人体运动时的能量供应摘要本文对人体运动时的供能物质.供能系统及其特点进行了分析。为体育教师.教练员和运动员的科学训练提供了依据。关键词运动能量供应前言人体生命活动的运行需要消耗能量。在人们参加剧烈体育运动时,肌肉长时间地收缩和舒张,脏器的活动增强,以及神经系统能量消耗增加,将使运动时总的能量消耗比静息时增加几倍到几十倍,甚至百倍以上。从另一方面讲,长期科学训练将使人体运动时的能量供应与消耗得到改善,从而为提高人体运动能力奠定物质基础。因此,了解与研究人体运动时的能量供应是体育教师.教练员以及运动员必备的知识。一肌肉活动的能量及其能量的释放人体运动需要大量能量。这些能量的来源是自食物中的六大营养素中的三大营养物质,即糖、脂肪和蛋白质。(一)糖及其分子中能量的释放与转移糖是肌肉活动最主要的燃料。人体糖的存在形式有两种:第一种是以葡萄糖的形式存在于血液中;第二种是存在于肝脏和肌肉中的糖原(肝糖原和肌糖原)。人体运动所需的能量主要是由糖(或脂肪)的氧化分解过程释放出来的。糖的氧化分解主要有两个途径:(1)在无氧条件下进行的糖酵解;(2)在有氧条件下进行的有氧氧化。在一般条件下,糖主要以有氧氧化的途径分解供能。表1:有氧氧化同无氧糖酵解的对比(二)脂肪及其燃烧(氧化)脂肪是肌肉活动的另一主要原料。机体内储备的脂肪量是势能的最大来源。与其他营养物质比较,可作为能量的脂肪数几乎是无限的。来自储藏脂肪的实际燃料贮存量大约相当于90000~110000千卡左右。成年人体内贮存脂肪量的差别很大,且缺乏精确的正常值。一般成年男子的贮存脂肪量约占体重的15~20%,女子稍高。脂肪氧化时,.体内首先由脂肪酶催化水解为甘油和脂肪酸。甘油随着血液循环至肝脏和其他组织进行再分解。而释出的脂肪酸进一步氧化释放能量,共全身各组织摄取利用。脂肪酸彻底氧化所释放的能量比糖多得多,且利用率也比糖高。当脂肪酸大量分解时,会产生三种中间物质:乙酰乙酸、B-羟丁酸和丙酮。我们将这三种中间产物合称为酮体。短时间剧烈运动后,血液中的酮体上升。这是由于运动时的糖供能不足,脂肪酸利用量增加而又氧化不足的缘故。运动员在运动后血液中酮体上升较无训练者少,这说明运动员能较多的利用脂肪酸供能,而且氧化比较完善。但运动结速后的恢复期中,无训练者在肝脏和肌肉中的酮体反而比有训练者高,这说明运动能改善脂肪的代谢和调节(三)蛋白质及其代谢蛋白质是体现生命活动的物质之一(另一物质是核酸)。其作为能源是非常有限的,仅当热量供应不足时才适当地动用以作为一种不得已的补充。当人体运动时有15%~20%的蛋白质可提供能量,共产生能量大约30000—40000千卡。运动训练可以影响机体的氮平衡。有人曾做这样的实验,受试者在参加训练前日机体处于正氮平衡状态,参加训练第一天就处于负氮平衡,第3~4天负氮平衡达到最高峰,以后逐渐减糖的代谢方式有氧氧化无氧糖酵解有无O2参与反应有无进行部位线粒体细胞液最终产物CO2H2O乳酸ATP生成量多少少,直至参加第11~12天的训练又接近于平衡。实验结果表明:机体对运动负荷不适应,体内蛋白质分解代谢加剧,蛋白质的需要量也增加,一直到对运动训练逐渐产生适应。耐力训练后肌肉氧化氨基酸酶类的活性升高,这是蛋白质代谢的酶类对训练所产生的适应性变化。二运动时的供能系统及其供能特点人体运动时的供能系统,依其运动强度和运动持续时间的不同可分为ATP—CP(磷酸原)系统、无氧糖酵解(乳酸)系统和有氧氧化系统。(一)ATP—CP(磷酸原)系统及其供能特点ATP—CP(磷酸原)系统又称非乳酸能系统。它是由肌肉内的ATP和CP这两种高能磷化物构成,ATP与CP同样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。因此,在运动时供能系统中将CP一起称为磷酸原系统。磷酸原系统供能不在其数量的多少,而在与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。凡是短时间极量运动(如:短跑、举重、冲刺、投掷等)时所需的能量几乎全部由ATP—CP系统供给。任何强度的运动,开始首先供能的都是ATP—CP系统,其特点是:①分解供能速度快,重新合成...