緒言
運動營養學的內涵主要是指如何將營養學的概念應用到運動訓練上，使應用對象獲得良好的運動能力和身體健康，它的內容除了討論身體運動時能量的來源、身體吸收養分的過程、食物攝取的時機，也探討運動員如何運用攝食所產生的能量和營養物質來增進競技運動時的表現，以及一般民眾如何經由規律運動與營養的攝取維持身體健康，並預防疾病和延緩老化的程度等。
身體能量運用的基本概念
人類身體的細胞可以將食物轉換成身體活動和維持生命所需的能量，所以食物的種類、特性、攝食量和攝食時間，對於人類的運動表現和身體健康有很大的影響。基於這個基本原理，首先我們必須先了解身體在運動時能量運用的基本概念。
一 運動時身體能量的來源
一般而言，人體運動時能量的來源，是身體內的細胞將特定營養分子所蘊含的能量分解轉換成運動所需的機械能，在人們日常攝取的營養中與能量來源有關的營養成分主要是碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素和礦物質。其中碳水化合物和脂肪藉由氧化過程釋放能量以供ATP的合成，當ATP被合成後，無論人體執行任何工作，就可以直接將ATP拿出來使用。
另外，蛋白質是建構肌肉、組織和器官的主要原料，但在身體能源供應不足的狀態下，蛋白質也可以替代碳水化合物和脂肪作為能量的來源。另一種重要的營養成分即是維生素與礦物質，他們就像蛋白質的配件，重要的功能是在能量代謝的過程扮演協助的角色。
二 規律運動可增進能量運用的能力
日常食物中蘊含的營養分子所提供的能量包括：碳水化合物每公克可提供約4大卡能量；脂肪每公克可提供約9大卡能量；蛋白質每公克可提供約4大卡能量。以上營養分子透過分解以獲得能量的過程中，氧氣的參與很重要，也由於大自然中氧氣的供應可以源源不斷，所以藉由氧化過程來獲得能量的方式，成為人體提供能量用以製造ATP的主要模式。
但為何規律運動可以增進能量運用的能力？因為在肌肉細胞中含有大量粒線體，它是將電子傳遞給氧氣的主要媒介，人體經過耐力訓練後，肌肉中的粒線體數量最多可增加到二倍，所以長期從事運動訓練的身體，其氧化營養分子以獲取能量的能力比一般人強。由此可見，養成規律運動，尤其是長期從事有氧運動的人，分解碳水化合物和脂肪以獲取能量的能力會比一般人強。
三 運動與減少能量攝取有助增長壽命
人類長期以來的老化研究都在探討如何追求生命品質的提升和壽命的增長，目前所得到的結論一致認為運動可以促進健康體能，因此有助於生命品質的提升。具體的說，如果在沒有飲食控制的狀態下，單純利用運動消耗能量可使體重降低，藉以預防肥胖和降低高血壓、高血脂、糖尿病等慢性疾病的罹患率，進而增進生命品質。
另一方面，相關研究也指出，如果在沒有運動介入的狀態下，減少能量攝取對於遺傳性肥胖者和先天慢性疾病高危險群明顯有增加壽命的效果。也就是說，肥胖是許多慢性疾病的危險因子，減少能量攝取可以大幅降低許多疾病的罹患率，縱使是慢性疾病的高危險群，也可以藉由減少能量攝取而降低罹患率或延後發病的時間，因此可延長壽命。由此可知，如果要同時兼顧生命品質與壽命增長，規律運動配合飲食控制是最好的方式。
運動與營養攝取
為維護身體健康，除了規律運動外，在日常飲食中正確攝食是值得關注的重要課題。本章節分為碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素、礦物質、水等六個部分加以介紹。
一 碳水化合物
碳水化合物又稱為醣類，包括單醣（如葡萄糖、果糖等）、雙醣（如蔗糖、麥芽糖等）和多醣（如澱粉、肝醣等）三大類，在人體運動時扮演提供能量的重要角色。一般民眾對於碳水化合物都有偏差的看法，認為碳水化合物是高能量的食物，因此避之唯恐不及。事實上在提供人體能量所需的二大營養素中，每公克的碳水化合物只含有約4大卡的熱量，比較每公克含有約9大卡熱量的脂肪，可謂是小巫見大巫。所以現在世界上多數國家的衛生組織均建議民眾應增加多醣類碳水化合物（如澱粉、膳食纖維等）的攝取，並減少脂肪的攝取比例，但對於有甜味的單醣類碳水化合物（如果糖、葡萄糖等）的攝取比例則不宜過高。
目前，常見的甜味碳水化合物有碳酸飲料、太甜的水果、蛋糕、甜點等，以上食物容易造成身體健康的負面效果，進而導致各種慢性疾病的發展，因此必須減少日常的攝食量，尤其在運動前後應該避免補充過量的含糖飲料。
二 脂肪
日常飲食中的脂肪經由腸胃道的消化吸收後會轉變成三酸甘油脂，並大量儲存在脂肪組織（如：腹腰部位和皮下脂肪組織）、肝臟和肌肉中，是人體安靜狀態下身體使用的主要能量來源。由於身體24小時不斷的在氧化脂肪組織中的三酸甘油脂以維持基礎代謝，所以身體必須經常的回補才不至於匱乏。當人體運動時，可藉由脂肪組織中三酸甘油脂氧化過程，長時期提供肌肉收縮的能量消耗，另一方面，脂肪也分布在各器官周圍，用以保護和隔離臟器。
但目前流行趨勢大多崇尚瘦身，造成大眾對脂肪持負面的看法。其實，根據行政院衛生署對飲食中脂肪的建議量，我們每日油脂的攝取量宜占食物總攝取量的25％，因為脂肪在人體維生的運作上有許多重要功能，如促進脂溶性維生素的吸收、合成激素、構成細胞重要成分、參與代謝等等，因此完全杜絕脂肪的攝食反而有害身體健康的維護。
但脂肪的過度攝取容易導致肥胖，增加有害身體健康的危險因子，所以適量的營養攝取加上適度的運動，可有效預防肥胖的發生。如何藉由運動達到預防肥胖呢？人體在安靜狀態和從事低強度運動時，脂肪供應大部分的能量來源，然而當運動強度達到中強時，碳水化合物作為能量供應的比例會增加到與脂肪大約一樣，如果運動的時間持續1個小時或更久，脂肪被運用作為能量供應的比例會越來越高。
具體的說，當身體進行高強度運動時，碳水化合物是肌肉收縮主要的能量供應來源，尤其是肝醣的無氧分解；如果身體所進行的是低強度的耐力性運動，脂肪作為能量供應的比例就會增加到50％左右。由此可知，從事低強度長時間的運動有助於消耗來自脂肪的熱量，達到體重控制的效果。
三 蛋白質
人體建構和修補肌肉、組織與器官的主要原料來自於蛋白質，蛋白質也擔負了免疫、輸送、血液酸鹼度及滲透壓的維持等功能，同時蛋白質也以酵素的形式扮演體內許多生化反應和生理機能催化反應的螺絲釘角色。
人體中蛋白質的構成大約有20種胺基酸，其中必須胺基酸有9種，是人體無法自行合成或合成量不足，必須透過攝食取得供應；其它的11種則是非必須胺基酸，人體可以自行合成。含有充足的各種必須胺基酸以完全提供體內需求的蛋白質，稱為完全蛋白質，雞蛋、牛奶、肉類屬於完全蛋白質；如果缺少一種以上必須胺基酸的蛋白質，則稱為不完全蛋白質，此種蛋白質無法單獨供應體內所有的胺基酸需求。
人體在合成蛋白質時，須有足夠的必須胺基酸，假如缺乏任何一種，則體內蛋白質的合成只能進行到此胺基酸用盡，無法合成出完整的蛋白質，所以，如果體內缺乏某一種必須胺基酸，那麼由蛋白質負責的生理功能，大部分都會受到損害，同時體內蛋白質的儲存量也會降低。
蛋白質是構成肌肉的主要成分，對於成長期中的青少年而言是非常重要的營養素，藉由規律運動加上高蛋白、低脂肪的攝食方式，可促進身體的發展，並提升免疫力。
四 維生素
維生素與能量、身體組成的構成成分無關，然而卻與酵素和激素相互進行調節作用，是促進蛋白質、醣類、脂肪等能量元素成長和調節所不可或缺的微量元素，如果攝取不足就會影響身體健康及運動能力，所以維生素的攝取和補充對一般民眾很重要。
五 礦物質
礦物質是一種無機物質，是維持人類生命必要的物質之一，也是維持身體健康活力的重要營養素。
礦物質的攝取可以幫助肌肉和神經的運作、骨骼的形成、免疫力的增強等，可分為二大類：
- 主要礦物質，包括鈣、磷、鈉、鉀、鎂、硫和氯等。
- 微量礦物質，包括鐵、銅、硒、鋅、碘、氟、錳、鈷、鉻、釩、硼和鉬等。
六 水
水是人體組織中含量比例最大的成分，是體內各種離子、分子的溶劑，並具有調節體溫的重要機轉，平常或運動時發生水分失衡，容易造成生理功能失調的情況。尤其運動時人體會大量排汗，同時將體內的礦物質排出，若沒有及時補充將影響其運動表現，所以建議在運動前、中、後期應補充配方運動飲料或飲用水，其攝取原則包括：
運動與體重控制
人類身體儲存的能量主要有三酸甘油脂（脂肪）、醣類（肝醣）二大類，由於三酸甘油脂不吸水，對於身體活動提供較大的便利，所以存量約為醣類的2.25倍以上，但如果人體三酸甘油脂的存量過高而可能導致身體健康的危機，就稱為肥胖。
肥胖與死亡率及慢性疾病均有顯著的相關性，尤其是腹腰部特別寬廣的中樞性肥胖者，更是要特別注意糖尿病、高血壓、心臟病、中風、關節炎、癌症等疾病的預防。
眾所周知，人類身體活動量的多寡將影響體型，一般人認為其原因是運動消耗身體熱量所導致，但是目前並沒有太多研究結果支持這個說法。事實上，運動營養學的觀點認為運動可以防止肥胖的發生，是因為運動可以使肌肉組織對於能源儲存的能力增加，並減少脂肪組織和肝臟能源回補的量，進而避免肥胖的產生。同時，也因為運動可以降低脂肪組織中脂蛋白脂解的活性，因此抑制了脂肪組織對於三酸甘油脂的吸收。
運動強度和時間是體重控制重要的要素。一般而言，人體肌肉組織在運動後會發生缺乏氧氣與養分的現象，為了快速回補，肌肉組織會因血液供應量增加而產生膨脹感，同時吸收養分的能力也相對的增加，因而形成養分分配給脂肪組織和肌肉組織的比例改變。基於這個原理，運動強度較高、時間較長時分配效應會增強，而且持續的時間也比較長久，預防肥胖的效果也比較好。
另一方面，要達到預防肥胖的效果，除了須注意運動強度和時間將影響能源分配的比例外，還必須注意平常攝食的能源被儲存在何處，因此運動後飲食時間的安排也是體重控制重要的因素之一。
具體而言，進行運動訓練期間的用餐時間對於體重控制的效果具有關鍵的影響力，因為運動後的肌肉組織對於養分具有較強的吸收力，相對降低了脂肪組織對於養分的吸收，因此能夠避免能源大量在肝臟和脂肪組織中儲存，進而達到塑身的效果。但是這個效應在運動過後會慢慢消失，因此如果能將主食用餐時間安排在運動後一小時內，將可透過運動和飲食控制雙重機轉達到體重控制的效果。
