身体使用每天摄取的醣类、脂肪及蛋白质等养分以提供及维持细胞在休息和活动时所需的能量，运动时主要作为能量来源的养分为脂肪和醣类，蛋白质在总能量的供应上只占了一小部分。 碳水化合物(Carbohydrates） 碳水化合物由碳、氢和氧等三种原子所成，储存的碳水化合物能提供身体快速的获得能量，又称“醣类”。1克的碳水化合物大约可以生成4大卡的能量。如先前所提，植物利用二氧化碳、水及太阳能进行光合作用合成碳水化合物，碳水化合物以三种形式存在：单糖、双糖和多糖。 （1）单糖如葡萄糖（Glucose）和果糖是简单醣类，葡萄糖对我们而言，是最熟悉的醣类也就是我们常说的血糖，可在食物中发现或是较复杂的糖类分解后，于消化道形成，果糖则是存在水果和蜂蜜内且被认为是最甜的单糖。 （2）双糖是由两个单糖所组成。举例来说，餐桌上的糖被称蔗糖，且由葡萄糖和果糖所组成，麦芽糖也是双糖，它则是由两个葡萄糖分子所组成。蔗糖是美国日常最常摄取的双糖类，且约占总热量摄取的25％，自然存在的糖类有蔗糖丶甜菜丶蜂蜜和枫糖。 （3）多糖是由三个以上的单糖所构成，多糖可能是小的分子（如三个单糖）或含数百个单糖的较大分子。一般而言，多糖可分为植物性多糖或动物性多糖。 植物性多糖常见的两种型态为纤维素和淀粉。人类缺乏可消化纤维素的消化酶，因此饮食中的纤维素被以粪便般的废物排出。另一方面，淀粉被发现于玉米丶谷物、豆类、马铃薯及豌豆，很容易被人体所消化，是饮食中很重要的糖类摄取来源。摄取后，淀粉被分解成单糖并且可立即被细胞当作能量使用或以另外一种形式储存在细胞供将来使用。 肝醣（Glycogen）是储存在动物组织内的多糖，它是细胞内的葡萄糖分子借由肝醣合成酶所合成的，肝醣分子通常很大且可能包含数百到数千个葡萄糖分子，细胞储存肝醣作供给能量来源之碳水化合物。例如，运动中肌肉细胞分解肝醣成为葡萄糖（这个过程称作肝醣分解 glycogenolysis）并且利用葡萄糖作为肌肉收缩的能量来源。特别提的是肝醣分解作用也会发生在肝脏，分解后的葡萄糖将进入血管透过循环带到全身各组织。肝糖对于运动代谢的重要性在于其储存于肌肉和肝脏两者之中，然而体内的储存量相对而言是较少的，且长时间的运动会造成肝醣在数小时内消耗殆尽。因此，细胞内肝醣的合成是一种不断的进行过程，摄取低醣类饮食会妨碍肝醣的合成，高醣类的饮食则有助于肝醣的形成。 脂肪（Fats） 虽然脂肪和醣类有雷同的化学成分，脂肪中碳与氧的比例要比醣类大得多。以脂肪的形式储存在体内对长时间运动而言是种理想的能源，因脂肪分子单位重量所含的能量较大。1克的脂肪约含有9大卡的热量，是醣类或蛋白质热量的2倍。 脂肪不溶于水且可在植物及动物中发现，一般而言，脂肪可分为4类：（1）脂肪酸（2）三酸甘油酯（3）磷脂和（4）类固醇。 脂肪酸是由长链碳原子末端连结梭基团（梭基团包含碳、氧和氢团）组成，重要的是，脂肪提供肌肉细胞能量来源的主要型态为脂肪酸。 磷脂在运动中并不被骨骼肌当作能量的来源。 磷脂是脂肪和磷酸在身体各种不同细胞中结合而成，磷脂在生物学中的角色，主要提供细胞膜使其构造完整及提供神经纤雓周围的绝缘鞘等。 最后一类的脂肪是类固醇。同样地，这类脂肪并不能当作运动中的能量来源，但我们将针对其生物上脂肪的自然特性作简单的说明。最常见的类固醇是胆固醇。胆固醇是所有细胞膜的成分之一，它可在体内的每一个细胞内合成，当然也可由食物中摄取得到。除了它在构成细胞膜的角色外，它也可合成性激素如动情激素丶黄体激素和睾固酮。虽然胆固醇有许多有用的生物功能，血液中高胆固醇含量和冠状动脉疾病画上等号。 蛋白质（Proteins） 蛋白质是由许多小单位的氨基酸所组成，身体内至少需要20种不同型态的氨基酸来形成不同的组织、酶及血液蛋白等。 九种氨基酸被称为必需氨基酸，无法被人体所合成，因此必须从食物中摄取。蛋白质是由许多的氨基酸借由肽键所键结而成，当它被当作能量来源时，1公克的蛋白质约含4大卡的热量，当蛋白质被用来形成高能量化合物受质时，它必须先分解成原来的氨基酸。 蛋白质以两种方式提供运动所需能量：首先，丙胺酸在肝脏中转换成葡萄糖，可被用来合成肝醣。肝脏中的肝醣可被分解成葡萄糖且经由循环传至全身活动的骨骼肌。 其次，许多氨基酸（如异白氨酸、丙氨酸、白氨酸、缬氨酸）可被转换成肌肉细胞的代谢中间产物（可直接参与生物能量的化合物）在生物能量途径中直接供应能量。
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