人體運(yùn)動時的能量供應(yīng)與消耗要點

概述人體運(yùn)動時的能量供應(yīng)與消耗人體三大供能系統(tǒng)任何的體育活動，都要透過肌肉收縮而得以完成，但肌肉收縮則要在能量供應(yīng)充足的情況下，才能夠正常運(yùn)作，所以能源可說是各項體育活動的基本要素。體育鍛煉可以改善人體內(nèi)能量的儲備，從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。

概述人體運(yùn)動時的能量供應(yīng)與消耗人體三大供能系統(tǒng)任何的體育活動，都要透過肌肉收縮而得以完成，但肌肉收縮則要在能量供應(yīng)充足的情況下，才能夠正常運(yùn)作，所以能源可說是各項體育活動的基本要素。體育鍛煉可以改善人體內(nèi)能量的儲備，從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。食物是肌肉活動所需能量的間接來源，在人體內(nèi)經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)后，食物被分解時所釋放的能量，就會被用來制造一種名為三磷酸|泉甘（adenosinetriphosphate,簡稱ATP）的高能量化合物，并儲存于肌肉細(xì)胞之中，當(dāng)ATP被分解的時候，就能夠提供能量作肌肉活動之用了。so直接能源物J◎運(yùn)動時骨骼肌ATP利用的部位和作用肌球蛋白ATP酶消耗ATP,引起肌微絲相對滑動和肌肉收縮做功；肌質(zhì)網(wǎng)膜上鈣泵（Ca-ATP酶）消耗ATP,轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+,調(diào)節(jié)肌肉松弛；肌膜上鈉泵（Na,K-ATP酶）消耗ATP,轉(zhuǎn)運(yùn)Na+/K+離子，調(diào)節(jié)膜電位。

三磷酸腺甘ATP其實是常復(fù)雜的腺甘酸部分和三個相對地較為簡單的磷(adenosine)當(dāng)1摩爾(mole)三磷酸腺甘ATP其實是常復(fù)雜的腺甘酸部分和三個相對地較為簡單的磷(adenosine)當(dāng)1摩爾(mole)ATP被分解的時候，就能夠產(chǎn)生7至(phosphate)小組所構(gòu)成個結(jié)構(gòu)三ATP(adenosine-triphosphate)又叫三磷酸腺甘，簡稱為ATP,其結(jié)構(gòu)式是：A—P?P?P。它是一種含有高能磷酸鍵的有機(jī)化合物，它的大量化學(xué)能就儲存在高能磷酸鍵中。ATP是直接能源物質(zhì)，是生命活動能量的直接來源。但本身在體內(nèi)含量并不高。ATP在肌肉內(nèi)的儲存量極為有限，人體全身的肌肉內(nèi)只有120至180微摩爾(mM)的ATP,或1.2至1.8千卡的能量，僅足以維持三數(shù)秒的盡最大努力活動(all-outefforts)之用。所以，肌肉活動若要繼續(xù)進(jìn)行下去，就得重新合成ATP了?？墒?，重新合成ATP原來也是要用上能量的。ATP在肌肉內(nèi)的儲存量極為有限，僅足以維持三數(shù)秒的盡最大努力活動(maximalefforts)之用;ATP在人體內(nèi)是不斷地被分解及重新合成，而重新合成ATP也是需要能量。人體內(nèi)就有三大供能系統(tǒng)，可以供應(yīng)能量作為重新合成ATP之用；當(dāng)中兩個是無氧系統(tǒng)，另外一個則是有氧系統(tǒng)。

大功率輸出供能可維持約2秒；CP以最大功率輸出供能可維持約3-5倍于ATPo劇烈運(yùn)動時CP含量迅速下降，但ATP變化不大。其特點是能總量少，持續(xù)時間短，功率輸出最快,不需要氧氣，不產(chǎn)生乳酸等物質(zhì)。因此也稱為：高能磷酸化化物系統(tǒng)或ATP-CP供能系統(tǒng)、非乳酸能系統(tǒng)。短跑、跳躍、舉重只能依提此系統(tǒng)。乳酸叫系畿乳酸供能系統(tǒng)是指糖原或葡萄糖在細(xì)胞漿內(nèi)無氧分解快乳酸過程中,再合成ATP的能量素統(tǒng)。其最大供能速率或輸出功率為293J-kg-1?s-1，供能持續(xù)時間為33s左右。由于最終產(chǎn)物是乳酸，故稱乳酸能系統(tǒng)。產(chǎn)能過程類似釀酒發(fā)酵，故也稱為：糖酵解供能系統(tǒng)或無氧酵解供能系統(tǒng)。?有氧氧化系統(tǒng)是指糖、脂肪和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)徹底氧化成水和二氧化碳的過程中，再合成ATP的能量系統(tǒng)。從理論上分析，體內(nèi)貯存的有氧氧化燃料，特別是脂肪是不會耗盡的，故該系統(tǒng)供能的最大容量可認(rèn)為無限大。其特點是ATP生成總量很大，但速率很慢,需要氧的參與，不產(chǎn)生乳酸類的副產(chǎn)品。據(jù)計算，該系統(tǒng)的最大供能速率或輸出功率為15J-kg-1?s-1，該系統(tǒng)是進(jìn)行長時間耐力活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。人體運(yùn)動時的供能系統(tǒng)，依其運(yùn)動項目的特點暨運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動持續(xù)時間的不同可分為1-ATP—CP（磷酸原）系統(tǒng)、2?無氧糖酵解（乳酸）系統(tǒng)和3?有氧氧化系統(tǒng)。

人體處于安靜或休息的狀態(tài)時，因為心肺系統(tǒng)能夠供應(yīng)充足的氧氣給肌肉細(xì)胞使用，所以能量主要是由有氧系統(tǒng)提供，大約有三分之二的能量是來自脂肪的代謝，另外的三分之一則是來自碳水化合物，而蛋白質(zhì)的貢獻(xiàn)只是微乎其微。原則上大部分的運(yùn)動項目皆可被歸納為兩個類別：（1）時間短而強(qiáng)度大的運(yùn)動，和（2）時間長而強(qiáng)度較小的運(yùn)動。當(dāng)然，還有其他的一些項目是未能歸入這兩個類別之中。

任何只可以維持2-8秒的運(yùn)動項目，如100米、200米、400米短跑及舉重、50游泳等，均可被視為時間短而強(qiáng)度大的項目。碳水化合物是主要的燃料，脂肪次之，蛋白質(zhì)再次是微乎其微。由于單靠有氧系統(tǒng)是無法迅速供應(yīng)足夠能量作這類活動之用，經(jīng)常要求到機(jī)體在氧氣短缺(oxygendeficit)的情況下提供能量作肌肉活動之用,所以無氧系統(tǒng)(包括ATP-CP系統(tǒng)及乳酸系統(tǒng))是這類項目的主要供能系統(tǒng)?！?- —

對于時間極短而強(qiáng)度非常大的項目而ATP-CP系統(tǒng)是主要的供能系統(tǒng)。?對于要持續(xù)時間8秒鐘以上才完成的項目，乳酸系統(tǒng)會逐漸取代ATP-CP系統(tǒng)而成為主要的供能系統(tǒng)。不過，在乳酸濃度不斷提高的情況下（無氧糖酵解活動的結(jié)果），活動亦只得停止下來或改以較低的強(qiáng)度繼續(xù)進(jìn)行。任何可以維持10分鐘或以上的運(yùn)動項目，都可以被歸納于這個類別之中。有氧系統(tǒng)是這類活動的主要供能系統(tǒng)，碳水化合物和脂肪都是主要的供能系統(tǒng)。20分鐘以內(nèi)的運(yùn)動項目主要以碳水化合物作為燃料，當(dāng)運(yùn)動持續(xù)下去（如30分鐘或以上），碳水化合物（糖元）的儲備明顯下降時，脂肪便會逐漸取而代之成為有氧系統(tǒng)的主要燃料。?時間再長的項目如馬拉松長跑，運(yùn)動員于比賽完結(jié)時血液內(nèi)乳酸的濃度往往只是安靜時的2至3倍。對于這類運(yùn)動員來說，導(dǎo)致疲累的原因包括：（1）肝糖耗盡以致血糖濃度下降，（2）肌糖耗盡而出現(xiàn)局部的肌肉疲勞，（3）水分和電解質(zhì)流失導(dǎo)致體溫上升，及（4）心理上感到沉悶等?四、其他項目?除了「時間短、強(qiáng)度大」和「時間長、強(qiáng)度小」的項目外，還有一些運(yùn)動項目是介乎于兩者之間的，這類項目的特點，就是需要到有氧系統(tǒng)及無氧系統(tǒng)的同時或當(dāng)替運(yùn)作。就以1500米及3000米跑為例，條活動的加速及沖刺階段，無氧系統(tǒng)是主要的供能系統(tǒng)。另一方面，在活動的中段或穩(wěn)定狀態(tài)階段，能量則主要由有氧系統(tǒng)供給。其實，不單止是徑賽項目如此，其他的運(yùn)動項目如游泳、自行車，甚至是球類活動等，都有類似的情況出現(xiàn)。，供能系統(tǒng)的主導(dǎo)地位,主要是7抉君動項目實際進(jìn)行時的速度和時間而定。運(yùn)動進(jìn)行時的速度越高，強(qiáng)度通常也越大，能夠維持的時間亦越短。因為機(jī)體沒有足夠的氧氣補(bǔ)給,亦沒有充足的時間過渡至穩(wěn)定狀態(tài)，所以能量只有靠無氧系統(tǒng)供給。速度越高，強(qiáng)度越大，ATP-CP系統(tǒng)在提供能量上越加重要。