运动供能系统及特点：化学角度解析

2023-10-19 理论教育版权反馈

【摘要】：人体运动时的供能系统，按照运动强度和运动持续时间的不同，可分为磷酸原系统、无氧糖酵解（乳酸）系统和有氧氧化系统。在三个供能系统中，其能量输出功率最高。凡是短时间计量运动如短跑、举重、冲刺、投掷等所需的能量，磷酸原系统的供能起决定性作用。当人体剧烈运动时，骨骼肌对能量的消耗不仅多而且速度快，有氧供能不足。

人体运动时的供能系统，按照运动强度和运动持续时间的不同，可分为磷酸原（ATP-CP）系统、无氧糖酵解（乳酸）系统和有氧氧化系统。

磷酸原（ATP-CP）系统又称为非乳酸能系统，它是由肌肉内的ATP（三磷酸腺苷）和CP（磷酸肌酸）两种高能磷化物构成的，且都是通过分子内高能磷酸键裂解时释放能量，以实现快速供能。磷酸原系统的供能不在其数量的多少，而在其能量的快速可动用性。在三个供能系统中，其能量输出功率最高。凡是短时间计量运动如短跑、举重、冲刺、投掷等所需的能量，磷酸原系统的供能起决定性作用。任何强度的运动，开始供能都是该系统，其特点是分解供能速度快，重新合成的速度最快，不需要氧，不产生乳酸，供能系统最大输出功率为50 w/kg体重，是三个供能系统中输出功率最高者，但维持供能的时间短。例如，一名70 kg的人参加运动的肌肉以20 kg计算，磷酸原系统储备的能量可供其轻快走步运动的时间约为1 min，或者可维持最大强度运动时间为6～8 s。30～60 m急速跑全靠磷酸原系统供能，60～100 m跑主要靠磷酸原系统供能，200～400 m跑大部分靠磷酸原系统供能，所以，磷酸原系统在短时间最大强度运动的供能系统中起重要作用。

糖无氧酵解系统是400 m、800 m、1 500 m跑，100 m、200 m游泳的主要供能系统。当人体剧烈运动时，骨骼肌对能量的消耗不仅多而且速度快，有氧供能不足。ATP和CP大量消耗时，糖的无氧酵解便开始参与供能。当氧供应不足的程度为氧化供能需要量的2倍以及肌肉中ATP-CP被消耗的量约为原储备量的50%时，为了迅速再合成ATP以保证持续运动的能力，骨骼肌中的糖原就开始大量无氧分解，乳酸开始生成。糖无氧酵解系统供能特点是糖原酵解速度快，供能比有氧氧化供能及时，也被称为应急能源；糖原酵解供能不需要氧；糖原酵解系统供能的最大输出功率为25 w/kg体重，约为磷酸原系统的1/2。因此，主要利用糖无氧酵解系统供能的运动，表现出来的速度和力量都不如磷酸原系统供能，但糖无氧酵解系统维持供能时间比较长；糖酵解产生的能量有限，但可积少成多；糖酵解的代谢产物为乳酸，乳酸在肌细胞中的大量增多，不仅对ATP的合成起抑制作用，还会引起肌细胞代谢性酸中毒，工作能力降低，易发生疲劳。在糖酵解系统中，虽然能迅速释放能量且不需要氧，可是在这种情况下再合成ATP的量是相当少的。

有氧氧化系统是在氧供应充足的条件下，糖、脂肪和蛋白质被氧化为二氧化碳和水，同时释放大量能量，使ADP（二磷酸腺苷）再合成为ATP。其供能特点是：体内95%的ATP均来自线粒体内的氧化磷酸化作用，是生成ATP的主要途径，也是人体能量消耗的主要供能系统；糖的有氧氧化释放的ATP是糖酵解生成的ATP数量的19倍，所以比糖酵解产生的能量多，比脂肪有氧氧化供能系统消耗的能量少，是体内最经济的能量供应系统；有氧供能系统的能源物质来源广阔、种类多、储备量大，是取之不尽的能量来源；有氧氧化过程复杂，供能速度比较慢，脂肪有氧氧化供能因耗氧量大的影响，只有在运动强度低、氧供应充足的条件下才能被大量利用，是耐力运动项目的主要供能来源；糖和脂肪进行有氧氧化时的最大输出功率比磷酸原供能系统和糖酵解供能系统的最大输出功率低。

所以，运动项目之间的能量供应是紧密相连的，形成一个连续统一体。(www.chuimin.cn)

为什么跑得气喘的时候说话困难

人类的发音器官主要是咽喉和声带，声带受到进出肺的空气的作用，发生振动而发出声音。空气从肺部进出是呼吸运动造成的。这样看来，说话时发声是与呼吸有关的，可以说，说话是一种特殊的呼吸运动。

呼吸和说话配合得协调是由于呼吸进入肺的空气符合说话时发声的需要，因此说话流利清楚。但是，当人跑得气喘时，呼吸运动不能被人灵活地控制，当人说话需要吸气时，肺却要呼气，当人需要呼气时，肺却要吸气，这样破坏了正常呼吸，因此在跑得气喘时说话断断续续，呼吸很困难，甚至说不下去。只有等到不气喘时，呼吸恢复正常，说话才能清楚。

运动供能系统及特点：化学角度解析

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