流言:
真相:
很多人应该都听过这个理论:同等质量的情况下,脂肪体积是肌肉体积的3倍到5倍,甚至还有专门的照片佐证。
实际上,这张图过分夸大了脂肪和肌肉的差异。
脂肪密度比肌肉密度小不假,也因此,我们才会觉得同等体重的情况下,体脂率低的人看起来更瘦。
但两者的密度差异并没有3倍(甚至5倍)那么夸张。
相关资料显示:哺乳动物的脂肪密度大约为09196Kg/L,肌肉密度大约为106Kg/L。
也就是说,同等质量的情况下,脂肪体积也就仅仅比肌肉大了153%左右。
来源维基百科
虽然猪和人并非一个物种,但肌肉和脂肪的构成及稳态形式基本相同,所以猪的肌肉和脂肪的数据能在一定程度上反映人体肌肉和脂肪的体积比例关系。
我们买了一块猪瘦肉和猪板油,来给大家做个模拟对比。
先各自称量100g的瘦肉和板油。
老爸评测实拍图
其实从图上就可以直观看出,肥肉和瘦肉的体积差异并没有那么大
再用排水法测定他们的体积,根据结果,瘦肉体积为85mL:
老爸评测实拍图
板油体积为104mL:
老爸评测实拍图
体积的差异根据取肉部位有所区别,测试结果仅供参考
粗略计算下来,脂肪和肌肉体积也只相差224%左右。
并没有网传的3倍甚至5倍那么多。
不过,即使人体的肌肉和脂肪体积只相差153%,也是一个不小数目。
做个极端假设:
如果两个人的体重一样,一人体脂率很低(大部分为肌肉),一人体脂率很高(大部分为肥肉),他们的体型大概会相差153%。
另外,对比软踏踏的肥肉,肌肉会更紧实。这也是体脂低的人看起来会更“有型”。
看来体脂率对体型的影响还是很大的,那么是不是体脂率越低越好?
实际上并非如此。脂肪是身体的必要组成成分。不仅有助于脂溶性维生素(如维生素A、D、E、K)的吸收,还是很多激素储存的地方,还可以对骨骼、心血管、肾脏起到保护。
也就是说,它的存在是必要的。
如果我们过于追求低体脂率,会怎么样?首先会变得易饿,情绪不稳定,营养素缺乏;
其次脂肪对骨骼、心血管、肾脏的保护功能降低;
对于女生来说,体脂率过低还会影响女性生理期,严重的可能停经。
如果体脂持续过低,甚至有可能导致死亡。
根据美国运动协会(ACE)列出的体脂范围,女性的必需脂肪含量为10-13%。也就是说,女生的体脂低至10%已经是极限。
脂肪并没有我们想象的那么可怕,它对于人体正常的生命维持有着重要意义。大家完全没必要因为这种虚假的说法,去追求过低的体脂率。维持一个健康的体态,保持一个舒适的状态,就是最美的。
参考文献:
[1] Prior B M, Modlesky C M, Evans E M, et al Muscularity and the density of the fat-free mass in athletes[J] Journal of Applied Physiology, 2001, 90(4): 1523-1531
[2] https://enwikipediaorg/wiki/Muscle
[3]Menstruation - athletic amenorrhoea
辟谣:老爸评测
复核:武东明 国家体育总局体育科学研究所副研究员
关于测量体脂肪率,除了健身房等地方的专业设备外,还有家庭用的人体脂肪秤,轻松便捷。但是你知道300年前的人们是如何测量体脂肪率的么?同样重量的脂肪和肌肉,在外形上能差多少?
本文就来讨论一下肌肉和脂肪的问题。
在健身房的游泳池里,大家有没有注意过,有的人明明不会游泳,但是就是浮得起来。后来仔细想想,除去泳技不说,跟人的体质(密度)有关。
脂肪率高的人,容易浮。脂肪少,肌肉结实的人,容易沉。同样的体重,脂肪体积大,肌肉体积小,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g,体积越大浮力也越大。
现代我们都知道用电子秤,利用电流来测量体脂肪率。但是在18世纪的文献中就记载了古人测量人体成分的方法。
原理很简单,脂肪组织的密度比水低会浮,脂肪之外的组织密度比水高会沉。体脂肪率越高的人体密度越低,体脂肪率低的人体密度越高。
需要测试对象,尽量把气吐完,全身埋入水中,测量在水中的重量差,利用水的密度,计算出人体的体积,再计算出人体的密度。从而求出体脂肪率。就是被测量的人很辛苦,需要憋气。
注意:一定要尽量把肺里的气吐完,否则体积不对,计算误差太大。
这是一道物理题目,还好我也是初中毕业的人。在重新复习了一下密度公式之后,苦思冥想好多好多分钟。终于解出来了。
已知:一个人在水外的体重,水中的体重,并知道脂肪的密度,肌肉的密度。求:他的脂肪率。
具体计算方法如下:
(1)F浮=正常体重 – 水中体重
(2)F浮=ρ水V排g
(3)人体的体积 = F浮÷ρ水g = (正常体重 – 水中体重) ÷ρ水g
(4)人体密度 = M/V = 人体质量÷人体的体积
(5)已知脂肪的密度是09kg/m³,肌肉的密度是11kg/m³
(6)设体脂肪率为x,那么除脂肪率为1-x,
(7)设体重为m,则体脂肪重=mx,除脂肪组织重=m(1-x)
(8)体脂肪的体积 + 除脂肪组织的体积 = 人体的体积
(9)体脂肪的体积 = 体脂肪重÷脂肪的密度 = mx/09
(10)除脂肪组织的体积 =除脂肪组织的重÷除脂肪的密度 = m(1-x)/11
(11)人体的体积 = m/ρ人
(12)把9,10,11代入8,可以得到,mx/09 + m(1-x)/11 = m/ρ人
(13)由12可以解出:x = 02(099/ρ人-09)
后来又有了Brozek改良公式
身体脂肪%=(4570÷身体密度-4142)×100
脂肪组织的密度是09007g/cm3,
除脂肪组织(≒肌肉和骨骼)的密度是11g/cm3
如果1立方厘米大小的话,肌肉要重02g。
如果5瓶500ml那么大的块头的话,肌肉要重1kg。
按照100g来计算的话
脂肪 :100g÷09007g/cm3=111cm3
除脂肪:100g÷1100/cm3=91cm3
⇒两者的体积比例, 脂肪:除脂肪 ≒ 1:08
平面的差异:
立体的差异图
人体模型的差异图
希望大家看到上面3个比较图之后,得到适当的刺激。
懂得同样的重量,脂肪的体型要庞大,下定决心来运动起来,
假以时日,苗条诱人的身材自然是水到渠成。
最近,日本生理学家和电气机械工程学家发明了一种可以方便地测量肌肉、脂肪甚至骨骼比的体重计。
这种体重测量计采用了电阻测量法。当使用该体重计的时候,它会激发一种对人体无害的弱电流通过人体,由于肌肉内含有较多血液等水分,可以导电,而脂肪测试则是导电的。因此体内电流的通道导体是肌肉,从电流通过的难易度可以知道肌肉的重量,使用者就可以由此判断自己的锻炼状况和肥胖程度。
通过同样的方法,也可以判断在体重的比例中,骨骼所占成分和密度,从而即时地发现骨质疏松的前期症状,即时进行钙质补充。
所有这些测量结果将会被显示在体重计的一个液晶显示器上,内置的存储器可以方便地保留六位测量者的身体资料,以便家庭成员集体使用或对以往身体状况的比照。
这种新型体重计,还可以通过类似血压测量仪的辅助装置,测量局部的肌肉比,例如手臂、大腿、小腹等等,从而帮助使用者了解他们的锻炼真实效果,采用多项锻炼计划全面地塑造更加完美、健康的体型,而不是仅仅依靠单项剧烈运动,把目光单纯地投注在体重方面。
不过,在使用这种体重计测量的过程中,你必须事先输入你的准确身高,从而充分考虑高度造成人体电阻的变化对结果产生的最终影响,同时你也必须保持直立,尽量避免弯腰、坐姿等,否则可能造成肌体折叠的角质,让测量无法准确进行。
通过这项研究,日本肥胖协会也向公众推荐了真正合理的脂肪含量数据。即30岁以下的男性脂肪含量应在14%到20%之间,女性为17%至24%。超过30岁,男性为17%到23%,女性为20%到27%。如果男性在25%以上,女性30%以上,就都属于肥胖人群。
男女脂肪比例与肥胖分布表 肥胖的界定 肥胖的人多是体重超重。它是由脂肪含量过多所致。但体重适中的人也可肥胖。即身体的脂肪比例高于正常水平。 男女脂肪脂肪比例与肥胖分布表 男女 瘦〈12% 〈17% 适中12-209% 12-279% 中量胖 21-259% 28-329% 肥胖>26% >33% 肥胖的测定方法 一般有量度体重,皮下脂肪厚度,体质指数,腰围,拍照等。 肥胖的不良影响 1:外观影响 2:健康影响 患中风、腰背痛、静脉曲张、糖尿病、肾结石、胆结石、关节炎的机会较高。 3:心理影响:易造成自我形象偏低、缺乏信心、做事工作注意力不集中。 肥胖成因 1:病理性:多由内分泌失调引起。 2:遗传部分人天生脂肪细胞数目较正常人多,即身体比一般人有更多细胞去容纳多余的脂肪,若不注意饮食又缺少运动,他们会比正常人更容易肥胖。研究指出父母与子女肥胖的遗传关系如下: 父母 生肥胖子女的机率 二人均胖 80% 一人是胖 40% 两人是瘦 7% 3:环境因素:缺乏运动(减少能耗)及不注意饮食(吸收多余能量)都会造成肥胖。 一般对减肥的误解浅析 1:局部减肥运动:通过运动而进行的减肥是全身性的。而一些局部的运动不能减去身体某部分的脂肪。 2:电疗:一般电疗的目的是镇痛,令肌肉被动的收缩,并没有减肥去脂的效果 3:被动式运动器械:身体在运动机上被动的活动,多是关节的活动而没有肌肉的收缩,也没有真正的减肥效果。 4:减肥腰带:利用腰带外力把腰包紧收窄, 这是短暂的外观美,并没有任何减肥作用。 5:减肥按摩腰带:只能短暂加速血液循环及令肌肉松弛,减少身体线条,并没有减肥作用。 6:节食:只是节食而不配合适当的运动,不能维持长久功效。在节食期中,身体的脂肪与肌肉细胞一起萎缩,身体的基础代谢率民相应的减低。若节食期完结,食量回复正常,这时只有脂肪细胞肥大,而肌肉细胞却因没有运动的刺激而不能增大,身体的基础代谢率比节食前更低,即能量消耗比节食前低,身体肥胖的可能性更大。这是一般人所称的“摇摆式”减肥。 不同减重计划比较表 参考指标 节食 运动 脂肪含量 丢失的%少 %高 食物生热作用 减少 增加 肌肉细胞 萎缩 肥大 基谢率 降低 增加 心脏血管及呼吸功能 减弱 改善提高 生理及精神状态 下降-无氧工作能力降低 肌肉韧带力量改善,耐力提高,肌肉伸屈性改善 减重计划 不易坚持,效果难以持久 容易成功及坚持 运动对减肥的作用 1:消耗多余的脂肪 运动量 时间 强度与脂肪消耗呈正比 2:代谢率的提升:运动后48小时内均可增加能量的消耗 3:增加瘦体的比率:肌细胞肥大 更有线条美另外肌细胞基础代谢率比脂肪细胞高两倍,更有利于消耗能量 4:减少肥胖对健康带来的危害减少心脏病、高血压、提高心肺功能,改善生理及精神状态。 减肥运动的类别与功用 1:无氧运动:运动后有酸软及疲倦 2:有氧运动:比无氧运动轻松,它能消耗多余脂肪,运动后的基谢率和食物生热作用亦增加,心肺功能亦同时加强。 减肥运动的建议 1:有氧运动要訣:次数 每周三 到四次 强度60-70%的最高心率 时间:20-30分钟 类型: 健身单车、游泳、跳舞、球类、弹床、划艇机等 参考选择:室内:弹床、健身单车、跳舞 室外:游泳及缓步跑 团体:球类、跳舞 经济:行路 缓步跑 过肥人士:游泳、健身单车、划艇机 2:无氧运动要訣: 型式:负重运动,重量渐增加 次数:每天每组运动三十次后休息一分钟,重复三次 类型:仰卧起坐 俯卧提腿 俯卧支撑 支撑回坐 生活调整 减肥计划中应注意生活调整。良好的生活方式能有效的消耗能量,达到减肥的目的。 研究指出人体的基础代谢量随年龄增加而减少,而适当的运动会使肌肉细胞肥大,提高代谢率。 研究指出:进食与基础代谢率有一定的关系,进食后会使基础代谢率增加,因此吃早餐比不 吃早餐更能提高食物生热作用。多行走多上下楼,少用摇控操作。 各年龄减肥锻炼心率表: 15 135 164 20 130 160 25 126 156 30 123 152 35 120 148 40 117 144 45 114 140 50 110 136 55 107 132 60 104 128 65 101 124 70 97 120
运动是减肥的一种好方法。肥胖者增加体育锻炼,不但可以达到增加体内脂肪的“支出”,使体型恢复的目的,而且还可以使身体的各器官得到锻炼,增强体魄。因此说,增加运动是非常适宜减肥的好方法。
要增加肌肉的活动,就需要增加热量,这样可以促进脂肪库中脂肪的“燃烧”,改变肌肉与脂肪的比例。运动可以刺激脂肪的消耗,通过神经、体液的调节促进脂肪代谢。运动可以降低血脂,使血液中的胆固醇及甘油三酯降低,减少脂肪在心脏、肝脏、血管中的沉积,减少冠心病、脂肪肝等疾病的发生率。运动有助于改善心肌代谢,从而提高心肌工作能力,使心肌收缩力加强,增强了肥胖者的心血管系统对体力负荷的适应能力。运动可以增强呼吸力量,增加胸廓活动范围及肺活量,改善肺通气及换气功能,使气体交换加快,也有利于“燃烧”多余的脂肪。
A生物电阻测量法 BIA (Bioelectrical Impedance)
一般健身房都有的测脂机,用人体成分分析仪通过脂肪和肌肉的不同导电率算出全身脂肪 是一种利用人体瘦组织是良导体而脂肪是绝缘体的特性,通过不同的电极向人体发放电流,进而测量人体电阻,在将测试结果代入含有身高、体重、性别、年龄的方程来计算人体脂肪含量和比率的方法。
B皮脂钳测量法 Calipers (Anthropometry- Skinfold Measurements)
是一种利用测定人体多点皮下脂肪厚度来计算体内脂肪含量百分比的方法。用皮脂夹测出身体特定部位的厚度,通过人体在水中的重量和陆地的重量的不同,通过一系列计算算出全身脂肪这种方法与计算过程所使用的人体模型十分有关,欧美人体模型的数据不能在亚洲使用,日本人的模型也不能很好地计算中国人的数据。由于这一方法操作简便,所以近几十年很多国家曾普遍采用过。但这比较原始,只能推测皮下脂肪
C)基于ARM的人体脂肪测量仪
为解决传统的人体脂肪测量仪只测量人体的全身阻抗,不能反映人体各个部位的脂肪分布情况的问题,提出了人体阻抗分布模型和分段阻抗计算公式,进而测量人体不同部位的脂肪含量的方法,并设计完成了一种基于ARM处理器的人体脂肪测量仪;该仪器以ARM处理器S3C2410为核心,外扩激励信号源、信号采集和处理、放大电路及整流滤波等电路,在嵌入式linux操作系统下实现了对人体脂肪的测量和分析;实验结果表明,该仪器比传统的人体脂肪测量仪检测精度高,能反映人体脂肪分布状况。
下面是几个国际上使用的脂肪含量的测定:
D水下称重测量法 Hydrodensitometry Weighing (Underwater Weighing)
是一种利用测定人体的排水量、人体瘦体重的密度和脂肪组织的密度来计算出体内脂肪重量,进而计算出体内脂肪含量百分比的方法。这种方法误差小、精度高,但是需要专门的测试空间和工具,且操作步骤较多,只适合试验室测试,不适合大众自我测试。水下称重法的原理也十分简单:人体脂肪的比重大约是08公斤/升,脂肪外其他组织的平均比重大约是10公斤/升。称量人体在空气中的重量、在水中吸饱气时的重量、在水中尽力呼完气后的重量就可以通过简单的计算求出人体脂肪的总重量了。
E 双能 X 线吸收测量法 DEXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry)
是一种利用身体不同组织(矿物质、瘦身体、脂肪)对x光吸收率不同的原理来测量体内脂肪含量的方法。测试中采用小步距对两个低辐射源同步检测。这种方法是相对较新的方法,精度较高,但测试费用昂贵,测试时间长(每人10—20分钟),只能供高级实验室使用,无法在实验外进行。
F近红外线测量法 NIR (Near Infrared Interactance)
是一种利用近红外线对人体不同组织穿透反射程度不同的原理来测量体内脂肪含量的方法。测试多采用测量人体肱二头肌做为主要测试部位,将测试数据代入含有身高、体重、体形、活动量水平的方程就可计算出受试者体内脂肪含量的百分比。这一方法已经较为普遍地在实验室外得到应用,原因是此法所需仪器便宜,测度步骤简单。但由于每次探头对身体组织的压迫力不同,对同一受试者所测量出的数据往往也不一样,因此这种方法的测试精度较差。
G核磁共振成像 Magnetic Resonance Imaging (MRI)
是一种基于X光,利用人体组织细胞在磁场作用下被“激发”程度不同这一特性来测量体内脂肪含量的方法。一次测量大约需要30分钟,测量设备昂贵,虽然测试精度高,此法只适合在高级实验室使用。
H瘦体导电测量法 Total Body Electrical Conductivity (TOBEC)
是一种基于人体(非脂肪)瘦体是良好电流导体的原理来测定身体瘦体重的方法。尽管此法精度较高,测试时间只需10秒,但由于测试仪器昂贵,应用范围限于高级实验室。
I 计算机控制〔X线〕断层扫描术 Computed Tomography
CT中的X射线管产生的一束环绕人体的x射线被探头所接受产生身体断面信息,计算机运用复杂的算法构建出人体内的组织影像。此法设备昂贵,人体又处于辐射中,因此此法只限于实验室应用。
J排空气测量法 BOD POD (Air Displacement)
此法测量原理与水下称重法类同,是一种利用人体排出空气的体积来计算身体密度,进而计算出脂肪含量和比率的方法。在测试所需的20秒内,测试者坐在一个密封仓内,所排出空气的体积由连于计算机的传感器测出。此法所需设备昂贵,不便于在实验室外进行。
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