乳酸系統

jacky

乳酸系統

　　除了ATP-PC系統外，人體還可以在沒有氧氣的情況下，借助乳酸系統來產生能量供肌肉活動之用。首先要認識到人會把體內的碳水化合物（carbohydrates）先轉化為葡萄糖（glucose），然後供機體使用，或者以肝醣（liver glycogen）及肌醣（muscle glycogen）的形式，分別儲存於肝及肌肉內。

　　在沒有氧氣的情況之下，乳酸系統會把這些醣元（以上各種糖類的統稱）分解，產生一種名為乳酸（lactic acid）的代謝產物，並同時釋放出能量。由於醣元未能被完全氧化（oxidized），所以乳酸系統在無氧醣酵解（anaerobic glycolysis）的情況下，產生的能量遠比在氧氣充裕的情況下作有氧醣酵解（aerobic glycolysis）來得少。例如，在無氧的情況下，1摩爾或180克（g）醣元理論上可以產生2摩爾或180克乳酸及3摩爾ATP，但在氧氣充足的情況下，同樣是1摩爾的醣元卻可以產生39摩爾的ATP。

　　不過，由於運動時肌肉及血液只能承擔60至70克的乳酸，之後機體便會出現疲勞的現象[4]，影響正常的肌肉活動，所以在沒有氧氣的情況下，整個乳酸系統實際上只能提供1至1.2摩爾的ATP[5]，即相當於10至12千卡的能量[6]（約為整個ATP-PC系統的2倍）。

　　正如ATP-PC系統一樣，乳酸系統可以在沒有氧氣的情況下產生ATP，不同之處卻是用上了醣元作為燃料，並且在產生ATP的同時，亦產生了與疲勞有關的代謝產物－乳酸。雖然乳酸系統所能提供的能量也是非常有限，但其重要性也和ATP-PC系統一樣，就是能夠在很短的時間內提供能量作為肌肉活動之用。所以一些需要在1至3分鐘內完成的大強度活動，如400米及800米跑，均非常依賴ATP-PC系統及乳酸系統來提供能量。

[1] 與ATP被分解時的情況相類似，PC被分解時，最末端的一個磷酸鹽（phosphate）分子便會脫離母體（PC），並同時釋放出能量。

[2]根據Hultman（1967）及Karlsson（1971），每千克（kg）的肌肉內有15至17微摩爾（mM）的PC，若以每1摩爾（mole）PC同樣可釋放10千卡（kcal）能量計算，這相當於0.15至0.17千卡的能量。假設一個人的體重為70千克，則全身的肌肉重量約為30千克，所以全身肌肉內PC的儲存量為450至510微摩爾，亦即相當於4.5至5.1千卡的能量。

[3] Hultman (1967)及Karlsson (1971)。

[4] 根據Sahlin（1978）及Trivelde與Danforth（1966），當肌肉的乳酸增加時，體液的酸鹼度便越趨下降，因而抑制了一些有助於無氧醣酵解（anaerobic glycolysis）的酵素（enzymes）正常運作，於是亦影響了肌肉的活動能力。

[5] 1摩爾（mole）或180克（g）的醣元（glycogen）在無氧醣酵解（anaerobic glycolysis）下可產生180克乳酸（lactic acid）及3摩爾ATP。因此，當只有60至70克乳酸能夠從醣元在無氧醣酵解下產生時，所能提供的ATP便只有3 ´ 60 ¸ 180 = 1至3 ´ 70 ¸ 180 = 1.2摩爾了。

[6] 若以每1摩爾（mole）ATP平均可釋放10千卡（kcal）能量計算，1至1.2摩爾ATP便相當於10至12千卡的能量了。

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