运动期间和之后碳水化合物和脂肪代谢的调节

在长期高强度运动期间，碳水化合物的利用率与运动肌肉的能量需求密切相关。相比之下，运动期间脂肪的利用并不受到严格调控，因为没有机制能够将脂肪酸的可用性与能量消耗率紧密匹配。因此，运动期间脂肪氧化的速率由脂肪酸的可用性和碳水化合物的利用速率决定。血糖和肌肉糖原是长期高强度运动所必需的，疲劳可能是由于低血糖或肌肉糖原的耗竭导致的。绝对和相对（即最大氧气摄取量的百分比）运动强度在底物代谢调节中都发挥着重要作用。绝对工作速率决定所需燃料的总量，而相对运动强度在决定运动肌肉氧化的碳水化合物和脂肪比例中起着主要作用。随着相对运动强度的提高，来自脂肪氧化的能量需求所占比例降低，而来自碳水化合物氧化的能量需求所占比例增加。在中等强度的运动中，如果强度可以维持90分钟或更长时间（约55-75% 的VO2max），来自肌肉糖原的能量比例会逐渐下降，而血浆脂肪酸氧化的比例会逐渐增加。耐力运动训练引起的适应性使碳水化合物的利用在运动中显著减少，脂肪氧化提供的能量比例增加。训练减少血糖利用的机制尚不明了。然而，糖原分解速率较慢的原因可以归因于在相同强度的运动中，相比于未训练的肌肉，训练肌肉中的无机磷酸盐（Pi）浓度较低。较低的Pi水平是耐力运动训练引起肌肉线粒体增加的结果。在糖原耗竭运动后，碳水化合物喂养会使肌肉中的糖原浓度大幅增加，远超饱食静态状态下的水平。最近发现，这种肌肉“糖原超补偿”在耐力运动训练下显著增强，导致骨骼肌中葡萄糖转运蛋白GLUT4亚型的增加。