我们一切的身体活动,都需要消耗能量来完成,就如同汽车不加油就开不了,人体如果没有能量供应,那么一切生命活动将是空谈。肌肉活动的直接能量来源是三磷酸腺苷,即ATP(Adenosine triphosphate),事实上,人体的各种生理活动所需要的能量供应,基本都由ATP供给。而人体ATP的来源主要是营养物质糖、蛋白质和脂肪的氧化分解,我们日常对食物摄入的目的之一就是在补充这些营养物质,就如同给汽车添加燃料一般。ATP可以在体内酶的作用下,迅速分解成二磷酸腺苷(ADP,Adenosine diphosphate)和无机磷酸,并释放出能量。而ATP一旦分解后,便会迅速被补充,这一补充过程由磷酸肌酸(CP,Creatine phgosphate)完成,CP也在酶的作用下释放出能量将ATP分解产生的ADP再合成为ATP,如此循环往复便可以给机体源源不断的供能。人体在运动时,所需要的能量分别由三个不同的能量系统供给,分别是磷酸原系统(phosphagen system)、酵解能系统(glycolytic system)和氧化能系统(aerobic system)。
磷酸原供能系统又称ATP-CP系统,该系统主要是结构中带有磷酸基团的ATP(包括ADP)、CP构成,而由于在供能过程中均发生磷酸基团的转移,故称之为磷酸原。肌肉在运动中ATP直接分解供能,而CP再合成为ATP,保持供应的连续性。磷酸原供能系统作为极量运动的能源,一般仅能维持运动6到8秒,确是无可代替的快速能源,一般在人体从事极大强度且时间较短的活动时,ATP-CP作为主要的能源供能。
酵解能系统又称乳酸能系统,为运动中骨骼肌内的肌糖原或葡萄糖在无氧环境下酵解,生成乳酸并释放出能量以供肌肉利用的供能系统,我们在之前的文章中也简单介绍过该系统。该系统可维持运动2-3分钟,是大强度运动时的主要供能系统。酵解能系统与磷酸原系统共同为时间短强度大的无氧运动提供能量,故这二者又可称为无氧供能系统,通常来讲,以这两种供能系统主要供能的运动又称为无氧运动。
氧化能系统又称为有氧氧化系统,是需要在氧气供应充分的情况下,氧化分解糖类,脂肪和蛋白质供能的系统。该系统以糖类和脂肪为主要能源物质,其供能效率也是三个供能系统中最低的,但是由于其能源物质储量充足,故可以维持较长的时间(糖类可达1-2小时,脂肪则更长)。一般人体在非运动状态下,或从事强度较小,持续时间较长的运动时,主要由该系统供能。
了解了人体的三个供能系统,我们大致明白人体的能量输出过程分为无氧与有氧代谢两个过程,而从事不同的运动需要不同的代谢过程作为其能量供应的保障。但是我们要清楚,尽管我们有三个供能系统,但是一切运动的能量供应,均是三个供能系统按不同比例参与供能,不存在绝对的单一供能系统的供能。