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[运动训练] 浅述人体三大供能系统:磷酸原,糖酵解,有氧氧化

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awagink 来自手机 显示全部楼层 发表于 2020-10-2 18:27:04 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
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人体运动最直接的供能物质是ATP(中文叫三磷酸腺苷,知道它是一种高能化合物就行),我们肌细胞内只储存了很少量的ATP,而运动又需要持续的提供ATP,所以就需要有持续生成ATP的系统。这个系统有三类(根据能量物质来源分):磷酸原系统、糖酵解系统、有氧氧化系统。它们就是我们所说的三大供能系统。就是说,不论是哪种供能系统,经过不同方式的转变,最后都要以生成ATP的方式来为人体供能。可以先简单这样理解:磷酸原系统速度最快,但持续时间最短。有氧氧化系统持续时间最长,但速度最慢。糖酵解介于两者之间。

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先说磷酸原系统,它可以说是最容易提供ATP的系统,在类似于跳跃、百米冲刺这样的极短持续时间的运动类型中,磷酸原系统是主要的供能系统,它能很快的为肌肉的收缩提供必要的能源物质ATP。该系统的运作仰赖于另一种高能的磷酸分子:磷酸肌酸(CP)。前面说到的直接供能物质ATP,在水解供能的过程中会生成ADP(二磷酸腺苷,它是比ATP少了一个磷酸根的物质,也正是由于这个磷酸根的释放,使得磷酸键中的能量被释放了出来去供能)。这个ADP跟CP在一种酶(肌酸激酶)的作用下又反应产生了ATP。然后!ATP又水解供能,产生ADP,ADP又与CP反应产生ATP……所以这个系统也叫ATP-CP系统。乍看起来这简直就是一个永动机啊!可惜的是,磷酸肌酸(CP)这个东西在肌细胞内也是少的可怜,大概也就ATP的4-6倍。所以这个系统只能是极短时间内为肌肉的收缩提供能量,大概是8-10秒以内。随着运动持续时间的增加,肌细胞内的磷酸肌酸来不及补充,导致该系统供能能力下降,这个时候就需要另一个供能系统提高工作积极性来生成ATP了,它就是糖酵解系统。

糖酵解系统,顾名思义,能量来源是糖(血液里的葡萄糖、肌肉里的肌糖原、肝脏里的肝糖原)。由于体内的糖原储备要比磷酸肌酸多,所以糖酵解系统也能比磷酸原系统相对更持久的提供能量。该系统又分无氧糖酵解和有氧糖酵解。无氧糖酵解能相对较快的生成ATP为身体供能(当然,没有磷酸原系统快),而有氧糖酵解因为要经过一个三羧酸循环,所以效率就会相对低一些。在400米、800米赛跑,或者力量训练的一组8-12RM的动作里,基本就是无氧糖酵解系统在主要供能。而1500米-3000米这样的赛跑基本就是有氧糖酵解在主要供能(有氧氧化系统也已经参与了)。无氧糖酵解的主要供能时间大约在2分钟以内,2分钟以上的运动,有氧系统就逐渐开始努力工作了。(有些文献也将有氧糖酵解系统归类到有氧系统里,而将无氧糖酵解称为乳酸系统,因为无氧糖酵解会产生乳酸)

有氧氧化系统,这里主要强调的是以消耗脂肪为主的有氧氧化系统,因为糖的氧化代谢是从糖酵解开始的(前面提到的有氧糖酵解)。存储在脂肪细胞中的甘油三酯在脂肪酶的作用下分解出游离脂肪酸和甘油,其中脂肪酸会通过血液系统进入肌细胞的线粒体中进行氧化代谢(说实话,具体的过程我也看的懵懵懂懂,也写不出来,我有化学恐惧症)。在安静状态下,或者低强度长时间的运动,比如打扫卫生、走路散步、马拉松等,都是有氧代谢作为主要的能量供应。有文献指出,在安静状态下,脂肪供能占到约70%,而30%来自碳水化合物(就是糖),运动开始后,随着强度的增加,能量物质的消耗比例慢慢由脂肪向碳水化合物过度,在大强度有氧运动中(比如400,800米跑),几乎所有能量都来自碳水化合物(前提是碳水化合物够充足),其实就是有氧和无氧的糖酵解。但随着运动时间继续加长(比如马拉松),脂肪耗能的比例又逐渐增大。
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强调两点。

一:在每个运动阶段,这三类供能系统并不是独立供能的,只是贡献的比例不同。

二:不是说比例大,消耗的就多。举个例子,躺着不动的时候,脂肪供能比例大约70%,但是整体消耗的能量太少了,所以这70%也没多少。而力量训练的时候,也许脂肪供能比例只有20%,但是由于所耗的总能量大,所以这里的20%,也比躺着的70%要多。

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