人体运动时,能量的供应主要来源于哪些供能系统

人体运动的能量来源有三种:磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。根据运动的强度和时间的长短,每种系统起的作用不同。人体能量来源最终体现在能量 物质ATP(三磷酸腺苷)上。即:ATP是我们人体利用能量的直接形式,当人体需要能量时,ATP在酶的作用下,脱掉一个磷酸变成ADP并释放出能量。这 个能量提供了我们机体所有的生命活动的能源,包括:化学能、机械能、生物能等。

(1)磷酸原系统是通过体内的高能物质磷酸肌酸在磷酸肌酸激酶的作用下将高能磷酸键转给ADP,这时ADP结合一磷酸变成ATP。由于磷酸肌酸在体内的储存量很少,所以它只能提供肌体很短时间的运动能量;

(2)糖酵解系统也就是体内糖类(血液中的葡萄糖、肝脏中的肝糖原和骨骼肌中的肌糖原和糖异生途径)在肌体供氧不足的情况下产生的无氧氧化而产生能量。同 样,由于是无氧酵解,产生的能量也不是很多(一分子的葡萄糖经糖酵解产生3个ATP),但是因为体内的糖原储备比磷酸肌酸要多得多,所以糖酵解可以提供比 磷酸原系统更长时间的运动能量;

(3)有氧氧化系统顾名思义是在氧供应充足的条件下发生的,是机体内最大的能量供应系统,它可以由体内的糖储备(一分子葡萄糖有氧氧化产生36/38个 ATP)和脂肪分解(一分子的软脂酸氧化分解产生129ATP)来产生。由于人体氧的供应和利用有其局限性(最大摄氧量),当机体在短时间进行大强度的运 动时,氧供应不足,有氧氧化系统不能或只能部分参加机体的能量供应;相反地,在长时间和低强度的运动中,氧供应充足,有氧系统可以成为机体主要的能量供应 系统。

(4)尽管机体的磷酸肌酸储备很少,但是它可以马上调动起来,所以在大强度具爆发性的运动开始(7~8秒左右),主要是磷酸原系统提供能量;同时,糖酵解 系统也启动起来,它可以提供2分钟之内的大强度运动;如果机体继续维持大强度的运动,糖酵解能量供应也跟不上,机体就因为能量供应不上而运动能力下降了。

我们通过刘飞人的110米栏来说明您就很快可以理解了:发令声一响,刘飞人就像箭一样的飞了出去,这时他体内的氧供应还不能满足他飞箭一样的巨大需求,主要是磷酸原系统和糖酵解系统提供能量;在起跑后的几秒内,磷酸原系统也消耗完了,这时开始主要是糖酵解系统提供能量。飞人是世界冠军,他是110栏跑得最 快的人,他调动了机体所有的能量,但是糖酵解提供的能量还是无法维持他要成为超级飞人的雄心,(尽管磷酸原能量可以在2~4秒内部分恢复,但毕竟能量极 少),所以我们看到,在快速冲刺的时候,速度反而比途中跑还慢了。这不是刘飞人认为可以得冠军就骄傲了,而是他的体能调动已经到达了极限。这回,您明白了 吗?

(5)那么,我们体内储备最多提供能量也最多的有氧氧化系统在那儿歇菜干嘛呢?请别误解,它心有余而力不足,英雄无用武之地呀!因为短时间大强度的运动能 量需要巨大,而瞬间氧的供应又极少(从平静到爆发性过程),有氧氧化基本派不上用场。相反地,在长时间低强度的运动如马拉松等,体内氧气供应充足(人体靠 呼吸获得氧气),糖类和脂肪都参与有氧氧化,产生了很多的能量,所以可以维持长时间(马拉松要2个多小时)的运动。理论上说,有氧氧化是可以持续稳定地提 供能量直到全部消耗殆尽。这也是我们机体有氧运动减肥的理论基础。

(6)那么,介于飞人和马拉松之间的很多运动是怎样的呢?氧的供应部分可以提供给机体,所以,这样的运动有氧无氧供能都有,只是比例不同罢了。

 


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