人体内三大供能系统.docx

人体内三大供能系统在人体内有三大供能系统，它们是：1、ATP—磷酸肌酸供能系统.2、无氧呼吸供能系统3、 有氧呼吸供能系统1） ATP在肌肉中的含量低，当肌肉进行剧烈运动时，供能时间仅能维持约1〜3秒.（2） 之后的能量供应就要依靠ATP的再生这时，细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷 酸键水解将能量转移至ADP，生成ATP磷酸肌酸在体内的含量也很少，只能维持几秒的能 量供应人在剧烈运动时，首先是ATP—磷酸肌酸供能系统供能，通过这个系统供能大约维 持6〜8秒左右的时间3） 这两项之后的供能，主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP无氧酵 解约能维持2~3分钟时间.（4） 由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳，所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释 放的能量来合成ATP综上所述，短时间大强度的运动，如100米短跑，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；长时间低 强度的运动，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之间的较短时间的中强度运动如400米 跑，则主要由无氧呼吸提供能量运动项目总需氧量（升）实际摄入氧量（升）血液乳酸增加量马拉松跑600589略有增加400米跑162显著增加100米跑80未见增加人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。

但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内 贮存的糖是不够用的，在消耗完贮存的糖类物质后，就动用体内贮存脂肪和脂肪酸一、运动时供能系统的动用特点（一）人体骨骼肌细胞的能量储备（二）供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率三）供能系统的相互关系1. 运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况,肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、 顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用2. 最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统〉糖酵解系统〉糖有氧氧化〉脂肪酸 有氧氧化，且分别以近50%的速率依次递减3. 当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动6— 8秒；糖酵解系统供最大强度运动30—90秒，可维持2分钟以内；3分钟主要依赖有氧代谢 途径.运动时间愈长强度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大脂肪酸是长时间运动的基本燃料4. 由于运动后三磷酸腺苷（ATP）、磷酸肌酸（CP）的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代谢 系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的基本代谢方式二、不同活动状态下供能系统的相互关系安静时，不同强度和持续时间的运动时，骨骼肌内无氧代谢和有氧代谢供能的一般特点表现 如下。

一） 安静时：安静时，骨骼肌内能量消耗少，ATP保持高水平；氧的供应充足，肌细胞内以游离脂肪酸和 葡萄糖的有氧代谢供能线粒体内氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强，即氧化脂肪酸的能力 大于糖的有氧代谢•在静息状态下，呼吸商为0. 7,表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸二） 长时间低强度运动时：在长时间低强度运动时，骨骼肌内ATP的消耗逐渐增多，ADP水平逐渐增高，NAD+还原速度 加快，但仍以有氧代谢供能为主血浆游离脂肪酸浓度明显上升，肌内脂肪酸氧化供能增强， 这一现象在细胞内糖原量充足时就会发生同时，肌糖原分解速度加快，加快的原因有两点：（1）能量代谢加强2）脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现在低强度运动的最初数分钟内，血乳酸浓度稍有上升，但随着运动的继续，逐渐恢复到安静 时水平三）大强度运动：随着运动强度的提高，整体对能量的要求进一步提高，但在血流量调整后，机体对能量的需 求仍可由有氧代谢得到满足，即有氧代谢产能与总功率输出之间保持平衡在这类运动中， 血乳酸浓度保持在较高的水平上，说明在整体上基本依靠有氧代谢供能时，部分骨骼肌内由 糖酵解合成ATP.血乳酸浓度是由运动肌细胞产生乳酸与高氧化型肌细胞或其他组织细胞内 乳酸代谢之间的平衡决定的。

四）短时间激烈运动时：在接近和超过最大摄氧量强度运动时，骨骼肌以无氧代谢供能极量运动时，肌内以ATP、 CP供能为主超过10秒的运动，糖酵解供能的比例增大随着运动时间延长，血乳酸水平 始终保持上升趋势，直至运动终止总之，短时间激烈运动（10秒以内）基本上依赖ATP、CP储备供能；长时间低、中强度运动 时，以糖和脂肪酸有氧代谢供能为主；而运动时间在10秒一10分内执行全力运动时，所有 的能源储备都被动用，只是动用的燃料随时间变化而异:运动开始时，ATP、CP被动用，然后 糖酵解供能，最后糖原、脂肪酸、蛋白质有氧代谢也参与供能运动结束后的一段时间，骨 骼肌等组织细胞内有氧代谢速率仍高于安静时水平，它产生的能量用于运动时消耗的能源物 质的恢复，如磷酸原、糖原等不同强度运动时磷酸原储量的变化：（1）极量运动至力竭时，CP储量接近耗尽，达安静值 的3%以下，而ATP储量不会低于安静值的60%2）当以75%最大摄氧量强度持续运动 时达到疲劳时，CP储量可降到安静值的20%左右，ATP储量则略低于安静值3）当以低 于60%最大摄氧量强度运动时，CP储量几乎不下降•这时,ATP合成途径主要靠糖、脂肪的 有氧代谢提供.运动训练对磷酸原系统的影响：（1）运动训练可以明显提高ATP酶的活性；（2）速度训练可 以提高肌酸激酶的活性，从而提高ATP的转换速率和肌肉最大功率输出，有利于运动员提高 速度素质和恢复期CP的重新合成；（3）运动训练使骨骼肌CP储量明显增多，从而提高磷酸 原供能时间；（4）运动训练对骨骼肌内运动时ATP补充的过程肌肉工作时营养的供应直接影响到肌肉力量的发挥•最大力量的增长、速度力量的提高、力 量耐力的持久将取决于ATP--CP供能系统，糖酵解供能系统，有氧供能系统的供能能力，即 无氧非乳酸性供能，无氧乳酸性供能，有氧供能。

根据运动生物化学理论可知，ATP是肌肉收缩的直接能源无论CP、糖的无氧、糖的有 氧及脂肪的有氧供能都必须以ATP的形式供肌肉收缩当人体激烈活动时，肌肉中的ATP 首先能起发动作用，促使CP同步分解再合成ATP供能，与此同时磷酸立即参与糖的无氧快 酵解产生ATP以补充肌肉中的ATP的浓度当ATP——CP系统供能接近生理允许的极限消耗 时间（5.66秒〜5.932秒）时，开始启用无氧糖酵解提供的ATP与ATP—CP系统消耗的能力 共同供能，直至糖的无氧酵解供能占优势，但此时运动强度下降极限运动8秒钟后，开始糖的有氧慢酵解生成丙酮酸进入三羧循环氧化生成ATP补充肌肉中 ATP浓度.当运动30秒左右时，由于糖的无氧酵解被抑制，迫使运动强度降低（即每秒每公斤 肌肉消耗的ATP数量减少），乳酸作为有氧供能的衔接能源供能随运动时间的延长，糖的 有氧及脂肪的有氧供能维持肌肉长时间的活动对发展力量素质来说，无氧非乳酸性供能最为重要因为力量增长在较短时间内，以较 快的速度完成技术动作效果最佳进行力量练习时，还应注意动员白肌纤维参加工作，因为 白肌纤维中CP含量较高由于进行力量练习时肌肉活动的强度很大，工作时间很短，又常伴 有憋气，特别是静力练习时肌肉持续紧张，血管被挤压，血液流动不畅通，往往造成缺氧。

在这种情况下，肌肉收缩的能量供应，主要依靠能源物质的无氧分解，其表现特征是磷酸肌酸 大量消耗，肌糖元生成乳酸，血液中乳酸也升高，因此，若发展力量素质，必须提高肌肉的 无氧代谢能力.人体运动时，当ATP分解放能后需要及时补充，补充的途径有三条：即磷酸肌酸（CP）分 解、糖的无氧酵解及糖与脂肪的有氧氧化生理学上称之为运动时的三个供能系统•人体从 事的各种不同的运动，其能理供应都分别属于这三个供能系统，而发展这三个供能系统的方 法又各不相同1）磷酸原系统（ATP—CP系统） 磷酸肌酸（CP）是贮存在 肌细胞内的 另一种高能磷化物当ATP分解放能后，CP立刻分解放能以补充ATP的再合成，由于这一 过程十分迅速，不需要氧气也不会产生乳酸因此，生理学上将它与ATP 一道合称为非乳酸 系统，又称磷酸原系统 生理学研究证明，全身肌肉中ATP—CP系统供能能力仅能持续 8s左右这一系统供能能力的强弱，主要和绝对速度有关，如果要提高50m、100m、200m 等短距离跑的绝对速度,就要发展磷酸原系统的供能能力发展这一系统的供能能力的 训练方法最好是采用持续10s以内的全速跑，重复进行练习，中间间歇休息30s以上。

如 果间歇时间短于30s，则由于磷酸原系统恢复不足，会产生乳酸积累。