人體內(nèi)三大供能系統(tǒng)#精制材料

1、人體內(nèi)三大供能系統(tǒng)在人體內(nèi)有三大供能系統(tǒng)，它們是：1、ATP-磷酸肌酸供能系統(tǒng)。2、無氧呼吸供能系統(tǒng)3、有氧呼吸供能系統(tǒng)。（1） ATP在肌肉中的含量低，當(dāng)肌肉進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，供能時(shí)間僅能維持約13秒。（2） 之后的能量供應(yīng)就要依靠ATP的再生。這時(shí)，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，生成ATP。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)。人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，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68秒左右的時(shí)間。（3） 這兩項(xiàng)之后的供能，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23分鐘時(shí)間。（4） 由于無氧呼

2、吸產(chǎn)生的乳酸易導(dǎo)致肌肉疲勞，所以長(zhǎng)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，短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，如100米短跑，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，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)，如400米跑，則主要由無氧呼吸提供能量。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600589略有增加400米跑162顯著增加100米跑80未見增加人在劇烈運(yùn)動(dòng)呼吸底物主要是糖。但在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，如馬拉松式的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)，人體內(nèi)貯存的糖是不夠用的，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。一、運(yùn)動(dòng)時(shí)供能系統(tǒng)的動(dòng)用特點(diǎn)(一)人

3、體骨骼肌細(xì)胞的能量?jī)?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，肌肉可以利用所有能量物質(zhì)，只是時(shí)間、順序和相對(duì)比率隨運(yùn)動(dòng)狀況而異，不是同步利用。2最大功率輸出的順序，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。3當(dāng)以最大輸出功率運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)68秒；糖酵解系統(tǒng)供最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)3090秒，可維持2分鐘以內(nèi)；3分鐘主要依賴有氧代謝途徑。運(yùn)動(dòng)時(shí)間愈長(zhǎng)強(qiáng)度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大。脂肪酸是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)

4、的基本燃料。4由于運(yùn)動(dòng)后三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)的恢復(fù)及乳酸的清除，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。二、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)，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)，骨骼肌內(nèi)能量消耗少，ATP保持高水平；氧的供應(yīng)充足，肌細(xì)胞內(nèi)以游離脂肪酸和葡萄糖的有氧代謝供能。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。在靜息狀態(tài)下，呼吸商為07，表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。(二) 長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)：在長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌內(nèi)ATP的消耗

5、逐漸增多，ADP水平逐漸增高，NAD+還原速度加快，但仍以有氧代謝供能為主。血漿游離脂肪酸濃度明顯上升，肌內(nèi)脂肪酸氧化供能增強(qiáng)，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)，肌糖原分解速度加快，加快的原因有兩點(diǎn)：（1）能量代謝加強(qiáng)。(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)，血乳酸濃度稍有上升，但隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，逐漸恢復(fù)到安靜時(shí)水平。(三) 大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)：隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的提高，整體對(duì)能量的要求進(jìn)一步提高，但在血流量調(diào)整后，機(jī)體對(duì)能量的需求仍可由有氧代謝得到滿足，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，血乳酸濃度保持在較高的水平上，說明在整體

6、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。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。（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。極量運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌內(nèi)以ATP、CP供能為主。超過10秒的運(yùn)動(dòng)，糖酵解供能的比例增大。隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，血乳酸水平始終保持上升趨勢(shì)，直至運(yùn)動(dòng)終止?？傊?，短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)(10秒以內(nèi))基本上依賴ATP、CP儲(chǔ)備供能；長(zhǎng)時(shí)間低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)，所有的能源儲(chǔ)備都被動(dòng)用，只是動(dòng)用的燃料隨時(shí)間變化而異：運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，A

7、TP、CP被動(dòng)用，然后糖酵解供能，最后糖原、脂肪酸、蛋白質(zhì)有氧代謝也參與供能。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，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)，如磷酸原、糖原等。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)，CP儲(chǔ)量接近耗盡，達(dá)安靜值的3以下，而ATP儲(chǔ)量不會(huì)低于安靜值的60。（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，ATP儲(chǔ)量則略低于安靜值。（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。這時(shí)，ATP合成途徑主要靠糖、脂肪的有氧代謝提供。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

8、明顯提高ATP酶的活性；(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，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；(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；(4)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP補(bǔ)充的過程肌肉工作時(shí)營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)直接影響到肌肉力量的發(fā)揮。最大力量的增長(zhǎng)、速度力量的提高、力量耐力的持久將取決于ATP-CP供能系統(tǒng)，糖酵解供能系統(tǒng)，有氧供能系統(tǒng)的供能能力，即無氧非乳酸性供能，無氧乳酸性供能，有氧供能。根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)理論可知，ATP是肌肉收縮的直接能源。無論CP、糖的無氧、糖的有氧及脂肪的有氧供能都必須以ATP的形式供肌肉收縮

9、。當(dāng)人體激烈活動(dòng)時(shí)，肌肉中的ATP首先能起發(fā)動(dòng)作用，促使CP同步分解再合成ATP供能，與此同時(shí)磷酸立即參與糖的無氧快酵解產(chǎn)生ATP以補(bǔ)充肌肉中的ATP的濃度。當(dāng)ATP-CP系統(tǒng)供能接近生理允許的極限消耗時(shí)間(5.66秒5.932秒)時(shí)，開始啟用無氧糖酵解提供的ATP與ATP-CP系統(tǒng)消耗的能力共同供能，直至糖的無氧酵解供能占優(yōu)勢(shì)，但此時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下降。極限運(yùn)動(dòng)8秒鐘后，開始糖的有氧慢酵解生成丙酮酸進(jìn)入三羧循環(huán)氧化生成ATP補(bǔ)充肌肉中ATP濃度。當(dāng)運(yùn)動(dòng)30秒左右時(shí)，由于糖的無氧酵解被抑制，迫使運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度降低(即每秒每公斤肌肉消耗的ATP數(shù)量減少)，乳酸作為有氧供能的銜接能源供能。隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，糖

10、的有氧及脂肪的有氧供能維持肌肉長(zhǎng)時(shí)間的活動(dòng)。對(duì)發(fā)展力量素質(zhì)來說，無氧非乳酸性供能最為重要。因?yàn)榱α吭鲩L(zhǎng)在較短時(shí)間內(nèi)，以較快的速度完成技術(shù)動(dòng)作效果最佳。進(jìn)行力量練習(xí)時(shí)，還應(yīng)注意動(dòng)員白肌纖維參加工作，因?yàn)榘准±w維中CP含量較高。由于進(jìn)行力量練習(xí)時(shí)肌肉活動(dòng)的強(qiáng)度很大，工作時(shí)間很短，又常伴有憋氣，特別是靜力練習(xí)時(shí)肌肉持續(xù)緊張，血管被擠壓，血液流動(dòng)不暢通，往往造成缺氧。在這種情況下，肌肉收縮的能量供應(yīng)，主要依靠能源物質(zhì)的無氧分解，其表現(xiàn)特征是磷酸肌酸大量消耗，肌糖元生成乳酸，血液中乳酸也升高，因此，若發(fā)展力量素質(zhì)，必須提高肌肉的無氧代謝能力。人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)ATP分解放能后需要及時(shí)補(bǔ)充，補(bǔ)充的途徑有三條：即磷酸肌酸（CP） 分解、糖的無氧酵解及糖與脂肪的有氧氧化。生理學(xué)上稱之為運(yùn)動(dòng)時(shí)的三個(gè)供能系統(tǒng)。人體 從事的各種不同的運(yùn)動(dòng)，其能理供應(yīng)都分別屬于這三個(gè)供能系統(tǒng)，而發(fā)展這三個(gè)供能系統(tǒng)的 方法又各不相同。（1）磷酸原系統(tǒng)（ATPCP系統(tǒng)）磷酸肌酸（CP）是貯存在 肌細(xì)胞內(nèi)的另一種高能磷化物。當(dāng)ATP分解放能后，CP立刻分解放能以補(bǔ)充ATP的再 合成，由于這一過程十分迅速，不需要氧氣也不會(huì)產(chǎn)生乳酸，因此，生理學(xué)上將它與ATP 一道合稱為非乳酸系統(tǒng)，又稱磷酸原系統(tǒng)。 生理學(xué)研究證明，全身肌肉中ATPCP系統(tǒng)供能能