研究亮點
傳統觀念認為高碳水化合物是耐力運動的關鍵，但最新研究卻打破了這項迷思。菁英超耐力運動員長期適應生酮飲食後，展現出驚人的脂肪燃燒能力，不僅脂肪氧化率大幅提升，甚至在不犧牲肌肉肝醣儲存與恢復的情況下，將脂肪轉化為主要能量來源。這項發現為耐力運動的營養策略開啟了全新可能。
文章摘要
- 脂肪氧化率顯著提升: 長期採取低碳水化合物飲食的超耐力運動員，其峰值脂肪氧化率比高碳水化合物飲食者高出2.3倍。這意味著身體能更有效率地利用脂肪作為能量，減少對碳水化合物的依賴，尤其在長時間運動中更具優勢。
- 更高強度運動下仍能高效燃脂: 低碳水化合物組運動員在最大脂肪氧化時，能達到更高的最大攝氧量百分比（70.3% VO₂max），遠高於高碳水化合物組的54.9%。這顯示生酮適應讓身體在更激烈的運動中，依然能將脂肪作為主要燃料，延長運動表現。
- 肌肉肝醣儲存與恢復不受影響: 儘管燃料來源不同，但兩組運動員在靜息狀態下的肌肉肝醣儲存量、運動後的消耗程度以及恢復期的肝醣再合成速度皆無顯著差異。這挑戰了傳統高碳水飲食才能維持肝醣水平的觀點，證明生酮適應能同時保持正常肝醣利用。
傳統上，高碳水化合物飲食被視為耐力運動員取得成功不可或缺的營養策略，它能確保運動過程中肝醣儲備充足，提供快速可用的能量。然而，近年來，越來越多成功的超耐力運動員開始轉向低碳水化合物甚至生酮飲食。儘管這種飲食轉變在運動員社群中日益普遍，但其背後的代謝適應程度與機制，在科學上卻一直缺乏系統性的研究支持。
這項由Volek等人於2016年發表在《Metabolism》期刊上的研究，正是為了解決這一知識空白。它旨在深入探討長期適應生酮飲食的菁英超耐力運動員，其代謝特徵究竟與傳統高碳水化合物飲食者有何不同，特別是脂肪與碳水化合物的利用效率以及肌肉肝醣的動態變化，這對於理解和優化耐力運動的營養策略至關重要。
為達成研究目的，本研究招募了20名21至45歲的男性菁英超耐力運動員，其中包括超級馬拉松選手及鐵人三項選手。這些受試者皆具備高度競技水準，許多人曾獲品牌贊助，甚至創下賽道或國家紀錄，確保了研究對象的代表性。他們根據長期（平均20個月，範圍9至36個月）的飲食習慣被分為兩組：高碳水化合物組（HC組，碳水化合物：蛋白質：脂肪比例為59%:14%:25%）和低碳水化合物組（LC組，比例為10%:19%:70%）。
研究採用了嚴謹的兩天實驗設計。第一天，受試者進行了最大漸進運動測試，以測定最大攝氧量（VO₂max）及峰值脂肪氧化率。透過配戴面罩進行間接熱量測定，研究團隊精確記錄了運動過程中氧氣消耗、二氧化碳產生等代謝數據。第二天清晨，受試者在禁食10小時後返回實驗室，進行身體組成分析、靜息代謝率測量，並抽取血液樣本及進行肌肉活檢，以評估運動前的基礎狀態。
在完成基線測量後，受試者飲用根據各自飲食比例調配的奶昔，隨後進入90分鐘的休息期，並再次抽血。之後，他們在跑步機上以64% VO₂max的次最大強度進行長達180分鐘的跑步測試。運動期間，研究人員定時測量心率、主觀疲勞感，並多次進行間接熱量測定以監測燃料利用情況，同時每隔60分鐘抽取血液樣本。跑步結束後，立即進行血液與第二次肌肉活檢，並再次飲用相同奶昔。在接下來的120分鐘恢復期內，也定時進行間接熱量測定、血液採樣及第三次肌肉活檢，以全面評估運動前、中、後的代謝反應。
這項研究的結果令人矚目。儘管兩組受試者在身體特徵、有氧能力及運動時的主觀疲勞感與總能量消耗方面沒有顯著差異，但在燃料利用模式上卻呈現出天壤之別。LC組運動員的峰值脂肪氧化率比HC組高出2.3倍（1.54 ± 0.18 g/min vs 0.67 ± 0.14 g/min），而且這一峰值發生在更高的運動強度（70.3% VO₂max vs 54.9% VO₂max）。這意味著，長期生酮適應讓身體在更激烈的運動負荷下，仍能有效且大量地燃燒脂肪。
在180分鐘的次最大強度跑步測試中，LC組的平均脂肪氧化率比HC組高出59%（1.21 ± 0.02 g/min vs 0.76 ± 0.11 g/min）。脂肪在LC組的能量供給中佔比高達88%，而HC組則為56%。LC組在靜息和運動期間的呼吸交換率（RER）也顯著較低，約在0.72至0.74之間，進一步印證了其高度依賴脂肪作為主要燃料的代謝模式。
血液生化分析顯示，LC組運動員的血清酮體（如β-羥基丁酸）和甘油水平均顯著高於HC組，這反映出脂肪組織脂解作用的加強及酮體生成量的增加。儘管如此，兩組在靜息和運動期間的血漿葡萄糖與血清胰島素濃度並無顯著差異，只有HC組在恢復階段因攝取較多碳水化合物而出現葡萄糖與胰島素水平的上升。
最令人意外且具顛覆性的發現，來自於肌肉肝醣的分析。儘管LC組運動員的碳水化合物攝取量極低，且脂肪氧化率驚人地高，但其運動前的靜息肌肉肝醣含量、運動180分鐘後的肝醣消耗程度（兩組均下降約64%），以及運動後120分鐘的肝醣再合成模式（兩組均恢復約至運動前的36%）均與HC組無顯著差異。此外，LC組在恢復期的肝醣合成量變異性甚至較小，顯示其肝醣代謝的穩定性。
這項研究首次提供了系統性證據，證明了長期酮適應的超耐力運動員，能在運動時顯著提高脂肪氧化能力，同時維持正常的骨骼肌肝醣儲備與利用。這直接挑戰了長期以來高碳水化合物飲食作為耐力運動員首選策略的傳統觀點。
研究結果與過去一些關於低碳水化合物飲食影響的研究有所不同，這可能與本研究受試者的長期適應期（平均20個月）和相對較高的碳水化合物攝取量（LC組平均約64-86克/天，而非極端限制至10克以下）有關。早期的研究可能因為較短的適應時間或過度嚴格的碳水化合物限制，而導致肌肉肝醣儲存減少的結果。
本研究的發現與高度耐力的阿拉斯加雪橇犬有異曲同工之妙。這些雪橇犬在自然狀態下常以高脂肪、低碳水化合物飲食進行長時間奔跑，且研究顯示它們在長時間運動後仍能維持肌肉肝醣儲備，展現出與人類LC組運動員相似的獨特代謝適應能力。
一個值得深思的現象是，LC組運動員在3小時跑步期間總肝醣分解量（超過100克）遠高於其總碳水化合物氧化量（約64克）。這暗示了即使在脂肪大量燃燒的情況下，肌肉肝醣的分解仍有其特定作用，例如提供五碳糖磷酸途徑所需的葡萄糖，或生成草醯乙酸以維持三羧酸循環的正常運作。
此外，LC組運動員體內更高的循環酮體水平，特別是β-羥基丁酸，也具有潛在的益處。β-羥基丁酸不僅是大腦的替代燃料，近期研究更指出它是一種強效的組蛋白去乙醯酶抑制劑，能夠上調抗氧化基因的表達，並減少粒線體活性氧物質的產生。未來研究或許能進一步探討，長期生酮適應是否能為運動員在認知功能或運動後恢復方面帶來額外的代謝與信號調控效益。
綜合而言，本研究開創性地揭示了長期酮適應的超耐力運動員所擁有的獨特代謝優勢。這不僅為耐力運動的營養策略提供了全新的視角，更顛覆了高碳水化合物飲食的傳統霸主地位，為運動員在追求極致表現的道路上，開啟了更多元、更個性化的營養選擇。
建議行動
- 在考慮改變飲食策略前，應諮詢專業運動營養師或醫師意見，確保安全與個人適用性。
- 耐力運動員可評估長期低碳水化合物或生酮飲食是否符合其訓練與比賽需求，但需有足夠長的適應期。
- 認識到身體有能力透過不同燃料來源維持高性能，不應局限於單一的營養策略。
- 持續關注生酮飲食與運動表現的最新科學研究，並理解其潛在的優勢與風險。
結論
這項開創性的研究首次明確指出，長期適應生酮飲食的超耐力運動員，能極大地增強其在運動中的脂肪燃燒效率，同時奇蹟般地維持正常的肌肉肝醣儲備與恢復能力。這不僅挑戰了數十年來耐力運動營養的基礎理論，更為尋求極致表現的運動員提供了突破傳統思維、探索高效能潛力的新方向。未來研究可進一步揭示酮體在運動恢復和認知功能中的深層益處。
參考文獻
- Volek JS, Freidenreich DJ, Saenz C, et al. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2016;65(3):100-110. doi:10.1016/j.metabol.2015.10.028
重要聲明：本文內容僅供參考，不能取代專業醫療建議，本文提供的資訊基於科學研究，但每個人的健康狀況和需求不同，飲食改變應在專業人員指導下進行，如有任何疑問或出現不適症狀,請立即就醫。