中国药科大学理基班:人体运动时的三种供能系统是什么

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ATP速度最快。②不需要氧。③不产生乳酸。④ATP—CP供能系统最大输出功率为50W /Kg体重，是三个供能系统中输出功率最高者。⑤维持供能的时间短。例如一名70kg的人参加运动的肌肉以20kg计算，ATP—CP供能系统储备的能量，可供轻快走步运动的时间约为1分钟；或可维持最大强度运动时间约为6—8秒左右。30—60公尺疾速跑全靠ATP—CP供能系统保证；60—100公尺跑主要靠ATP—CP系统供能；200—400公尺跑大部分由ATP-CP系统供能（也靠乳酸系统提供部分能量）。可见，ATP—CP系统在短时间最大强度运动的供能体系中起着重要作用。

（二） 糖酵解系统及其供能特点

当人体剧烈运动时，骨骼肌能量消耗不仅量大且速度快，有氧供能不足。而ATP-CP大量消耗时，糖的无氧酵解便开始参与供能。当氧供应不足的程度为氧化供能需要量的2倍以及肌肉中ATP-CP被消耗的量约为原储备量50%左右时，为了迅速再合成ATP以保证持续运动的能力，骨骼肌中的糖原便大量无氧分解，乳酸开始生成。糖无氧酵解系统是400m、800m、1500m跑，100m、200m游泳的主要供能系统。

糖无氧酵解系统供能的特点：①糖原酵解供能速度快，比有氧氧化供能来得及时，故称其为应急能源。②糖原酵解供能不需要氧，是脂肪酸、甘油、氨基酸等供能物质所不及的。③糖无氧酵解系统供能的最大输出功率为25W/kg体重，约为磷酸原系统的1/2。因此，利用以糖无氧酵解系统供能为主的运动，表现的速度与力量都不如磷酸原系统，但维持供能时间比较长。④糖酵解产生的能量有限，但可积少成多。⑤糖酵解的代谢产物为乳酸。乳酸在肌细胞中的大量增多，不仅对ATP的合成起抑制作用，且引起肌细胞代谢性酸中毒，工作能力降低，易发生疲劳。

（三） 有氧氧化系统及其供能特点

虽然在糖酵解作用中，能迅速释放能量并且不需要氧，可是在这种情况下再合成ATP的量是相当少的。糖、脂肪和蛋白质在氧供应充足的条件下，氧化为二氧化碳和水，同时释放大量能量，使ADP再合成ATP。这种有氧氧化供能过程，称为有氧氧化系统。

有氧氧化系统供能的特点：（1）体内95%的ATP均来自线粒体内的氧化磷酸化作用，是ATP生成的主要途径，是人体能量消耗的主要供能系统。（2）糖的有氧氧化释放的能量比糖酵解生成的ATP数量大19倍，因此比糖酵解产生的能量多，且比脂肪消耗的能量少，是体内最经济的能量供应系统。（3） 有氧供能系统的能量物质来源广阔、种类多、储备量大，是取之不尽的能量来源。（4）有氧氧化过程复杂、供能速度慢，脂肪的氧化供能因耗氧量大，受氧利用率的影响，只有在运动强度低.氧供应充足的条件下才能被大量利用。所以有氧供能系统是耐力运动项目的主要供能来源。（5）糖和脂肪的有氧氧化时，最大输出功率比其他两个系统均低。

人体运动时有三大供能系统，它们分别是：

ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。

运作的原理：
（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。

一、人体运动时能量的供应 ?
1．运动时的直接能源 ?
人体运动时的直接能源是来自体内一种特殊的高能磷酸化合物--三磷酸腺苷（ATP）。 肌肉活动时，肌肉中的ATP在酶的催化下，迅速分解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸，同 时放出能量供肌肉收缩。但是人体肌肉内ATP含量甚微，只能供极短时间消耗，因此肌肉 要持续运动，就需及时补充ATP。?
2．运动时三个供能系统 ?
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。?