人體運(yùn)動(dòng)供能系統(tǒng)
2012-10-17 10:01閱讀：3,645
在人體內(nèi)有三大供能系統(tǒng)糯崎，它們是：ATP-磷酸肌酸供能系統(tǒng)勺届、無氧呼吸供能系統(tǒng)和有氧呼吸供能系統(tǒng)斗锭。
（1） ATP在肌肉中的含量低由桌，當(dāng)肌肉進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)忍级，供能時(shí)間僅能維持約1～3秒帆谍。
（2）之后的能量供應(yīng)就要依靠ATP的再生。這時(shí)颤练，細(xì)胞內(nèi)的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸鍵水解將能量轉(zhuǎn)移至ADP既忆，生成ATP驱负。磷酸肌酸在體內(nèi)的含量也很少，只能維持幾秒的能量供應(yīng)患雇。人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)跃脊，首先是ATP-磷酸肌酸供能系統(tǒng)供能，通過這個(gè)系統(tǒng)供能大約維持6～8秒左右的時(shí)間苛吱。
（3） 這兩項(xiàng)之后的供能酪术，主要依靠葡萄糖和糖元的無氧酵解所釋放的能量合成ATP。無氧酵解約能維持2～3分鐘時(shí)間翠储。
（4） 由于無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸易導(dǎo)致肌肉疲勞绘雁，所以長時(shí)間的耐力運(yùn)動(dòng)需要靠有氧呼吸釋放的能量來合成ATP。
綜上所述援所，短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)庐舟，如50米、100米短跑住拭、跳躍挪略、舉重，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能滔岳；長時(shí)間低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)杠娱，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之間的較短時(shí)間的中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)谱煤，如400m摊求、800m、1500m跑刘离，100m室叉、200m游泳，則主要由無氧呼吸提供能量寥闪。
運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目 總需氧量（升） 實(shí)際攝入氧量（升） 血液乳酸增加量
馬拉松跑 600 589 略有增加
400米跑 16 2 顯著增加
100米跑 8 0 未見增加
人在劇烈運(yùn)動(dòng)呼吸底物主要是糖太惠。但在長時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，如馬拉松式的長跑運(yùn)動(dòng)疲憋，人體內(nèi)貯存的糖是不夠用的凿渊，在消耗完貯存的糖類物質(zhì)后，就動(dòng)用體內(nèi)貯存脂肪和脂肪酸缚柳。
一埃脏、運(yùn)動(dòng)時(shí)供能系統(tǒng)的動(dòng)用特點(diǎn)
(一)人體骨骼肌細(xì)胞的能量儲(chǔ)備
(二)供能系統(tǒng)的輸出功率
運(yùn)動(dòng)時(shí)代謝供能的輸出功率取決于能源物質(zhì)合成ATP的最大速率。
(三)供能系統(tǒng)的相互關(guān)系
1．運(yùn)動(dòng)中基本不存在一種能量物質(zhì)單獨(dú)供能的情況秋忙，肌肉可以利用所有能量物質(zhì)彩掐，只是時(shí)間、順序和相對(duì)比率隨 運(yùn)動(dòng)狀況而異灰追，不是同步利用堵幽。
2．最大功率輸出的順序狗超，由大到小依次為：磷酸原系統(tǒng)>糖酵解系統(tǒng)>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化，且分別以近50％的速率依次遞減朴下。
3．當(dāng)以最大輸出功率運(yùn)動(dòng)時(shí)努咐，各系統(tǒng)能維持的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是：磷酸原系統(tǒng)供極量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)6—8秒；糖酵解系統(tǒng)供最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)30—90秒殴胧，可維持2分鐘以內(nèi)渗稍；3分鐘主要依賴有氧代謝途徑。運(yùn)動(dòng)時(shí)間愈長強(qiáng)度愈小团滥，脂肪氧化供能的比例愈大竿屹。脂肪酸是長時(shí)間運(yùn)動(dòng)的基本燃料。
4．由于運(yùn)動(dòng)后三磷酸腺苷(ATP)灸姊、磷酸肌酸(CP)的恢復(fù)及乳酸的清除拱燃，須依靠有氧代謝系統(tǒng)才能完成，因此有氧代謝供能是運(yùn)動(dòng)后機(jī)能恢復(fù)的基本代謝方式力惯。
二扼雏、不同活動(dòng)狀態(tài)下供能系統(tǒng)的相互關(guān)系
安靜時(shí)，不同強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)夯膀，骨骼肌內(nèi)無氧代謝和有氧代謝供能的一般特點(diǎn)表現(xiàn)如下。
(一)安靜時(shí)：
安靜時(shí)苍蔬，骨骼肌內(nèi)能量消耗少诱建，ATP保持高水平；氧的供應(yīng)充足碟绑，肌細(xì)胞內(nèi)以游離脂肪酸和葡萄糖的有氧代謝供能俺猿。線粒體內(nèi)氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸強(qiáng)，即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代謝格仲。在靜息狀態(tài)下押袍，呼吸商為0．7，表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸凯肋。
(二) 長時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)：
在長時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)谊惭，骨骼肌內(nèi)ATP的消耗逐漸增多，ADP水平逐漸增高侮东，NAD+還原速度加快圈盔，但仍以有氧代謝供能為主。血漿游離脂肪酸濃度明顯上升悄雅，肌內(nèi)脂肪酸氧化供能增強(qiáng)驱敲，這一現(xiàn)象在細(xì)胞內(nèi)糖原量充足時(shí)就會(huì)發(fā)生。同時(shí)宽闲，肌糖原分解速度加快众眨，加快的原因有兩點(diǎn)：
（1）能量代謝加強(qiáng)握牧。
(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中間產(chǎn)物草酰乙酸協(xié)助才能實(shí)現(xiàn)。
在低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的最初數(shù)分鐘內(nèi)娩梨，血乳酸濃度稍有上升沿腰，但隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，逐漸恢復(fù)到安靜時(shí)水平姚建。
(三) 大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)：
隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的提高矫俺，整體對(duì)能量的要求進(jìn)一步提高，但在血流量調(diào)整后掸冤，機(jī)體對(duì)能量的需求仍可由有氧代謝得到滿足厘托，即有氧代謝產(chǎn)能與總功率輸出之間保持平衡。在這類運(yùn)動(dòng)中稿湿，血乳酸濃度保持在較高的水平上铅匹，說明在整體上基本依靠有氧代謝供能時(shí)，部分骨骼肌內(nèi)由糖酵解合成ATP饺藤。血乳酸濃度是由運(yùn)動(dòng)肌細(xì)胞產(chǎn)生乳酸與高氧化型肌細(xì)胞或其他組織細(xì)胞內(nèi)乳酸代謝之間的平衡決定的包斑。
（四） 短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：
在接近和超過最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌以無氧代謝供能涕俗。極量運(yùn)動(dòng)時(shí)罗丰，肌內(nèi)以ATP、CP供能為主再姑。超過10秒的運(yùn)動(dòng)萌抵，糖酵解供能的比例增大。隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長元镀，血乳酸水平始終保持上升趨勢(shì)绍填，直至運(yùn)動(dòng)終止。
總之栖疑，短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)(10秒以內(nèi))基本上依賴ATP讨永、CP儲(chǔ)備供能；長時(shí)間低遇革、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)卿闹，以糖和脂肪酸有氧代謝供能為主；而運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10秒—10分內(nèi)執(zhí)行全力運(yùn)動(dòng)時(shí)澳淑，所有的能源儲(chǔ)備都被動(dòng)用比原，只是動(dòng)用的燃料隨時(shí)間變化而異：運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，ATP杠巡、CP被動(dòng)用量窘，然后糖酵解供能，最后糖原氢拥、脂肪酸蚌铜、蛋白質(zhì)有氧代謝也參與供能锨侯。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的一段時(shí)間，骨骼肌等組織細(xì)胞內(nèi)有氧代謝速率仍高于安靜時(shí)水平冬殃，它產(chǎn)生的能量用于運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的能源物質(zhì)的恢復(fù)囚痴，如磷酸原、糖原等审葬。
不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)磷酸原儲(chǔ)量的變化：（1）極量運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí)深滚，CP儲(chǔ)量接近耗盡，達(dá)安靜值的3％以下涣觉，而ATP儲(chǔ)量不會(huì)低于安靜值的60％痴荐。（2）當(dāng)以75％最大攝氧量強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)達(dá)到疲勞時(shí)，CP儲(chǔ)量可降到安靜值的20％左右官册，ATP儲(chǔ)量則略低于安靜值生兆。（3）當(dāng)以低于60％最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，CP儲(chǔ)量幾乎不下降膝宁。這時(shí)鸦难，ATP合成途徑主要靠糖、脂肪的有氧代謝提供员淫。
運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)磷酸原系統(tǒng)的影響：(1)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以明顯提高ATP酶的活性合蔽；(2)速度訓(xùn)練可以提高肌酸激酶的活性，從而提高ATP的轉(zhuǎn)換速率和肌肉最大功率輸出介返，有利于運(yùn)動(dòng)員提高速度素質(zhì)和恢復(fù)期CP的重新合成辈末；(3)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練使骨骼肌CP儲(chǔ)量明顯增多，從而提高磷酸原供能時(shí)間映皆；(4)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌內(nèi)ATP儲(chǔ)量影響不明顯。
我了解的運(yùn)動(dòng)中脂肪動(dòng)員與時(shí)間轰枝、強(qiáng)度的關(guān)系捅彻，順提肌肉流失與恢復(fù)
（這篇東西主要是討論有氧運(yùn)動(dòng)和減脂的。提前通知一下鞍陨，沒有興趣的可繞道步淹。）
看到有人問怎樣才能燃燒脂肪，想到很多诚撵，干脆碼一個(gè)帖子算了缭裆。這些只是我零敲碎打了解到的體系，羅列一下和大家討論分享寿烟。雖然多數(shù)來源于正規(guī)渠道和書籍澈驼，但仍不知道組織得是否合理，望專家指正筛武。
因?yàn)槲矣畜w會(huì)缝其，科普的東西如果談得粗略挎塌，應(yīng)用起來極有可能失之毫厘謬之千里，甚至根本無從實(shí)際應(yīng)用内边。此外榴都，定性不定量也是國人科普的通病，我比較愛看科普文章漠其，深有體會(huì)嘴高。所以我盡量寫詳細(xì)些，勿怪和屎。
首先拴驮，身體在第一分鐘就開始消耗血液中的脂肪酸了。
1-10分鐘：血液中的脂肪酸被持續(xù)動(dòng)用眶俩，但儲(chǔ)備脂肪被動(dòng)員莹汤、分解、入血的比例較少颠印，所以血脂被快速消耗纲岭，降至最低點(diǎn)。
10分鐘開始：儲(chǔ)備脂肪動(dòng)員增加线罕，血液中游離脂肪酸含量增加止潮。
30分鐘左右：血液中游離脂肪酸含量達(dá)到最高點(diǎn)。脂肪供能比例也達(dá)到最高钞楼。此后很長一段時(shí)間都會(huì)持續(xù)這個(gè)比例喇闸，不再升高。
這個(gè)比例又因運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而已询件，高強(qiáng)度有氧動(dòng)員脂肪較少燃乍，因?yàn)橹竟┠懿惶?jīng)濟(jì)，浪費(fèi)氧氣宛琅；中等強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)答案是65%最大攝氧量刻蟹。我查了一下攝氧量心率對(duì)照表，貌似折合70%-75%最大心率嘿辟？）有氧運(yùn)動(dòng)的脂肪動(dòng)員比例最大舆瘪，可達(dá)三分之一。經(jīng)過鍛煉的頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員红伦，可達(dá)50%英古。
順帶一提，運(yùn)動(dòng)超過30分鐘后停止昙读，脂肪動(dòng)員入血的比例并不會(huì)迅速下降召调，而是持續(xù)好幾個(gè)小時(shí)。因此，運(yùn)動(dòng)超過30分鐘某残，對(duì)身體后續(xù)燃燒脂肪也是有利的国撵。
1-2小時(shí)后（？因人而異）：人體內(nèi)儲(chǔ)存糖元因不斷耗用而趨于枯竭玻墅，沒有了肝糖原的持續(xù)支援介牙、血糖水平也開始下降，此時(shí)糖異生加強(qiáng)澳厢，脂肪供能比例持續(xù)上升环础，肌肉分解也開始（明顯？）增多剩拢。據(jù)說馬拉松后期线得，脂肪供能比例高達(dá)80%。（廢話徐伐，糖元沒了贯钩，只能吃脂肪和肌肉了。）
最后話說回來办素，雖然馬拉松式的鍛煉可以大量消耗脂肪角雷，但是肌肉蛋白的流失對(duì)多數(shù)人來說是得不償失，所以不建議有氧鍛煉超1小時(shí)（因人而異性穿。我覺得這個(gè)數(shù)據(jù)針對(duì)的是運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)一般勺三、營養(yǎng)策略一般的普通人。運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該能到2小時(shí)吧需曾。當(dāng)然了吗坚，除了體能因素還有運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的因素，你搞變速跑呆万，間歇跑商源，1小時(shí)都支持不到。）
結(jié)論1：有氧運(yùn)動(dòng)從一開始就會(huì)消耗脂肪谋减。但是達(dá)到和超過30分鐘后炊汹，脂肪燃燒比例最高。尤其30分鐘到1小時(shí)逃顶，是減肥的黃金時(shí)間。
結(jié)論2：1小時(shí)以上充甚、甚至2小時(shí)以上的中以政、高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，是一把雙刃劍伴找，既砍脂肪盈蛮，又消耗肌肉。是否要這么做技矮，看各人理解了抖誉。我的理解是殊轴，1小時(shí)正好（對(duì)有些人、有些運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而言袒炉，可能是2小時(shí)）旁理；在這之后，小超怡情我磁，大超傷身孽文。因?yàn)橹镜姆纸庥肋h(yuǎn)比肌肉的分解更早更優(yōu)先；似乎越到后面夺艰，肌肉分解越厲害芋哭。這和饑餓減肥是一樣的：輕度饑餓、短暫饑餓還成郁副，重度饑餓减牺、長時(shí)間饑餓，肌肉分解速度會(huì)明顯加快存谎。不知道這個(gè)理解對(duì)不對(duì)拔疚，望專家指正，我感覺八九不離十（額愕贡，自我感覺良好草雕。）所以我一般會(huì)運(yùn)動(dòng)個(gè)80分鐘的樣子。
一定程度上緩解或者延后肌肉分解的方法：運(yùn)動(dòng)前48小時(shí)直到運(yùn)動(dòng)前1小時(shí)固以，采取高碳水化合物的飲食策略墩虹，大幅提升肌糖原儲(chǔ)備（最優(yōu)方案下，肌糖原儲(chǔ)備較平時(shí)幾乎可以翻倍）憨琳；增加脂肪動(dòng)員比例诫钓，延緩糖元耗盡的時(shí)間（如控制心率，避免穿插無氧運(yùn)動(dòng)等篙螟；服用咖啡因菌湃、茶多酚等，貌似也能增加脂肪供能比例）遍略；運(yùn)動(dòng)中適量補(bǔ)糖（主要適合中等以上強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)惧所、持續(xù)1小時(shí)以上的情況，否則糖元并不會(huì)耗竭）绪杏；運(yùn)動(dòng)前中下愈，服用牛磺酸蕾久、支鏈氨基酸势似、谷氨酰胺（比如牛磺酸，有研究表明服用怕囊颍磺酸后障簿，血液中肌肉分解后代謝產(chǎn)物的濃度降低了。這說明耪て磺酸可以減少肌肉分解）站故。
至于國內(nèi)很火的左旋肉堿，說是能增加脂肪代謝來著霞篡，但有研究稱日常攝入的左旋肉堿已經(jīng)很足夠世蔗，除非你是素食主義者，否則不大需要額外補(bǔ)充朗兵。
一定程度上促進(jìn)肌肉合成污淋、從而彌補(bǔ)肌肉損失的方法：保持運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后都有足夠的蛋白質(zhì)攝入（需要是容易快速吸收的類型余掖，個(gè)人感覺寸爆，牛奶、蛋白粉盐欺、雞蛋白可能不錯(cuò)）赁豆；特殊營養(yǎng)物質(zhì)的攝取，比如FDP冗美、BCAA魔种、核糖、谷氨酰胺粉洼、肌酸等节预。
