人体运动的能量代谢

第三节　人体运动的能量代谢

一、运动时能量的来源

人体运动时，需要有能量供应，人体活动的直接能量来源于三磷酸腺苷(ATP)的分解，而最终的能量是来源于糖、脂肪和蛋白质的氧化分解。

(一)糖

糖是人体内最主要的能源物质，主要以血糖和肝糖原的形式存在。机体60%的热能都是由糖来提供的。短时间、大强度运动时，机体所需能量的绝大部分是由糖氧化供给的；长时间、低强度运动时，是由糖逐渐变成脂肪供给的。糖还有调节脂肪代谢和节约蛋白质供能的作用。脂肪在体内的完全氧化，必须有糖的参与才能完成。而在糖代谢受阻的情况下，由于脂肪大量分解以保证供能，会引起脂肪分解的中间产物(酮体)的大量堆积，严重时将导致中毒。所以，糖代谢正常时，可减少脂肪的分解；糖供应充足时，可减少蛋白质的分解供能。

(二)脂肪

脂肪是含能量最多的物质。人体内脂肪贮量很大，脂肪最主要的功能就是氧化供能，也是长时间肌肉运动的主要能源。脂肪所提供的不饱和脂肪酸是细胞膜、酶、线粒体及脂蛋白的重要组成成分。另外，它还有促进脂溶性维生素的吸收和利用的作用。脂肪是脂溶性维生素A、D、E、K及胡萝卜素的溶剂。缺少食物脂肪的摄入会降低体内脂溶性维生素的含量，有可能导致此类维生素缺乏症。分布于皮下组织和内脏周围的脂肪起着热垫和保护垫的作用，既能防止散热，又能缓冲机械撞击，防止内脏和肌肉损伤。

(三)蛋白质

蛋白质是生命的基础，是修补、建造和再生组织的主要材料。一切酶都是由蛋白质组成的。肌肉收缩、神经系统的兴奋传递等都与蛋白质有关。蛋白质参与各种生理和机能的调节，它分解时产生能量，是体内能量的来源之一。

二、人体运动时的三大供能系统

(一)磷酸原系统(ATP－CP系统)

磷酸原系统是由ATP和磷酸肌酸(CP)组成的供能系统。ATP在肌肉内的贮量很少，若以最大功率输出仅能维持2秒左右。肌肉中CP贮量为ATP的3～5倍，CP能以ATP分解的速度最直接地使之再合成。剧烈运动时，肌肉内的CP含量迅速减少，而ATP含量变化不大。ATP－CP系统供能总量少，持续时间短，功率输出快，不需氧，不产生乳酸等物质。磷酸原系统是一切高功率输出运动项目的供能基础。数秒钟内要发挥最大能量输出的运动项目，只能依靠ATP－CP系统。

(二)乳酸能系统

乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸的过程中，再合成ATP的能量系统。由于该系统产生乳酸，并扩散进入血液，所以血乳酸水平是衡量乳酸能系统供能能力的最常见指标。乳酸是一种强酸，在体内聚积过多，超过了机体缓冲及耐受能力时，会破坏机体内环境酸碱度的稳定，也会限制糖的无氧酵解，直接影响ATP的再合成，导致机体疲劳。乳酸能系统供能的意义在于保证磷酸原系统最大供能后仍能维持数十秒快速供能，以应付机体的需要。该系统是1分钟以内要求高功率输出运动的供能基础。

(三)有氧氧化系统

有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化成水和二氧化碳的过程中，再合成ATP的能量系统。该系统是通过逐步氧化，逐步放能再合成ATP的。其特点是ATP生成总量很大，但速率很慢，需要氧的参与，不产生乳酸类的副产品。有氧氧化系统是进行长时间耐力活动的物质基础。

三、运动时对糖和水的补充

(一)糖的补充

运动时能量消耗多，运动前应以糖类食品作为膳食的主要成分。运动前1．5～2小时服糖的效果良好。因为这种服糖方式，在运动开始前已完成肝糖原合成过程，在运动开始后，肝糖原被动员进入血糖供给需要，保持较高的血糖水平。在长时间的运动中饮用低糖度的饮料对运动有利。

(二)水的补充

水主要储存在肌肉、皮肤、肝脏、脾脏等组织器官中。人在运动时会大量排汗，水就从这些组织器官中进入血液，保持水的平衡。但必须注意，运动员不能由于有渴的感觉而暴饮，这样会对心脏造成有害的影响。在人体进行运动时，水的补充量要大于平常的饮用量，并且还要在补充水中加入适量的盐和无机盐等，以维持体内的多种平衡，维持人体正常的生理机能。