讀懂人體生理變化的能量系統

從源頭講解人體功能系統，ATP-CP系統、乳酸系統、有氧供能系統，以及它們在運動過程中的運作方式。你肯定聽說過其中個別辭彙，比如有氧、乳酸等，那麼具體一點是怎樣呢？

當我們在進行各種不同的體育活動時（當然包括健身訓練），都是依靠肌肉的收縮和伸展來完成的，但是肌肉的收縮和伸展，都必須由人體內所產生的能量來推動。在人體內肌肉引起收縮的能量來源稱為ATP，又稱三磷酸腺甙，當ATP分解為ADP，又稱二磷酸腺甙時，就會釋放出肌肉收縮所需要的能量，肌肉就利用它來做各種動作。如果學習了中學生物應該不陌生這些說法。

一、ATP—CP系統

人體內除了儲存著能量來源的ATP外還儲存著CP，CP又稱磷酸肌酸，而CP的儲藏量要比ATP多幾倍，當分解時會迅速產生能量，但它不能被肌肉直接利用，CP會使ADP與磷酸合成ATP，因此，當ATP再次分解成ADP時，就會釋放出肌肉所需要的能量。由於ATP和CP在體內均有一定的儲藏量，所以我們稱ATP和CP是一種產生能量的系統，

這個系統的優點有：無需氧氣的參與，ATP和CP可在肌肉中隨時分解提供能量，它產生能量的過程很快，因為它儲存在體內，需要提供能量時立刻放出。

二、乳酸系統

乳酸系統是屬於無氧供能系統，它所提供能量的燃料是儲存在肌肉和肝臟中的肝糖，在有需要的時候，體內會將肝糖分解產生ATP，再分解產生能量。乳酸系統與ATP—CP系統所不同的是，它在分解燃料時會產生另一種物質——乳酸，然而乳酸在體內集聚起來會產生不良的影響，如果體內乳酸過多，它表示肌肉和血液的酸度增加，這時肌肉的活動能量和酵素就會受到抑製，它就會引起肌肉不能產生有效的收縮。

在激烈運動時，如要產生大量的ATP，就必須利用大量的肝糖，但它同時也會產生大量的乳酸，然而，乳酸系統所產生的能量比ATP—CP系統要多。在大強度的劇烈運動時，供應的量只能維持30秒鐘，因此，這兩種系統提供能量的時間相當有限，如果要進行超過1分鐘的活動，就必須依靠另一種供能系統來補充，這就是有氧供能系統。

三、有氧供能系統

在人體中有三種供能系統，即ATP—CP系統、乳酸系統和有氧供能系統。這三者間，有氧供能系統產生的能量最多，因為當利用乳酸系統時，1克分子的肝糖只能產生3克分子的ATP，如果同時有有氧的參與，便可另外產生36克分子的ATP。有氧供能系統在運動時會產生兩種代謝物，水和二氧化碳，水是人體所必需的，而二氧化碳則會經過血液輸送至肺部排出體外。

有氧供能系統的特點是：它需要氧氣的參與才能產生能量，另外產生的代謝物也不會被積累，因此它不會對身體構成不良的影響。

這三種供能系統的速率，有氧供能系統是最低的，因為氧氣分子進入鼻孔經氣管、肺部，再由血液帶到心臟，然後再由心臟經血管輸送到肌肉，其中間經過路程頗長，所以它不能應付緊急需要。

ATP—CP系統是利用儲存在肌肉中的能源，及時供應能量以滿足肌肉所耗能量的需要。當在持續工作或活動中，人體需要更多的ATP，同時乳酸系統也發揮作用。假使呼吸系統和血液循環系統的運作能滿足對氧氣的需求時，有氧供能系統便會分解大量的肝糖和脂肪，從而釋放ATP來不斷地供應能量。這時，乳酸系統產生的乳酸，只是被一些較少參與活動的肌肉應用，或者是暫時留在體內，直到活動結束才能被清除。

這三種供能系統，在正常情況下，當在運動時，是同時應用而產生能量，這就要看運動的時間和訓練強度而定。當在休息時，體內大部分的能量是由有氧供能系統來提供的。如果突然增加工作量或增大用力程度，例如在瞬間疾跑或作一些急促動作時，有氧供能系統就不能滿足在短時間內對ATP的大量需求，這時就必須由無氧供能系統來應付，同時，有氧供能系統會提高工作量來產生更多的ATP。當我們再採用中等強度或大強度訓練時，並持續了一段時間，體內就會自動提高氧氣輸送系統的效率，如果這時有氧供能系統能滿足所需要的能量時，體內便會減低其他兩種無氧供能系統的工作，肌肉中的乳酸含量也會保持穩定。相反，如果訓練強度加大，以致有氧供能系統處於極限而不能滿足時，無氧供能系統就會保持高度的運作，同時體內的乳酸就會隨訓練時間延長而增加。