【科普营养】晨跑还是空腹好！

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作者：朱为模

美国运动科学院(National Academy of Kinesiology仅限160人)院士

美国伊利诺伊大学终身教授，博士生导师

朱教授是运动与健康在测量与评价方面的国际知名学者

在SCI和SSCI杂志上发表科研论文100多篇

曾担任美国体育测量与评价协会主席(1997-1999年)

美国总统体质与竞技体育委员会科学顾问(2003-2006年)

美国著名《锻炼与运动研究季刊》)主编(2012-2018年)

文章来源：朱为模院士

已授权《中国临床营养网》转载

最近有国内的朋友问我对颇有争议的话题“空腹跑步是否更容易减肥？”和“空腹晨跑是否可以提升耐力？”有什么看法。

有小编打着“运动需要科学”的旗号，居然把“空腹跑步更容易减肥”划为了谣言！

和小编的“辟谣”相反，空腹跑步更容易减肥是有科学依据的。从能量供应而言，当身体处于空腹（Fasting；注：和体检一样，这里的“空腹”是指除了喝水，10-14小时没有进食）状态时，多种备用机制可确保人的肌肉和大脑获取必要的糖来补充能量。在运动过程中，人体的糖分存储耗尽后，身体会挖掘存储的脂肪并将其转变为糖，或者将肌肉中的蛋白质转变为糖（注意：这是我们应该避免的）。这也导致了最初的科学假设：在身体已经“糖不足”的情况下进行锻炼会导致脂肪燃烧的更快。科研人员也因此围绕这个主题展开了众多的研究。

过去几十年的研究，我们对运动时的代谢已经有了很深入的了解

空腹运动影响主题研究中被引用最多的应该是Gonzalez团队2013年和2019年的研究。在2013年研究中，Gonzalez等对十二名经常参加运动男性用随机交叉实验的设计进行了对比研究，结果发现空腹10-14小时后以中等强度（最大有氧峰值的61%）跑步一小时要比空腹10-14小时后先吃早餐再运动要多燃烧脂肪近20％！(详见：doi:10.1017/S0007114512005582)

除了帮助减肥，晨练还有其他众多的好处，例如容易坚持、可以帮助提高一天的精力和精神状态、改善睡眠、降血压和血糖、减压等等 （图片来源：微信公众平台公共图片库）

在2019年的研究中（Edinburgh et al., 2019）, 他们对30名超重久坐男性进行了研究。研究人员先测试了他们的健康状况和胰岛素敏感性，然后将他们分为三组。对照组继续了他们的平常生活。另外两组在每周的早上进行三次有监督的运动，即以中等强度（第1-3周在最大有氧能力50%的强度；第4-6周最大有氧能力55%的强度）踏功率自行车第1周30分钟，第2周40分钟，第3-6周50分钟，同时戴上监测面罩和心率监控以追踪在运动时的心律和燃烧的脂肪和糖的量。研究人员还定期问他们骑车时对强度的感觉。一个运动组在运动前的两个小时服用奶昔（没有其他早餐；所以我们叫这组为“奶昔运动组”），另一组运动组也服用类似口味的安慰剂饮料，该饮料含有水，调味剂但没有卡路里。换句话说，安慰剂组是空着肚子骑，但受试人不知道他们喝的“饮料”是没有卡路里的（所以我们叫这组“空腹运动组”）。这个实验持续了六个星期并在结束后测定了受试人的身体成分。

实验设计示意图

研究人员对研究数据做了统计分析后发现：

如预期的一样，对照组的体适能和胰岛素敏感性都没有发生任何变化，而两个运动组都改善了他们的体适能，腰围变小，但只有少数人减了体重。

最重要的发现是空腹运动组在每次踏车锻练时烧的脂肪大约是奶昔运动组的两倍！两个运动组在运动中所燃烧的卡路里数量大致相同，但如果空腹运动，所用卡路里主要来自脂肪。

黑圈代表奶昔运动组，白圈代表空腹运动组，图D表明两组在总消耗能量上没有差别；图A表明空腹运动组主要以烧脂供能，图B和C表明奶昔运动组主要以碳水供能

另外空腹运动组还有了更多的胰岛素敏感性改善，肌肉中某些蛋白质的含量更高，从而影响肌肉细胞对胰岛素的反应和使用血糖的水平。

更有意思的是，根据每个人对运动强度的主观评价，空腹运动组并不觉得自己的锻炼比另一组更费劲了。这些发现表明：“您可以通过在早餐前的空腹锻练中获得更多好处且无需增加锻练强度或持续时间”。

另外一个被引用较多的是Trabelsi等（2012）对19个人在穆斯林斋月期间的运动研究。这19人都参加斋月期间每天从日出到日落的禁食，其中10个人（空腹组）在禁食快结束前的下午4-6点（所以他们是空腹的）以中等强度（最大心率的60-80%）运动40-60分钟；另外9个人（进食组）禁食结束后先吃饭，然后在晚上9点半-10点半再运动（同样强度和时长）。斋月结束后进食组也减轻了体重，但空腹组除了比进食组减掉了更多的体重，还同时减少了体内的脂肪。根据这些研究，研究人员提出了“空腹有氧训练”（Aerobic Training in a Fasted State）的概念。

我自己最早接触空腹晨跑还是在上个世纪的1970年代效力南京青少年篮球队的时候。那时候我们早晨起来出操第一件事就是在中山东路体校外的街道上长跑一圈，然后才是篮球有关的训练。早饭自然是在出操以后。这么多年过去了，我到现在还保持着早起空腹有氧晨练的好习惯，也应该是我的体重能几十年保持没变的一个原因吧（这几年系统地增加了力量训练也很有帮助）。而且据我了解，绝大多数晨练的人都是空腹进行的。（空腹晨跑也是专业运动员的“必修课”）

需要指出的是，上述研究中的有氧运动都是在中等强度、时间在一小时左右。如何强度很大（例如高强度间隙训练）、时间很长、或混有力量训练、锻练半小时前吃点健康小点（例如苹果、香蕉等；不要喝牛奶因为容易反胃）以保证有充足的能量也是可以的。另外糖尿病患者空腹锻练可以随身带点能量棒或运动饮料以便在血糖下得太低时做点补充。如果没带，也可以在运动快结束的时候加个很短时间的高强度训练，会带来血糖的短时增高，例如Bussau等（2006）发现，在20分钟中等强度骑行的最后冲刺10秒就可以持续升高血糖2小时！

空腹晨跑能帮助烧脂，但会不会像上面微文所说的对提高耐力（即有氧能力）不利呢？

最近在《自然新陈代谢 》（Nature Metabolism， 2020；https://doi.org/10.1038/s42255-020-0240-7）上发表的一项新研究得出了正好相反的结论。在这个研究中，研究人员（MacDonald等）先是对小鼠做了研究。他们把小鼠分为3组，第一组是“饮食高血糖组”，他们把这一组小鼠的正常饮食改为高糖和高饱和脂肪的饮食，与当今发达国家许多人的“垃圾食品”饮食结构类似。这些小鼠体重迅速增加，并很快出现高血糖；第二组是“糖尿病高血糖组”，他们给这一组老鼠注射了一种能降低产生胰岛素能力的药物，导致小鼠出现类似于人患有糖尿病的状态。这组老鼠没有变胖，但是他们的血糖水平上升到与“饮食高血糖组”相同的水平；第三组是“血糖正常组”，保持正常饮食来作为对照。四个月后，研究人员先测量各组老鼠在力竭之前可以在跑步机上跑多长时间来检查他们的有氧能力。

小鼠的有氧测验与人的测验基本一致，逐渐加速或坡度直达力竭

然后，他们在每个小鼠的笼子里放了一个转轮，让他们在接下来的六周里随意慢跑并记录它们所跑的距离（注：小鼠是真正的“动”物，只有放个转轮，他们会每天自动跑约3-7小时，4-20英里；1英里 = 1609米）。根据记录各组小鼠在一个半月中平均跑了大约300英里。

爱运动的小鼠

研究人员然后又对小鼠做了一次有氧耐力测验。结果发现，虽然各组小鼠在一个半月里在转轮上跑的距离一样，但是它们在有氧能力的改变上却大相庭径。血糖正常组改变的最多，它们在筋疲力尽之前在跑步机上跑了更长的时间，而且也变得更健康。而两个高血糖组小鼠的有氧能力却几乎没有改变！

图b：运动干预前（左）和后（右）三组小鼠有氧跑距离的对比（CON = 血糖正常组, WD = 饮食高血糖组, STZ = 糖尿病高血糖组），只有血糖正常组的有氧跑距离明显提高了；图c是各组在有氧跑持续时间上的对比，也是只有血糖正常组明显提高了

为了更好地了解为什么会产生这样的差别，研究人员随后对各组小鼠的肌肉做了活检分析，结果发现血糖正常组小鼠的肌肉里充满着健康的新肌肉纤维和新血管网络，向它们运送额外的氧气和燃料。但两个高血糖组小鼠肌肉组织大多表现出胶原蛋白的新沉积，胶原蛋白是一种刚性物质，似乎排挤了新血管，阻止了肌肉去适应运动。

研究人员对高血糖抑制有氧能力提高机理的假设

因为小鼠属于啮齿动物，科研人员又对24名年轻人的血糖水平和有氧耐力之间的关系做了研究。虽然这些年轻人里没人患糖尿病，但有些人的血糖水平已经到了糖尿病前期。结果发现，空腹血糖越高，有氧耐力越差。科研人员也对这些年轻人的肌肉组织进行显微检查，同样发现c-Jun氨基末端激酶的激活抑制了有氧耐力的改善。

最大吸氧量（有氧能力金标准）与血糖（a:负相关），OGTT衍生的胰岛素敏感性 （b：正相关），身高-体重指数（代表肥胖；c: 负相关）之间的关系

根据这些研究结果，研究人员得出了以下结论：

长期高血糖的状态会影响有氧训练的效果；以此类推，空腹晨跑应该是更有利于有氧耐力提高的；

因为对照组小鼠吃的也是高碳水化合物的食物，血糖的控制应该更着重在避免含高糖的加工和高脂肪的食品；

欲提高有氧能力和健康，“饮食和运动应同时考虑”因为它们相互影响，而且影响的程度超出我们的预期（注：我们经常看到一些业余马拉松跑手认为自己已经在做大运动量有氧训练因此不必忌口，乱吃乱喝，以致他们的心脏并不健康）

美国《跑步大全》的作者James Fixx就是个只注意跑，不忌口（经常吃垃圾食品），死于冠状动脉堵塞的悲剧案例。

虽然高血糖小鼠在锻炼数周后有氧耐力基本没有提高，但它们已经开始表现出更好的血糖控制的早期迹象。可以推断，如果干预时间延长，运动最终可以帮助高血糖组也提高有氧能力，稳定血糖，从而改善健康。

这些研究都证明：晨跑有氧锻练还是空腹好！

《中国临床营养网》编辑部

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