能量系统

jacky

　　運動中的各種動作，都是肌肉收縮的結果；而肌肉則必須得到能量的不斷供應，才能夠一直工作下去。然而，從食物分解所釋放出來的能量，並不能“直接＂給肌肉使用，這些能量都要先用以製造一種儲存於肌肉之內，名為三磷酸線苷（ATP，adenosine triphosphate）的高能量化合物，當ATP被分解時，所釋放出來的能量就可以提供給肌肉工作之用。

　　可惜，ATP在肌肉內的儲存量極為有限，僅足以維持三數秒的盡最大努力活動（maximal efforts）之用；ATP在人體內是不斷地被分解及重新合成，而重新合成ATP也是需要能量。人體內就有三個供能系統，可以供應能量作為重新合成ATP之用；當中兩個是無氧系統，另外一個則是有氧系統。

　　ATP-PC系統（ATP-PC system）及乳酸系統（lactic acid system）是無氧系統，因為它們並不需要依賴氧氣來重新合成ATP；氧氣系統（oxygen system）則是有氧系統，因為它必須在有充兄氧氣的情況下，才能夠重新合成ATP。

1. ATP-PC 系統

　　在人體的肌肉細胞內，還儲存著另一種高能量化合物──磷酸肌酸（creatine phosphate，簡稱PC）。當PC被分解的時候，就會釋放出能量，而這些能量就可以用來重新合成ATP。不過，PC在人體內的儲存量也是極為有限，僅足以提供能量作另外幾秒的最大努力活動之用。此外，要重新合成PC的話，原來也是要用上ATP被分解時所釋放出來的能量。當PC被消耗殆盡後，就只能夠待活動結束後的恢復階段才能夠有效地被重新合成。雖然整個ATP-PC系統所提供的能量只足以維持約10秒的最大努力活動之用（如100米跑），但它卻是人體內最迅速的能量來源。

2. 乳酸系統

　　在無氧的情況下，碳水化合物 [1]會在不完全分解的情況下釋放出能量以重新合成ATP；不過，在無氧情況下的ATP產量，要遠低於在有氧情況下碳水化合物被完全分解時的出產。此外，乳酸這種無氧代謝下的副產物，也是影響到運動表要的因素。Holloszy（1982）指出，當乳酸積累到某一個上限後，人體便會因為肌肉嚴重疲勞而被逼停止工作。然而，乳酸系統仍然是一個相對迅速的能量來源，而且對於那些在1至3分鐘間完成的最大努力活動（如400米及800米跑）尤為重要。

[1] 在人體內，所有碳水化合物，都要先被轉化為葡萄糖（glucose）才可以被立刻使用；又或者被轉化為醣元（glycogen ），儲存於肝或肌肉之中。（醣元亦泛指人體內各種碳水化合物的形式。）

3. 氧氣系統

　　在氧氣充足的情況下所產生的總能量是難以估計，因為不僅是碳水化合物，就連脂肪 [2]及蛋白質 [3]都可以被用作「燃料」，所以對於那些長時間的耐力活動（如馬拉松長跑），氧氣系統對ATP的重新合成特別重要。

[2] 以脂肪作有氧分解來提供能量時，要比用碳水化合物時消耗多約15%的氧氣，這都不利於運動表現。
[3] 除了在飢荒或碳水化合物嚴重衰竭的情況下，蛋白質對能量供應的貢獻是微乎其微。

References

• Fox, L. E., Bowers, R. W., & Foss, M.L. (1993). The Physiological Basis for Exercise and Sport, (5th Ed.). Dubuque, IA: Wm. C. Brown Communications.

• Holloszy, J. O. (1982). Muscle metabolism during exercise. Arch Physical Med Rehab, 63, 231-234.

  
  

该贴已经同步到 jacky的微博