有氧和無氧運動能量代謝特點

什麼叫有氧運動，什麼叫無氧運動？

大多數健美運動員和健美愛好者只解其表，不解其理，訓練中一般是盲目聽 從，對訓練所要達到的目的過程並不十分明確，以致影響了訓練的自覺性和訓練效果。

本文就有氧和無氧運動能量代謝的特點作一分析，以助大家釋疑解惑，從根本上了解健美運動的特點，提高訓練的自覺性。

要了解有氧和無氧運動的能量代謝特點，得從的作用談起。

三磷酸腺苷(簡稱ATP)是肌肉活動唯一的直接能源，也是人體其它任何細胞活動(如腺細胞的分泌、神經細胞的興奮等)的直接能源。

ATP貯存在細胞中，其中以肌細胞(肌纖維)為最多。

ATP由一個稱為腺苷的大分子和三個較簡單的磷酸根組成，後兩個磷酸根上有"高能鍵"，鍵上貯有大量化學能，故ATP這類化合物又稱為高能磷化物。

當ATP末端一個磷酸鍵斷裂時，便釋放出能量，使細胞做功或完成其生理功能。

肌肉活動時，貯存在肌纖維中的ATP在ATP酶的催化下迅速分解為二磷酸腺苷(ADP)和無機磷(PI)，釋放出能量，牽動肌絲滑動，使肌纖維縮短，完成做功。

但肌肉中ATP的儲量較少，必需邊分解邊合成，才能不斷滿足肌肉活動的需要，使活動得以持久。

事實上ATP一被分解就立刻再合成。

再合成所需的能量，根據運動的具體情況，來源有三：

1是磷酸肌酸分解放能；2是糖原酵解生能；3是糖和脂肪(還有部分蛋白質)氧化生能。

1、磷酸肌酸的分解。

磷酸肌酸(簡稱CP)是貯存在肌纖維中與ATP緊密相關的另一種高能磷化物，分解時能放出大量能量。

當肌肉收縮且強度很大時，隨著ATP的迅速分解，CP也迅速分解放能，以使ADP和PI合成ATP。

肌肉在安靜狀態下，高能磷化物以CP的形式積累，故肌細胞中CP的含量約為ATP的3－5倍。

儘管如此，其含量也是有限的，CP全部分解時只能維持數秒鐘的劇烈運動，必須有其它供應ATP再合成的能量才能使肌肉活動持續下去。

CP供能使ATP再合成的重要意義，不在其含量，而在其快速可動用性。

由於CP既能迅速分解放有，又不需氧、不產生乳酸，故它與ATP一起在供能系統中稱為磷酸原系統(ATP－CP系統)CP和ATP不能直接用作營養補劑，因為其分子過大，不能被人體吸收。

而一羥基肌酸能被人體直接吸收，進入肌細胞合成CP，進而為合成ATP所用，供給肌肉活動的能量，對力量鍛鍊有一定的良好作用。

2、肌糖原的酵解。

運動持續時間在10秒以上且強度很大時，機體所需的能量已遠超出磷酸原系統所能供給的，同時機體的供氧量也遠遠滿足不了需要。

這時運動所需ATP再合成在能量就主要靠糖原酵解來提供了。

糖酵解以肌糖原為原料，在把葡萄糖分解成乳酸的過程中生成ATP。

所產生的乳酸在氧供應充足時，一部分在線粒體中被氧化生能，一部分合成為肝和糖原等。

乳酸是一種強酸，在體內積聚過多會破壞內環境的酸鹼平衡，使肌肉工作能力下降，造成肌肉暫時性疲勞。

因此，依靠糖原無氧酵解供能也只能使肌肉工作持續幾十秒鐘。

無氧酵解供能時，不需要氧，但產生乳酸，故稱乳酸能系統。

乳酸能系統的重要意義是在缺氧情況下仍能產生能量，以供體內急需。

3、糖和脂肪的有氧氧化。

當運動中氧的供應能滿足氧的需要時，運動所需的ATP即主要由糖、脂肪的有氧氧化來供能。

有氧氧化能提供大量的能量，從而能維持肌肉較長的工作時間。

例如，由糖原產生的葡萄糖有氧氧化所產生的ATP為無氧糖酵解的13倍。

這種有氧氧化供能稱為有氧氧化系統。

雖然磷酸原系統和乳酸能系統在運動過程中都供應一定的、甚至大部分的能量，但ATP和CP的最終合成以及糖酵解產物乳酸的消除卻要通過有氧氧化來實現。

所以，肌肉活動所需能量的最終來源是糖和脂肪(也許還有蛋白質)的有氧氧化，而糖和脂肪又來自食物。

在運動中，糖和脂肪優先利用的程度和程序是不相同的。

這主要受兩個因素的影響，一是運動強度和持續時間，二是膳食。

同時還與訓練程度有關。

①運動強度和持續時間的影響。

當運動強度增加、持續時間縮短時，糖是占支配地位的能源。

因為在時間短、強度大的運動中，ATP的生成主要由乳酸能系統提供能量，即依靠無氧糖酵解來產生ATP，而糖原是無氧酵解的唯一能源。

強度很大、時間很短的運動(如舉重)，ATP再合成的主要來源是CP，糖的無氧酵解僅能提供少量能量。

運動強度低、時間長的運動，脂肪便成了主要能量來源。

長時間持續運動(如馬拉松跑)的後期，約有80%的ATP來自脂肪氧化。

雖然脂肪是長時間劇烈運動的主要能源，但糖仍很重要，尤其是在運動開始階段。

人在長距離跑開始時，糖被大量利用，隨著運動的繼續，糖才緩慢而平穩地低於脂肪的利用。

②膳食的影響。

膳食類型對運動時糖或脂肪利用的多少有重要影響。

在耐力運動(如長跑)中，普通(混合)膳食者(約55%的糖、30%的脂肪和15%的蛋白質)開始時利用糖，隨後逐漸轉為利用脂肪。

數天食用高脂肪低糖膳食後，運動時優先利用的是脂肪，但出現疲勞、精疲力盡的時間提前很多。

數天食用高糖、低脂膳食後，運動時優先利用的能源是糖，隨著運動的繼續，逐漸偏向利用脂肪，但運動耐力卻是食用混合膳食的兩倍，是高脂肪膳食的三倍。

③訓練程度。

運動負荷相同，有訓練者利用脂肪供能的比例較無訓練者大。

在運動所需的總能量中，由脂肪提供的能量有訓練者為51%，無訓練者為41%。

雖然蛋白質可用作有氧能系統中的一種能源，但通常不用它。

只是在糖和脂肪無可利用的時候，才大量運用蛋白質做能源，如在長時間嚴重飢餓和過度長時間運動時。

綜上所述，雖然人體中磷酸原系統供能的絕對值不大，能維持的時間很短，但其主要作用在於能量的快速可用性。

短距離疾跑、跳、投、衝刺、舉重等需要在幾種鍾內完成的運動，全部靠該系統的貯備為主要能源。

乳酸能系統的能量來自肌糖原的無氧酵解，酵解的最終產物為乳酸，放出的能量由ADP接受，再合成ATP，它是機體處於缺氧情況下的主要能量來源。

無氧訓練能提高人體乳酸能系統的供能能力，在完成同一劇烈的定量運動時，有訓練者的血乳酸較無訓練者低。

但在完成短時間盡力的劇烈運動後，有訓練者的血乳酸則比無訓練者高20－30%，這與有訓練者肌肉中糖原含量較高，以及隨著訓練水平的提高而提高了糖原的運用水平有關。

乳酸能系統的重要作用，同磷酸原系統一樣，是在暫時缺氧的情況下能快速供給能量。

比如，健美訓練中完成一組運動時就是靠乳酸能系統提供能量的。

有氧氧化系統是指糖或脂肪在氧的參與下分解為二氧化碳和水，同時生成大量能量，使ADP再合成ATP。

有氧氧化系統是進行長時間耐力活動的主要供能系統。

可見，人體運動時能量供應系統提供的能量與運動專項密切相關。

所謂"無氧運動"，是指運動過程中主要以無氧代謝(磷酸原系統和乳酸能系統)供給能量的運動，如舉重、健美訓練等。

有氧運動則指運動過程中主要以有氧氧化系統供給能量的運動，如健美訓練中為減少體內脂肪而進行的長距離跑。