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第5章 脂肪
毋庸置疑，自2011年本书第1版出版以来，膳食脂肪摄入领域的相关知识有了新的发展趋势，关于膳食脂肪及其代谢的前沿同行评议文献也在不断涌现。不幸的是，公众对低碳水化合物饮食、高脂肪饮食和更极端的生酮饮食的兴趣已经超过了相关文献在该领域的研究进展。正如"生酮饮食和运动"小节所指出的，在极低碳水化合物生酮饮食中，科学文献关注的是增加脂肪"燃烧"（氧化）和减少身体脂肪。然而，早期的研究发现，运动强度增加与运动表现不一致或下降相关，这一结果得到了证实。但更加明确的是，这在一定程度上取决于所采用的特定运动测试。运动测试受运动表现的时间长度（从几秒到几分钟不等）及运动所依赖的能量系统（磷酸原系统、快速糖酵解系统与有氧氧化系统）的影响。其他相对缺乏的文献进展包括"中链甘油三酯"（实际上是指更短链的脂肪酸以游离形式或作为甘油三酯的一部分存在）、结构性脂类、以前较少受到关注的罕见长链脂肪酸，以及酮体补剂的应用。
作为人类的基本能量源，脂肪在人体内的储量丰富。一名相对较瘦的运动员（脂肪占身体的15%）的身体约有10千克的甘油三酯。它们存储在脂肪组织中，能够提供约9万千卡的能量。这些能量足够一个人完成多次马拉松比赛和大量的抗阻训练。此外，肌内脂肪滴中也含有大约300克甘油三酯（提供约2700千卡的能量）。
但是，脂肪不仅仅是能量源。由于脂肪酸的构成及其在甘油主链上的位置不同，脂肪的种类繁多。脂肪酸是脂肪的一种重要成分，用于机体的能量供应和组织生长。甘油是一种三碳物质，是甘油三酯的核心组成部分。各种各样的脂肪影响着人体，甚至发挥着药物一样的效应。许多（非全部）药物效应的发生是因为运动员摄取的膳食脂肪参与构成细胞膜，进而影响细胞内的生物化学反应及其物理性质，产生包括抗炎、抗抑郁、抗分解以及其他效果，使得进行高强度训练的运动员对其深感兴趣。尽管关于脂肪酸种类及其生理机能的研究已有大量文献，但相关理论在运动员身上的具体应用尚处于早期阶段。本章"膳食脂肪与运动表现"一节详细阐述了脂肪与运动表现间的关系。
第1节 脂肪的消化与吸收
为了把脂肪作为能量和营养来源，运动员必须将其消化（分解）并吸收至体内（见图5.1）。脂肪的消化始于口腔中的舌脂肪酶，含有脂肪的食物从口腔向下推送后被胃脂肪酶和胰脂肪酶进一步分解。胆汁在肝脏内生成，在非消化期间存于胆囊中并根据需要由胆囊分泌。在小肠近端，被部分消化的脂肪与胆汁混合乳化。然而，奇怪的是，被分解的脂肪酸和甘油在肠细胞中重组为乳糜微粒后，被输送至淋巴循环，从而被间接输送至血液中，由依附于毛细血管中的脂蛋白脂肪酶提取利用。只有这样，脂肪酸才能被转运到脂肪细胞或工作中的肌纤维处。一旦进入肌肉，它们便作为燃料进入细胞中名为线粒体的"熔炉"。但在非进食阶段，情况会有所不同。此时，大多数游离脂肪酸来源于脂肪组织，在肾上腺素和激素敏感性脂肪酶的影响下，脂肪组织分解产生游离脂肪酸，而这些游离脂肪酸由白蛋白转运，经循环系统运输至工作中的肌肉。
第2节 脂肪的种类
脂肪由碳、氢、氧3种元素组成，这些元素彼此键合的数量和方式不一，导致脂肪种类繁多且具备生物功能多样性的特点。下文将介绍这些不同之处，了解其中的差异能够帮助运动员正确选择对健康及运动表现有益的脂肪类型。
第3节 不同脂肪类型的化学差异
脂肪主要分为两类，即饱和脂肪与不饱和脂肪，但进一步细分种类仍具有深刻意义，图5.2有助于读者更好地理解这些差异。营养学家已日益明确不同类型的脂肪对运动员生理机能的影响的差异。事实上，研究人员已经通过调控脂肪类型来提高运动表现、健康增重、降低体脂、控制炎症，甚至调整精神状态等。那么，这些差异到底是什么？
1.饱和度：碳碳双键的数目。
2.碳碳双键的位置：双键的位置从脂肪酸碳氢链的两端计算。
3.链长：组成脂肪酸的碳链长度。
4.脂肪酸的位置。脂肪酸碳氢链在脂肪分子甘油主链上的附着（或脱离）位置不同。食品化学家可以通过操控该结构产生潜在机能增进效果。
小节3.1： 饱和度
脂肪酸是脂肪分子的"作用端"。脂肪酸碳氢链蕴含大量的能量，且有类似药物作用的效应。根据脂肪酸分子的不饱和程度（碳碳双键的数目），脂肪酸及其母体甘油三酯分子分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸。这也意味着脂肪酸可以分别包含0个、1个或多个碳碳双键（见图5.2）。脂肪酸上的碳碳双键越多，其氢原子的饱和程度越低。
饱和脂肪酸的碳氢链中不包含碳碳双键［见图5.2（a）和（b）中的癸酸和硬脂酸1它因会对肝脏的低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）胆固醇受体产生负面的影响而饱受诟病。这种负面影响会增加血清低密度脂蛋白胆固醇（因此增加患心脏疾病的风险）。自20世纪70年代起，该发现已写入教材。但越来越多的研究表明，这种影响在饱和脂肪酸中也存在着各种差异。例如，硬脂酸是一种带有18个碳原子的脂肪酸［见图5.2（b）］，并未像其他饱和脂肪酸那样诱发动脉粥样硬化。此外，研究也确切表明，高血清胆固醇浓度对力量型运动员有增益效果，后文将提到这一点。
单不饱和脂肪酸较受营养学家的欢迎。例如，橄榄油中含量丰富的油酸［见图5.2（e）］具有延缓疾病的功效。据观察，饱和脂肪酸的延寿增益效果在采用地中海式膳食模式的人群中得到显著体现。该膳食模式富含大量橄榄油。对照研究表明，与高碳水化合物饮食或含有多不饱和脂肪酸的饮食相比，单不饱和脂肪酸饮食里富含的脂类能够改善血压、促进葡萄糖代谢。菜籽油也含有丰富的油酸，且物美价廉，用途广泛；坚果、花生及坚果黄油也是油酸的优质来源。
多不饱和脂肪酸（根据其母体脂肪分子命名）含有2个或多个碳碳双键。值得注意的是，多不饱和脂肪酸包括亚油酸［包含2个碳碳双键，见图5.2（c）］和亚麻酸［包含3个碳碳双键，见图5.2（d）］，前者在西方饮食中被大量摄入，后者却摄入不足；鱼油中的脂肪酸二十碳五烯酸（EPA，包含5个碳碳双键）和二十二碳六烯酸（DHA，包含6个碳碳双键）也都是西方饮食中摄入不足的物质。后几种脂肪酸，由于它们具有大量的碳碳双键，也被称为高度不饱和脂肪酸。平衡各种多不饱和脂肪酸是很重要的，因为这些脂肪酸在人体内可能会产生相反的作用。例如，过量摄入亚油酸会导致低度炎症状态增多，而这类炎症状态与心血管疾病、糖尿病等常见慢病高度相关。高强度运动导致的炎症状态，可以根据摄入的亚油酸和亚麻酸的量而改善或恶化。具体来说，摄取具有抗炎特性的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸可以抵消由高强度运动引起的炎症（有关二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的详细内容，请参考本章"必需脂肪酸"小节）。一种物质里的鱼油脂肪酸含量越高，其缓解炎症的效果就越显著。但是遗憾的是，目前几乎没有文献能证明亚油酸导致的炎症会加剧滑囊炎和肌腱炎等运动损伤。
小节3.2： 碳碳双键的位置
如果没有对碳碳双键位置的描述，任何关于多不饱和脂肪酸的讨论都是徒劳的。关于多不饱和脂肪酸，最重要的是阐明碳碳双键的位置。例如ω3和ω6，"ω"表示第一个碳碳双键的位置，从脂肪酸甲基端开始计数（见图5.2），"3和6"表示第一个不饱和键位于甲基一端的第3个和第6个碳原子。这对于一些营养药物的效应很重要。例如，鱼油富含的（ω3脂肪酸可以抑制炎症，而大多数植物油所含的3-6脂肪酸却能促发炎症。通常，两个常规碳碳单键会分隔多不饱和脂肪酸分子里的碳碳双键。
这些双键也可以以竣基端（竣基端连接甘油分子时则表示形成一个完整的脂肪分子）计数命名，用"Δ"代表碳碳双键的位置。因此，亚麻酸（亚麻籽粉或核桃中含有的一种低摄入的物质）如果从碳链的两端开始命名，它叫作"ω3，‘Δ’ 9，12多不饱和脂肪酸"。常见的脂肪补剂是在牛肉和乳制品中发现的共轭亚油酸，它具有比其他分子更接近的双键位置，它又可以被称为"ω7，‘Δ’ 9，11脂肪酸"。"运动员的脂肪补剂"小节将更详细地讨论此脂肪补剂。
关于碳碳双键，还有一个涉及特定局部类型但与其在碳链上顺序位置无关的结构差异。双键具有顺式和反式之分。最具"自然性"的脂肪酸呈现出顺式结构。在这些脂肪中，碳碳双键是在脂肪酸碳氢链中同一侧丢失的氢原子，油酸中显现的"发夹"形状印证了这一结果［见图5.2（e）］。反式脂肪酸（或反式结构脂肪酸）由食品生产商制造。在这种类型的脂肪酸中，脂肪酸碳氢链的相对一侧丢失氢原子，它们的直线造型看起来类似于反油酸所呈现出来的形状［见图5.2（f）］。这些反式脂肪酸是加工脂肪，它们被广泛应用于焙烤食品（如甜甜圈、面包、饼干、薯条、曲奇）中，以及其他加工食品（如人造黄油和沙拉酱）中。食品科学家通过氢化作用制造出这些反式脂肪酸。氢化作用是指在食品工业中，氢气通过油的高温沸腾产生反式脂肪酸来延长原油的保质期或使其便于储存（或两者兼有）。氢化油还赋予成品食品某些改善"口感"的特性。事实上，糕点、饼干、炸鸡和薯条等富含这种人造反式脂肪酸的食物对代谢和身体带来的危害与饱和脂肪酸非常类似（如诱发冠心病）。例如，与带有曲线形脂肪酸的甘油三酯相比，带有3个直线形脂肪酸的甘油三酯与主链连接更紧密并牢牢包裹在细胞膜上。
小节3.3： 链长
从不饱和度的更深层面上来讲，碳链的物理长度也很重要。脂肪酸链含碳原子数为4至22个，但通常情况下为16至22个。（罕见的）短链脂肪酸（碳原子少于6个）由肠道细菌产生，存在于膳食纤维或牛油中。（罕见的）中链脂肪酸（碳原子为6至12个）主要为癸酸和月桂酸，它们源自热带油脂并以运动补剂的形式出售。长链脂肪酸（碳原子为16至22个）最为常见，涉及所有前文提及的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，包括亚油酸（ω6，顺式结构，18个碳原子）、亚麻酸（ω3，顺式结构，18个碳原子）、油酸（ω9，顺式结构，18个碳原子）、反油酸（ω9，反式结构，18个碳原子）、EPA（ω3，顺式结构，20个碳原子）和DHA（ω3，顺式结构，22个碳原子）。膳食脂肪分类见表5.1。中链脂肪酸（碳原子为6至12个）在增强有氧耐力方面的作用理论依据是：摄取中链甘油三酯可节省肌糖原，以此增强有氧耐力。遗憾的是，大多数研究表明，摄取中链甘油三酯并不能提升有氧耐力表现。但是，运动员摄取此类脂肪会有其他方面的益处，详细内容可参看"中链脂肪酸"部分。
小节3.4： 脂肪酸的位置
脂肪酸在甘油主链上位置不同是导致脂肪种类不同的一个因素，该因素可以人为控制。食品化学家们可以在甘油三酯分子的甘油主链上刻意添加或去除脂肪酸，结果就是得到一个结构化的甘油三酯（在甘油分子上布置不同的脂肪酸）或一个甘油二酯（去除中间部位或sn2位置上的脂肪酸）。这些关于脂肪酸的食品加工手段很有可能代表着可用于运动员饮食的前沿技术，"膳食脂肪与运动表现"一节将对其进行阐述。
小节3.5： 必需脂肪酸
对于人类来讲，我们必须持续摄入特定的脂肪酸以防止摄入量缺乏导致的症状出现，这是脂肪酸具有许多潜在的生理功能的有力实证。人体的两类必需脂肪酸为亚油酸（ω6脂肪酸）和亚麻酸（ω3脂肪酸）。亚油酸是一种包含18个碳原子并具有两个碳碳双键的脂肪酸。在大多数西方饮食中，与亚麻酸相比，亚油酸会被过量摄入。亚麻酸也是一种包含18个碳原子的脂肪酸，但它有3个碳碳双键。在大多数西方饮食中，亚麻酸的摄入量不足。
因为人类缺乏Δ12和Δ15脱氢酶，所以非常有必要摄取这些脂肪酸。这些脱氢酶的作用是在脂肪酸合成链构建完成时，在脂肪酸碳链位置上羟基端的第12个和第15个碳原子处（不饱和点）增加碳碳双键。再次重申，亚麻酸是一个从羟基端（Δ端）开始计数，双键位置在第9个、第12个和第15个碳原子处的（必需）ω3脂肪酸。一旦这些双键脂肪酸缺乏或摄入不足，脊椎动物（如人类）就会表现出生长阻滞、皮炎、肾脏损伤等明显症状，甚至死亡。部分原因是摄取的亚油酸和亚麻酸是被用来构建更长的具有重要生理功能的脂肪酸，这些重要的脂肪酸成为细胞膜的一部分并形成类二十烷酸。类二十烷酸来源于必需脂肪酸，影响着身体系统并在消除炎症和免疫方面扮演着关键的角色。
一个有趣的实例是一种名为二十二碳六烯酸的ω3脂肪酸（DHA），它是能对细胞膜、类二十烷酸（如前列腺素）生成和基因的交互作用产生影响的另一种脂肪酸，具备有价值的生理效应。事实上，一些人认为，DHA作为一种必需脂肪酸，不仅是因为这些影响对人体有益，而且是因为它具有其他功能。关于动物、流行病学和人工干预的研究表明，DHA能改善婴儿的神经系统和视觉功能。二十二碳六烯酸还是脑灰质的组成部分，作为鱼油补剂主要成分的DHA可以改善情绪和缓解心理抑郁。
DHA不仅对大脑和眼睛有益，补充含有DHA的ω3脂肪酸还可以缓解一些慢性疾病的炎症。经证实，含有1.1克EPA和0.7克DHA的鱼油补剂能削弱产生压力的皮质醇反应。同时补充EPA和DHA能够降低血清总甘油三酯的浓度、降低血压、分散聚集的血小板、减少炎症和降低因心律失常或心脏病而猝死的概率。的确，研究表明，DHA在某些功效方面表现得比某些亚麻酸更为突出。基于这些原因，DHA堪称第3种人体必需脂肪酸。
但是，DHA、EPA或某些脂肪酸组合对心血管及其他系统所能产生的最大收益，尚需进一步研究证实。这些变化和男性运动员息息相关，他们的高睾酮浓度会抑制DHA的组织水平。关于剂量，阿特伯恩（Arterbum）及其同事指出，每日服用大剂量（2克）的DHA会在一个月之内使人体内血浆浓度达到顶峰。表5.1显示了不同脂肪酸的推荐摄入量。还需注意的是，DHA在人体内可以转化成EPA，反之却不行。许多天然食品和膳食补剂都包含混合的DHA和EPA（混合ω3脂肪酸），而有些研究建议每人每天的复合摄入量不能超过3.0克。
尽管如此，强调膳食脂肪对健康的影响，仅对必需脂肪酸进行探讨是远远不够的。在"平衡膳食"概念的背景下，认识到西方社会对膳食脂肪摄入平衡方面认知不足是非常有益的。根据美国医学研究所的发现，摄入的ω6脂肪酸与ω3脂肪酸的比例应接近7:1，而一些科学家和营养学家甚至建议一个更小的比例。而西方人17：1的实际摄入比例与这些基于生理学、营养学及其他证据而给出的建议相去甚远。很多研究证实，西方人在过多地摄入了ω6脂肪酸的同时，摄入ω3脂肪酸却不足。由于这些脂肪酸在细胞膜合成、前列腺素产生、细胞因子浓度、基因相互作用和其他效应方面的竞争，不合理的膳食脂肪比例成为炎症、血栓症及其他生理畸变的原因。这种平衡膳食的概念也让人联想到著名的以橄榄油为主的地中海式膳食对健康的益处。地中海式膳食被认为是健康膳食，一部分原因是其富含ω9脂肪酸（油酸）。虽然油酸对于炎症具有"中和"作用，它本身不具备抗炎作用，但是如果油酸代替了ω6脂肪酸中的一部分，就能通过改变ω6脂肪酸与ω3脂肪酸的比例来改善炎症。
关于必需脂肪酸和运动能力的科学研究，人类仍处于起步阶段。尽管摄入必需脂肪酸能使运动员在健康方面获益这一点毋庸置疑，但关于其对运动能力的影响的研究十分缺乏。一项研究调查了高强度摔跤训练中ω3脂肪酸的补充能否对年轻摔跤选手（18岁左右）的肺功能产生影响。该研究中，年轻摔跤选手需每天服用含有1克ω3脂肪酸（含有180毫克EPA和120毫克DHA）的胶囊，并且进行为期12周、每周3次的摔跤训练。最终结果表明，经过这12周的训练，与同期接受相同训练却只服用安慰剂的组相比，持续摄入ω3脂肪酸的年轻摔跤选手的肺功能得到了显著的改善。随着必需脂肪酸的普及和人们对它的关注度的逐渐提高，未来可能会出现更多有关必需脂肪酸与运动能力的关系的研究。
小节3.6： 胆固醇
胆固醇并不是膳食脂肪，但它是一种重要的脂质。胆固醇是一种复杂的、具有诸多重要功能的脂肪物质，可由机体自身生成或从动物源性食品中获得。尽管对大多数美国人来说，胆固醇可能是不好的东西，但实际上膳食胆固醇是一类有争议的物质。美国和加拿大对于胆固醇的有害影响的解释是不同的。加拿大的官方机构不再强调膳食胆固醇在血清胆固醇浓度和心血管疾病方面的影响，并且不认为美国膳食指南中每天膳食胆固醇摄入量不得超过300毫克的内容应该被写进加拿大膳食指南中；但这并不意味着加拿大人认为循环胆固醇对心血管疾病没有风险，相反，实际上，他们认为膳食胆固醇对血清胆固醇水平和心血管疾病存在相对较小的景乡响。近几年，美国膳食指南也删除了限制膳食胆固醇摄入量的建议。
膳食胆固醇可能对力量型运动员存在潜在益处这一推测尚未被确认。从某种意义上说，膳食胆固醇可能是有益的。里希曼（Riechman）及其同事研究了老年抗阻训练者（60至69岁）的膳食胆固醇摄入量与肌肉量增长和力量增强之间的关系。尽管没有因果联系，但膳食胆固醇摄入量与肌肉量增长和力量增强之间显著相关（用R²=0.27）。这表明，在抗阻训练中，超过四分之一的肌肉量增长归因于膳食胆固醇摄入。有趣的是，这也给教练们提供了一些科学证据的支持，即力量型运动员多吃鸡蛋和牛肉是有助于肌肉量增长和力量增强的。此外，还需要对年轻人群进行更多的实验研究。目前，针对胆固醇的研究尚处于初级阶段，如何平衡胆固醇对血管健康存在的潜在利弊，还没有明确的答案。
第4节 膳食脂肪与运动表现
一些临床试验的案例表明，脂肪会对运动员和久坐不动的健康人或病人产生不同的影响。例如，体育锻炼可以积极地改变体内组织中的脂肪酸比例。这种有益的、非饮食原因的向更高的ω3脂肪酸占比的转变在不锻炼的人群身上是看不到的。另外，经常采用低脂肪饮食的运动员可以更有效地改变体内组织中的脂肪酸比例，导致这种情况的部分原因是人体内ω6脂肪酸较少（因此来自它的竞争较小）。许多运动员并没有意识到他们只需通过减少整体膳食脂肪的摄入，就可以改变体内组织中ω6脂肪酸与ω3脂肪酸的比例。
然而，极端的饮食方式很有可能产生问题。举个例子，一些研究人员建议人们采取低脂、高纤维的饮食方式，但这种饮食方式带来的所谓的"好处"会导致运动员不希望看到的某些变化。例如，这种饮食方式造成的睾酮浓度降低可能有利于一个病人减少患雄激素依赖性前列腺癌的风险，却不利于一名需要额外10%至15%的循环睾酮的运动员，大多数运动员都了解睾酮对于运动恢复和肌肉增长的重要性。
另一个流行但有时又显得极端的饮食建议就是减少能量的摄入|这对于运动员来说很可能也会产生问题。通常，运动员在训练过程中需要消耗大量的能量，而要想增加肌肉量也需要能量，这时过度限制能量摄入对运动员并无半点益处。总而言之，当饮食中的脂肪含量占总能量摄入量的20%至40%时，力量运动表现不会受到影响。
小节4.1： 脂肪作为运动燃料
对运动员来说，膳食脂肪的长期效应并不是唯一需要考虑的因素，他们还需要关注脂肪在运动中的重要性。当膳食脂肪作为运动中的能量来源时，有两种重要的现象：其一是"代谢交叉效应"（见表5.2），其二是"持续时间效应"或"脂肪转移"（见表5.3）。所谓代谢交叉效应是指，在人体休息和进行低强度运动时，供能物质以脂肪为主；随着运动强度的增加，在人体进行高强度运动时，供能物质以碳水化合物为主。也就是说，脂肪燃烧（通过呼吸交换率来测量）与运动强度（通过心率或心肺功能来测量）成反比。生化代谢和能量的即时需求是这种交叉效应产生的直接原因。即使是训练有素的有氧耐力运动员（他们氧化脂肪的能力更强），也同样存在代谢交叉效应。尽管他们在高强度运动时达到交叉点所对应的运动强度比普通人更高，其代谢也会变为以碳水化合物供能为主。
但是，持续时间效应是一种相反的关系，即运动持续时间与脂肪使用成正比。在长时间（超过60分钟）的低强度运动中，能量来源会逐渐由以碳水化合物为主变为以脂肪为主。测量血清甘油浓度就可以证明，随着时间的推移，人体对脂肪供能的依赖性增强。如前所述，甘油三酯分子由甘油和3个脂肪酸分子组成。假如脂肪即将作为一种运动燃料，那么甘油三酯分子需要被分解成一个游离的甘油分子和3个游离的脂肪酸（化学家把这种反应称作水解）。之所以说甘油和脂肪酸是"游离"的，是因为它们没有像组成甘油三酯分子一样，通过化学键结合在一起。随着运动持续时间的延长，血清甘油浓度相应增加（见表5.3），这表明甘油三酯分子被分解了，脂肪酸被用作低强度运动中的燃料。
关于运动减肥，有两点值得重申。第一，并不是所有身体脂肪都存储在脂肪细胞内，还有大约300克以甘油三酯的形式存储在肌肉中。研究表明，这些需要借助于代谢测定方法才能观察到的肌内脂滴是会被氧化的脂肪的一部分。第二，代谢交叉效应和持续时间效应表明，身体脂肪减少并非只在禁食、进行低到中等强度长时间运动时发生。事实上，重复性的高强度运动可以刺激线粒体的生物作用，并提高运动员在一天中的脂肪利用率。此外，高强度运动会减少糖原储备，被消耗的糖原随后会被摄入的碳水化合物所填充；被摄入的碳水化合物如果不用于填充被消耗的糖原，则有可能会被转换成脂肪储存在人体内（这就是许多力量型运动员精瘦的关键原因）。至于运动强度和持续时间的选择，这在一定程度上取决于运动员有氧能力的状况，以及休息和预防过度运动（交感神经型）的需求。
小节4.2： 脂肪填充
为了增强训练的适应性效果，运动员也在积极寻求管理膳食脂肪的策略。这些策略包括饮食管理和膳食补剂两种形式。饮食管理的核心是摄入更多的脂肪，从而提高肌肉中存储的甘油三酯的浓度，并增强脂肪氧化酶的活性。增加大约300克的肌内甘油三酯对能量供应会产生有利效果。观察肌纤维可以发现，肌内甘油三酯毗邻线粒体，在有氧耐力运动有能量需求时，人体更容易动用这些"燃料库"。还有一项事实表明，与不锻炼的人群相比，有氧耐力运动员具有更强的存储这些肌内脂肪的能力（注意，细胞内的脂肪堆积是造成糖尿病的部分原因，但对于运动员并没有危害）。然而，多吃膳食脂肪并不是简单地为了增加肌内"燃料库"。通过适应高脂肪的饮食，运动员的身体在使用存储的脂肪上变得得心应手。因此，有一个策略就是，设计一种赛前饮食方案，以便在1至2星期内增加脂肪的存储量和增强脂肪氧化酶的活性。
遗憾的是，脂肪填充研究的主要发现似乎是主观疲劳等级的增加（而不是减少）及整体运动表现的下降。尽管已有一些研究表明脂肪填充可以延长运动至力竭的时间（好的效果），但是运动员疲劳等级的上升和脂肪填充对有氧运动能力增强的无效性还是使很多研究人员和教练抛弃或修改了先前的脂肪填充策略。在大多数运动项目中，单纯地获得更多的肌内脂肪甚至强化脂肪氧化作用并不等同于能取得更好的成绩。研究人员尝试在脂肪填充方案实施期间，在训练前与训练中给予受试者充足的碳水化合物作为补充。尽管研究显示，这些方案的实施在能量代谢系统中显示出一些有利变化，但对于增强实际运动能力的效果仍不明确。这些不一致的发现的潜在机制可能是连接糖酵解和三竣酸循环的丙酮酸脱氢酶的活性减弱或反应延迟。如果糖原不能被有效地利用，碳水化合物的储存在脂肪-碳水化合物负荷之后就没那么有用了。
小节4.3： 生酮饮食和运动
生酮饮食与脂肪填充有关，但本质上更慢且可能更极端。正如马（Ma）和铃木（Suzuki）所述："生酮饮食以脂肪（一种高密度能量底物）作为每日热量摄入的主要来源，同时限制碳水化合物的摄入，这样，肝脏被迫产生酮体并将其释放到循环系统中，这种现象称为营养性生酮状态"。
极低碳水化合物生酮饮食指每天摄入约50克以内的碳水化合物，该方法长期受到运动员和体重焦虑人群的欢迎。然而，相关研究生成的研究报告，在专家审稿环节重视的往往是摄入物质的功效与预期结果是否相符。例如，可以随意摄入高脂肪的生酮饮食可增强脂肪氧化能力或降低体脂，运动员倾向于使用生酮饮食来减少脂肪量，这些都是生酮饮食流行的原因。瓦尔加斯（Vargas）等人的研究发现，在为期8周的抗阻训练中，相较于对照组，采用生酮饮食的受试者的脂肪量显著减少，即使受试者在整个研究周期中处于总能量摄入溢出的状态。然而，受到受试者（或运动员）人群不同、研究手段不同等因素的影响，关于生酮饮食对运动表现的影响的结论差异巨大。短周期高能量溢出的生酮饮食也未表现出促进肌肉增长的作用。目前，生酮饮食的有益效果仅体现在减少脂肪量上，而与改善运动表现和增加肌肉量无关。
与高碳水化合物饮食相比，体脂降低的代谢机制包括脂肪组织中游离脂肪酸动员的增加和脂肪酸氧化的增加。循环葡萄糖和胰岛素的适度减少附以及脂肪和肌肉组织中的一些细胞内变化与酶变化是脂肪分解和氧化作用增强的基础。正如本章其他部分所述，酮体（如β羟基丁酸酯）含量的增加表明脂肪酸动员超过了其氧化。这也可以证实极低碳水化合物生酮饮食确实可使受试者进入营养性生酮状态。然而，代谢和脂肪减少的益处是否与肌肉量减少一致，似乎还不清楚。2019年的一篇综述指出，"（生酮饮食）可能会导致肌肉流失和过度氧化应激。为了防止氧化损伤，可能需要偶尔监测氧化状态和肌肉量"。然而，据报道，当肌肉量减少时，它可能不足以对人体产生影响。格林（Greene）及其同事得出结论，当这种情况发生时，"骨骼肌丢失并未反映在抗阻训练表现中"。
实际提升运动表现的设计方案往往涉及对代谢和体成分的控制，包括使机体适应以脂肪为主要供能物质的代谢和内分泌状态。高脂肪低碳水化合物的膳食模式很难为高强度运动提供适当且充足的能量；此外，研究显示，这种膳食模式供能效率不佳，还会导致更强的运动后主观疲劳感。即使是有氧耐力运动员在较低功率水平下运动，极低碳水化合物生酮饮食也会导致较差的运动经济性（在同样的功率输出下需要消耗更多的氧气）。同样，运动测试的类型也很重要:（美国）俄亥俄州立大学的研究表明，简短的爆发力表现测试（更多地依赖于磷酸原系统，而不是快速糖酵解系统）受极低碳水化合物生酮饮食的影响较小。
在检测极低碳水化合物生酮饮食时，重要的是区分实现生酮状态所需的时间（3至4天）和更长的"脂肪适应期"。研究人员和运动员都认为，足够长的脂肪适应期可能会改善高强度运动表现，但如前所述，在这些假设下进行的研究得到的数据并不一致。伯克（Burke）总结说，达到血清酮体升高的新陈代谢适应时间为2至3周，这可能是生物适应所需要的周期。这种适应是否可以通过模拟碳水化合物的专门生酮餐来改善还有待确定。
小节4.4： 运动员的脂肪补剂
尽管特殊脂肪补剂在西方食品供应中相对少见，但其令人颇感兴趣，这是由两种生物学现象导致的。首先，一种值得注意的现象是细胞膜通常会含有新摄取的脂肪。例如，相对大量的EPA和DHA可以置换细胞膜内更容易引起炎症的花生四烯酸（全顺式结构，ω6，20:4），改变细胞前列腺素级联反应。用一个水气球来比喻一个细胞的这种变化，这意味着它从"水"气球变成了"橡胶"气球，不仅材质发生了变化，碳水化合物的摄入也相应有了改变。此外，细胞膜可以长时间保持发生的变化。一些以鱼油为研究题材的报告显示，这种变化可以持续10至18周。其次，当使用不常见的脂肪作为燃料的时候，细胞内的成分和代谢过程就会发生改变。例如，中链甘油三酯（通过脂肪酸链长而不是饱和度来区分）补剂在细胞内更容易被吸收和燃烧（氧化），这在下文中会进行详细描述。
小节4.5： 鱼油
也许最普遍的一种特殊的脂质补剂当数鱼油。鱼油同时提供EPA和DHA（通常以EPA为主），并且可以占到胶囊内容物（凝胶）的50%。一些浓缩产品，有时也被称为强力鱼油，含有更多的活性成分，EPA和DHA，还能通过调节DHA含量改变二者的比例。这就是热衷于食用鱼油的人总是特别关注并计算EPA和DHA的净总剂量，而并非只注意鱼油毛重的原因。此外，高脂肪的食物有时也提供了一些混合式的脂肪酸，但倾向于以一种脂肪酸为主。
通常，关于运动补剂所声称的多种益处或功效，皆有故意夸大或蓄意误导的意向。但是摄入EPA-DHA补剂所带来的诸多效果都是有据可循的，因此它们广受欢迎。鱼油带来的增益延续效果甚至超过其本身的代谢周期（这种效果可能是消极的，也可能是积极的）。事实上，ω3脂肪酸的摄入量在多数西方饮食习惯中过低，处于一种相对缺乏或失衡的状态。这种相对缺乏造成了前面章节提到的各种生理影响。例如，阿切尔（Archer）及其同事报道，在美国，尤其是中西部地区，人们食用鱼类脂肪过少，以至于很难获取其对心肌的保护作用。因此，使用补剂是有必要的。这使得鱼油补剂变得有趣起来，与海鲜相比这种补剂较少受到重金属（汞）的污染。美国心脏协会（AmeMcanHeartAssociation，AHA）也建议，特定人群选择性地补充膳食补剂是必要的。作为一种通则，营养学家认识到，纠正摄入不足的问题比摄入过量的额外营养补剂效果更可靠、作用更积极。
由于缺乏对特定人群的研究，EPA和DHA能给运动员带来何种好处目前还不明确。当然，也存在针对健康人群和运动损伤人群的研究。洛厄里的研究表示，ω3脂肪酸带来的抗炎和抗抑郁（情绪调节）的效果很有可能会使过分压榨身体机能或过度训练的运动员受益。西莫普洛斯（Simopoulos）在后期的研究中也得出结论，抗炎作用能使运动员获益，建议其每天服用共1至2克的EPA和DHA。
肌腱炎、滑囊炎、骨关节炎及训练过度综合征（如抑郁）都是运动员很容易患上的疾病，这些疾病很有可能通过补充ω3脂肪酸而得到缓解。ω3脂肪酸还可以对软骨破坏起到保护作用，例如关节炎，从而延长运动员的职业生涯，保护他们的骨骼。但是，更多针对运动的研究尚未开展。也有报道称，ω3脂肪酸对运动性支气管狭窄有益。此外，新兴研究显示，ω3脂肪酸可能对减少体内脂肪会起到关键作用。人们对肥胖症，尤其是内脏型肥胖的炎症性质（如细胞因子）和鱼油的抗炎特征的认识为这类研究提供了良好的理论基础。然而，该研究目前尚处于早期阶段，现有证据还不足以给出基于体成分的推荐量建议。最后，关于ω3脂肪酸与肌肉运动后恢复和肌肉酸痛之间的关系的研究结果是不一致的，其原因可能与不同的年龄段以及补剂剂量有关。
小节4.6： 共轭亚油酸
另一种受运动员欢迎的脂肪酸补剂也许是共轭亚油酸。事实上，共轭亚油酸是一组位置异构体。异构体是具有相同的分子式但原子键合的性质和顺序不同的化合物。自2001年第一次共轭亚油酸国际会议召开以来，研究人员发现，与动物（如老鼠）相比，人类是共轭亚油酸弱应答群体。从某种意义上说，这非常不幸，因为它在动物身上表现出了夸张的抗分解作用和降低身体脂肪的特性。第二代动物实验研究表明，异构体顺9、反11（促进增长）与异构体反10、顺12（抑制脂肪生长、分解脂肪，或者两者皆有）皆和个体的身体素质息息相关。但是，关于共轭亚油酸对人类尤其是运动员是否具有益处，人们还未形成一致认识。人类研究相对无效的原因可能是摄入剂量（在人类研究中通常为每天3克，而在动物研究中则占到食品质量或总热量的05%至1.0%）、研究方法、研究时长，以及群体的差异等。与人类相比，啮齿动物的生长周期短、代谢速度快。这些都可能是导致人类对共轭亚油酸应答较弱的影响因素。
据报道，女性每天从奶制品和肉类中摄取的共轭亚油酸为151毫克，而男性则为212毫克，它们几乎都是顺9、反11类型。针对人类的有限研究显示，这类补剂可以增强力量或增加肌肉量或者对两者都有增益效果，还有研究表明其具备使身体脂肪少量减少的作用。然而，在针对人类的研究中没有进行个体力量和体成分选材标准化，因此还不能证实共轭亚油酸的确切益处。自从基于体成分的少量阳性结果发表以来，人们开始关注共轭亚油酸对胰岛素敏感性和脂肪肝的影响，以及其对动物和人的体重与脂肪量的影响。相比动物研究，针对人类的研究过少，目前仍是如此。尽管有一项荟萃分析研究显示，共轭亚油酸减少脂肪的效应适中且变化幅度为12周内导致人体脂肪缓慢减少近1千克，但目前共轭亚油酸的同分异构体似乎并不像其他脂肪酸补剂那样对人类有效。
小节4.7： 中链脂肪酸
如前所述，脂肪酸在运动营养方面的另一个重要特征是链长不同。短链、中链与长链脂肪酸分别发挥不同的生理效应。例如，尽管EPA和DHA在"碳碳双键的位置"小节已有描述，但它们的链长也不容忽视。它们比常见的脂肪酸更长，因此是通过它们的碳链长度而不是简单地以是否存在ω3双键来区分的。中链脂肪酸癸酸（10个碳原子，见图5.2）和月桂酸（12个碳原子）通常来自椰子油和棕相仁油，它们的碳链长度只有EPA和DHA的一半。相对较短的脂肪酸链长使中链甘油三酯在人体内会有不同的反应。
与常见的含有16个和18个碳原子的脂肪酸相比，中链甘油三酯的水溶性足以使其可以被直接吸收到血液中，而不再需要通过淋巴管进入血液（见图5.1）。一旦进入血液并到达肝脏或骨骼肌等组织，中链甘油三酯也可以直接被细胞内的线粒体所吸收，无须肉碱转移酶的帮助。因此，在20世纪80年代，科学界对此产生了极大的兴趣，并考虑将中链甘油三酯作为运动的即时能量来源。遗憾的是，研究表明，运动前使用25至30克中链甘油三酯和碳水化合物对在运动中改善运动能力或节省糖原无任何益处。之后人们推测，可能需要更大剂量的中链甘油三酯来产生益处，但这导致许多受试者产生胃肠道的不适感。后来人们又进行了中链甘油三酯为71至85克的大剂量研究，但是诸如痉挛和腹泻等症状再次成为问题。
然而，过于关注中链甘油三酯在运动能力提升方面的效果，可能会让人们忽视它对运动员其他潜在的好处。中链甘油三酯在运动营养学，包括增重和调节体成分方面的价值很可能决定了未来它的应用领域。中链甘油三酯是一种热量来源，与长链甘油三酯相比，它的生热能力更强。因为中链甘油三酯能被快速地传输到肝脏（用于脂肪酸的氧化和酮的形成），所以它几乎不可能存储为体内脂肪。事实上，一项新的研究表明，摄入一段时间的中链甘油三酯能减少身体脂肪。研究人员解释说，额外的脂肪和热量通常能使营养不良的运动员获益，摄入中链甘油三酯或与之相似的营养物质无疑是最有力的补给方式之一。
运动员采用中链甘油三酯的一个共同趋势是使用"酮咖啡"和与之类似的产品。通过向咖啡中添加特定脂肪（中链甘油三酯含量为60%的椰子油），运动员可以获得适当剂量的中链甘油三酯和必要的热量，它们不会引起胃肠不适，也不会增加碳水化合物的摄入量或面临生酮状态丧失的风险。但是通过文献检索，研究人员发现，目前几乎没有研究阐明这种添加了特定脂肪的咖啡有改善运动表现或体成分的作用，而且理性消费者的认知可能会被咖啡本身在运动前的环境中具有独特的机能增进作用这一事实所扭曲。
小节4.8： 结构化甘油三酯
中链脂肪酸再次成为焦点，一部分原因是关于结构化甘油三酯的研究的更新（还在不断突破中）。结构化甘油三酯是由特殊的甘油三酯分子通过化学过程酯化生成的。在这个过程中，特定的脂肪酸被放置到一条甘油主链上。早期研究表明，体脂率和肠道疾病发病率降低，含有混合的中链和长链脂肪酸的结构化甘油三酯⑶8用功不可没。此外，中间或sn-2位置上带有目标脂肪酸的结构化甘油三酯，能更好地把该脂肪酸送入人体内。临床中，与简单的物理混合型的各种脂肪相比，结构化甘油三酯能增加氮滞留和减小肝脏的压力。但是，技术或成本等方面的障碍阻碍了结构化甘油三酯在运动营养学中的广泛应用。
除了结构化甘油三酯以外，全脂肪分子的另一种主要形式是甘油二酯。1999年，这些分子以食用油的形式相继在日本和美国出现。甘油二酯是将甘油三酯上的甘油主链在中间或sn-2位置上的脂肪酸移除所形成的。当它们替代典型的油时，这些油更容易被氧化（而不被存储在体内）。该机制与消化期间缺乏2-单酰基甘油有关，这种机制会影响吸收和代谢。有关绝对安全的争议使得甘油二酯食用油不得直接向消费者出售，未来是否会在市场上看到它们尚不确定。
小节4.9： 酮盐和酯
补充与β羟基丁酸酯相关的酮产品（而不是通过极低的碳水化合物摄入量内源性地生成酮）产生了一种新的情况，即在碳水化合物充足的状态下出现生理性酮症。血糖、胰岛素和酮体水平同时升高并保持稳定并不是人体通常会遇到的事情，这会引发不确定的情况。例如，葡萄糖和酮体具有相似的米氏常数（在酶促反应中，某一给定底物的动力学常数，是由反应中每一步反应的速度常数所合成的），可被转运到大脑中，因此它们在复杂内环境中的竞争显得有些与众不同。然而，截至2018年，只有6项关于外源酮体摄入的研究。这些研究使用了不同的酮化合物、表现测试、剂量和分析技术，但关于酮盐和酯的代谢尚待进一步研究。无论如何，这些研究的发展发现了一种前所未有的代谢状态，值得持续关注。
第5节 专业应用
对运动员来说，摄入多少脂肪才算合理呢？遗憾的是，没有最佳脂肪摄入量的标准。脂肪作为宏量营养元素，可接受的摄入量范围为总热量的20%至35%。美国膳食指南建议，当人体摄入的脂肪量达到总热量的30%时，脂肪酸的构成为10%的饱和脂肪酸、10%的多不饱和脂肪酸和10%的单不饱和脂肪酸，且应含有必需脂肪酸。通常情况下，运动员的平均脂肪摄入量占总热量的35%。大多数运动员需要考虑的问题是脂肪源构成，因为要做到饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸之间的摄取平衡并不是容易的事情。典型的美国饮食中含有大量的饱和脂肪酸，它们存在于动物脂肪（如牛肉的深色肉类）中。单不饱和脂肪酸存在于植物油（如橄榄油、菜籽油）和花生酱中。多不饱和脂肪酸存在于大多数植物油、坚果、奶酪和鱼类中。在考虑多不饱和脂肪酸时，记住ω3和ω6亚型有时会产生不同的生物效应，这一点很重要。运动员需要确保选择品种多样的食物，以达到各种脂肪酸之间的平衡。
有限的研究表明，作为人体总热量的一部分，脂肪摄入量即使改变，也不会影响运动表现。与人体总热量的40%相比，20%的脂肪摄入量对经过中等强度训练的男性的训练或力量表现没有影响。在有氧运动方面，研究人员对比了包含53%和17%脂肪的两种饮食对11名男子铁人两项（跑步和自行车）运动员的影响。受试者在5周之内持续摄入高脂或低脂饮食，结果表明，他们在用来完成半程马拉松和20分钟功率自行车全面计时运动的总输出功率上没有任何差别。此外，有数据表明，更极端的极低碳水化合物、高脂肪生酮饮食可能会导致肌肉量减少，但这种程度的肌肉量减少并不会影响简短测试中的爆发力表现。
这些研究表明，总能量摄入中，脂肪摄入量的百分比对运动表现似乎不会产生过大的影响。但是，运动员需要注意自己的饮食，避免膳食脂肪摄入过多或过少。膳食脂肪摄入过多会导致总热量摄入过多，造成体内脂肪堆积和体重增加。脂肪组织在人体运动过程中不会产生任何作用，这种运动的"累赘"造成相对力量的减弱。体格较大的运动员可能更容易出现这个问题。例如，美式橄榄球锋线更容易摄入过多的热量，他们比其他位置的运动员更容易肥胖或超重。
然而，脂肪摄入量过低也会减弱运动能力。参加体操、花样滑冰和有体重级别的项目（如摔跤）的运动员容易摄入过少的膳食脂肪。霍瓦特（Horvath）及其同事研究了热量相同但脂肪含量不同的饮食对男性和女性运动员有氧耐力的影响。运动员连续4周摄入脂肪含量分别为16%、31%和44%的等热量饮食，之后以最大摄氧量80%的强度跑步至力竭。结果发现，相较于16%脂肪的饮食组，31%脂肪的饮食组的有氧耐力表现得到显著改善。但31%脂肪的饮食组和44%脂肪的饮食组之间没有差异。
建议在运动员的饮食中保持大约30%的脂肪含量。在这30%脂肪含量中，饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸及单不饱和脂肪酸各占三分之一。遵循这个科学建议，运动员可以避免摄入过多或过少的膳食脂肪。
第6节 本章小结
1.脂肪的分类依据包括饱和程度（碳碳双键的数目）、碳碳双键的位置（碳碳双键的位置从脂肪酸链的两端计算）、链长（组成脂肪酸的碳链长度）和脂肪酸的位置［脂肪酸碳氢链在脂肪分子甘油主链上的附着（或脱离）位置不同］。了解这些不同类型脂肪的差异能帮助运动员选择适当类型的脂肪，以促进健康和提升运动表现。
2.脂肪是休息和低强度运动时的主要燃料。
3.脂肪种类繁多，其中一部分为必需脂肪酸，包括亚麻和核桃中蕴含的亚麻酸（ω3脂肪酸，多不饱和脂肪酸），鱼油里蕴含的EPA和DHA（ω3脂肪酸，多不饱和脂肪酸），以及橄榄油和菜籽油蕴含的油酸（ω9脂肪酸，单不饱和脂肪酸）。
4.脂肪具有营养方面的益处，包括保持性激素稳定、调节情绪、缓解炎症，以及协助控制体内脂肪
5.建议运动员保持约30%脂肪含量的饮食。在这30%中，饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸及单不饱和脂肪酸各占三分之一。
6.饮食中的脂肪含量过低会降低睾酮浓度、影响运动表现。
7.摄入过多的脂肪会导致摄入的总热量过多，造成体内脂肪堆积和体重增加。
8.脂肪补剂（共轭亚油酸、中链脂肪酸和结构化甘油三酯）在改善运动表现方面的功效还未得到证实。
第5章 结束
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截图时间：12/10/2024
