大约可以消耗 6.7 克（60/9 ）的脂肪，以及 30 克（120/4）的葡萄糖。如果，运动参与者以较低的强度进行运动时（例如以 4METs 的强度），使得运动时间可以轻松的增加（例如运动时间增加到 37.5 分钟）；再加上运动强度降低，使得运动时的平均 RER 下降（假设下降到 0.85）；此时，37.5 分钟的运动时间内，能量消耗量仍然为 180kcal 左右（4 3.5ml/kg/min 70kg 37.5min36750ml 。 由于 0.85 的 RER 代表着，脂肪与葡萄糖提供的能量各占身体能量来源的一半 （0.7 1/2 1 1/2 0.85）。因此，37.5 分钟的运动过程中，大约可以消耗 10 克（90/9）的脂肪，以及 22.5 克（90/4）的葡萄糖 （虽然 RER=0.85 时，每公升氧气产生的能量约 4.862kcal，然而 36.75 公升的耗氧量，仍可以消耗约 180kcal 的能量）。尽管，运动时的能量消耗可以透过简单的计算来评估，但是一般人在实际进行运动时的能量消耗评量时，仍然需要了解到，氧气的消耗与二氧化碳的产生，皆需要特殊的仪器进行测量，才能够建构正确的能量消耗计算基础。如果以增加 运动时能量消耗与燃烧脂肪的观点来看，似乎以强度稍低、时间延长的运动参与方式较佳
