ATP:肌肉的能量货币
直接用于肌肉收缩的能量来自ATP分解为ADP和磷酸时释放的能量。肌肉中储存的ATP只够维持几秒钟,因此身体通过三大供能系统不断再合成ATP。
三大供能系统
- ATP-PCr(磷酸原)系统:磷酸肌酸(PCr)把磷酸基团转给ADP,瞬间再合成ATP。它速度最快,但主要只在约10秒的最大用力(100米跑、举重)中占主导。
- 糖酵解(乳酸)系统:葡萄糖和糖原在无氧条件下分解为丙酮酸并产生ATP,速率较高时会生成乳酸。它对持续数十秒至约两分钟的高强度运动(400米跑)很重要。
- 有氧(氧化)系统:线粒体利用氧气将糖类和脂肪(必要时还有蛋白质)完全氧化。它较慢,但容量巨大,支撑马拉松和步行等长时间活动。
各系统的相互作用
早期教科书把各系统描绘为依次启动,但加斯廷(2001)得出结论:几乎所有活动中三个系统都有贡献,而在最大强度运动中,无氧与有氧贡献相等的时点在一到两分钟之间,很可能约为75秒,比传统认为的更早。
乳酸阈与EPOC
- 乳酸阈:血乳酸开始急剧积累时的运动强度,用于设定耐力训练强度。乳酸并不只是疲劳产物,它还可以被重新用作燃料。
- EPOC(运动后过量氧耗):由于PCr再合成、乳酸清除以及体温和激素的恢复,运动结束后摄氧量仍会在一段时间内保持较高水平。
有氧、无氧运动与健康
有氧运动可提高心肺耐力和脂肪氧化能力,无氧运动(抗阻训练、高强度间歇)则能增强力量、爆发力和肌肉量。已知二者结合有助于预防代谢综合征,例如通过改善胰岛素敏感性(McArdle et al., 2015)。
参考文献
- Gastin, P. B. (2001). Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise. Sports Medicine, 31(10), 725–741.
- McArdle, W. D., Katch, F. I., & Katch, V. L. (2015). Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance (8th ed.). Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins.