人体运动时地能量供应系统
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人进行长时间活动主要的供能系统引言人体进行长时间活动时需要能量来维持身体机能的正常运转。
能量的供给主要依赖于人体内供能系统的运作。
本文将介绍人进行长时间活动时主要的供能系统,包括有氧能量系统和无氧能量系统。
有氧能量系统有氧能量系统是指通过有氧代谢来产生能量的过程。
它主要通过氧气的参与来分解食物中的葡萄糖分子,并将其转化为可以供给肌肉和其他组织使用的能量。
有氧能量系统主要在低强度、长时间的活动中使用,如慢跑、长时间骑行等。
脂肪氧化在有氧运动中,脂肪是主要的能量来源。
脂肪被氧气分解为脂肪酸和甘油,进入线粒体,通过氧化过程产生三磷酸腺苷(ATP)和水。
这种氧化过程比较缓慢,但能够持续提供能量,适合长时间的有氧运动。
糖原氧化糖原是一种储存在肝脏和肌肉中的多糖,是有氧运动中的另一种重要能量来源。
糖原分解为葡萄糖分子,然后通过氧化过程释放能量。
糖原氧化速度比脂肪氧化快,但储存量有限,适合高强度、中等时间长度的活动。
无氧能量系统无氧能量系统是指在没有氧气参与的情况下产生能量的过程。
它主要应用于高强度、短时间的活动,如重量举重、短跑等。
无氧能量系统主要依赖于肌肉内的磷酸肌酸(CP)和乳酸产生能量。
磷酸肌酸能代谢磷酸肌酸是储存在肌肉内的一种化合物,能够在无氧条件下迅速分解成肌酸和磷酸,释放能量,用于供给高强度、短时间的运动。
这种能代谢过程非常快速,但能量的供应时间受到磷酸肌酸储存量的限制。
乳酸产生当人体在无氧条件下进行高强度运动时,三磷酸腺苷(ATP)的供应速度无法满足肌肉的能量需求,此时由糖原氧化产生的葡萄糖分子被分解成乳酸,并释放出能量。
乳酸的产生可以迅速提供能量,但会导致肌肉产生酸性环境,引起疲劳。
有氧与无氧能量系统的关系在实际运动中,有氧能量系统和无氧能量系统往往是同时参与的,而且互相补充。
低强度、长时间的活动主要依赖于有氧能量系统,通过脂肪氧化来产生能量。
高强度、短时间的活动主要依赖于无氧能量系统,通过磷酸肌酸能代谢和乳酸产生来产生能量。
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是: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。
(1) A TP 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A TP-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。
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。
简述人体在运动中的三大供能系统
人体在运动过程中主要依靠三大供能系统提供能量,分别是磷酸肌酸系统、糖原系统和有氧系统。
1. 磷酸肌酸系统:该系统的反应速度非常快,能够在数秒内提供能量,适用于高强度、短时的运动,如举重、短跑等。
磷酸肌酸是肌肉储存的一种高能磷酸盐,能够通过磷酸肌酸酶的催化反应释放出能量,合成ATP供能。
2. 糖原系统:糖原是肝脏和肌肉中储存的多糖,可以分解成葡萄糖供能,适用于高强度、中长时的运动,如铁人三项、马拉松等。
该系统的缺点是需要氧气参与分解反应,无氧运动时供能效率低下,易产生乳酸。
3. 有氧系统:有氧运动是指长时间、低强度的运动,如长距离跑、游泳等。
该系统的能量来源主要是脂肪和糖类,需要氧气参与有氧代谢过程,产生大量ATP供能。
因此,有氧运动的供能效率高,但速度相对较慢。
人体内的三大供能系统 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是: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。
(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显着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。
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是: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。
(1)A TP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A TP-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600 589 略有增加400米跑16 2 显著增加100米跑8 0 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A TP(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。
(运动一开始脂肪就开始燃烧)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。
人体内三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们就是:1、A TP-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,首先就是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,主要依靠葡萄糖与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。
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,因此有氧代谢供能就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,不同强度与持续时间的运动时,骨骼肌内无氧代谢与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与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就是脂肪酸。
(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。
人体三大供能系统人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是: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。
(1)atp在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,储能时间仅能够保持约1~3秒。
(2)之后的能量供应就要靠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-磷酸肌酸储能系统储能,通过这个系统储能大约保持6~8秒钟的时间。
(3)这两项之后的供能,主要靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放出来的能量制备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摆的能量去制备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。
运动项目马拉松走400米走100米走总需氧量(升)600168实际摄取氧量(升)58920血液乳酸增加量有所减少明显减少未见减少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、运动时储能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备(二)储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.运动中基本不存有一种能量物质单独储能的情况,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.最小功率输入的顺序,由小至大依次为:磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧水解>脂肪酸有氧水解,且分别以近50%的速率依次递增。
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。
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是: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.(1)A TP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A TP—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A TP—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600 589 略有增加400米跑16 2 显著增加100米跑8 0 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。
人体运动时的能量供应系统1.人体运动的能量来源有三种:磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。
根据运动的强度和时间的长短,每种系统起的作用不同.人体能量来源最终体现在能量物质ATP (三磷酸腺苷)上。
即:ATP是我们人体利用能量的直接形式,当人体需要能量时,ATP在酶的作用下,脱掉一个磷酸变成ADP并释放出能量。
这个能量提供了我们机体所有的生命活动的能源,包括:化学能、机械能、生物能等。
(1)磷酸原系统是通过体内的高能物质磷酸肌酸在磷酸肌酸激酶的作用下将高能磷酸键转给ADP,这时ADP结合一磷酸变成ATP。
由于磷酸肌酸在体内的储存量很少,所以它只能提供肌体很短时间的运动能量;(2)糖酵解系统也就是体内糖类(血液中的葡萄糖、肝脏中的肝糖原和骨骼肌中的肌糖原和糖异生途径)在肌体供氧不足的情况下产生的无氧氧化而产生能量。
同样,由于是无氧酵解,产生的能量也不是很多(一分子的葡萄糖经糖酵解产生3个ATP),但是因为体内的糖原储备比磷酸肌酸要多得多,所以糖酵解可以提供比磷酸原系统更长时间的运动能量; (3)有氧氧化系统顾名思义是在氧供应充足的条件下发生的,是机体内最大的能量供应系统,它可以由体内的糖储备(一分子葡萄糖有氧氧化产生36/38个ATP)和脂肪分解(一分子的软脂酸氧化分解产生129ATP)来产生。
由于人体氧的供应和利用有其局限性(最大摄氧量),当机体在短时间进行大强度的运动时,氧供应不足,有氧氧化系统不能或只能部分参加机体的能量供应;相反地,在长时间和低强度的运动中,氧供应充足,有氧系统可以成为机体主要的能量供应系统。
(4)尽管机体的磷酸肌酸储备很少,但是它可以马上调动起来,所以在大强度具爆发性的运动开始(7~8秒左右),主要是磷酸原系统提供能量;同时,糖酵解系统也启动起来,它可以提供2分钟之内的大强度运动;如果机体继续维持大强度的运动,糖酵解能量供应也跟不上,机体就因为能量供应不上而运动能力下降了。
人体运动时的能量供应系统1.人体运动的能量来源有三种:磷酸原系统、糖酵解系统与有氧氧化系统。
根据运动的强度与时间的长短,每种系统起的作用不同。
人体能量来源最终体现在能量物质ATP(三磷酸腺苷)上。
即:ATP就是我们人体利用能量的直接形式,当人体需要能量时,ATP在酶的作用下,脱掉一个磷酸变成ADP并释放出能量。
这个能量提供了我们机体所有的生命活动的能源,包括:化学能、机械能、生物能等。
(1)磷酸原系统就是通过体内的高能物质磷酸肌酸在磷酸肌酸激酶的作用下将高能磷酸键转给ADP,这时ADP结合一磷酸变成ATP。
由于磷酸肌酸在体内的储存量很少,所以它只能提供肌体很短时间的运动能量;(2)糖酵解系统也就就是体内糖类(血液中的葡萄糖、肝脏中的肝糖原与骨骼肌中的肌糖原与糖异生途径)在肌体供氧不足的情况下产生的无氧氧化而产生能量。
同样,由于就是无氧酵解,产生的能量也不就是很多(一分子的葡萄糖经糖酵解产生3个ATP),但就是因为体内的糖原储备比磷酸肌酸要多得多,所以糖酵解可以提供比磷酸原系统更长时间的运动能量;(3)有氧氧化系统顾名思义就是在氧供应充足的条件下发生的,就是机体内最大的能量供应系统,它可以由体内的糖储备(一分子葡萄糖有氧氧化产生36/38个ATP)与脂肪分解(一分子的软脂酸氧化分解产生129ATP)来产生。
由于人体氧的供应与利用有其局限性(最大摄氧量),当机体在短时间进行大强度的运动时,氧供应不足,有氧氧化系统不能或只能部分参加机体的能量供应;相反地,在长时间与低强度的运动中,氧供应充足,有氧系统可以成为机体主要的能量供应系统。
(4)尽管机体的磷酸肌酸储备很少,但就是它可以马上调动起来,所以在大强度具爆发性的运动开始(7~8秒左右),主要就是磷酸原系统提供能量;同时,糖酵解系统也启动起来,它可以提供2分钟之内的大强度运动;如果机体继续维持大强度的运动,糖酵解能量供应也跟不上,机体就因为能量供应不上而运动能力下降了。
专题复习·人体运动时的能量供应与能量消耗人体运动时,能量消耗明显增加,增加的情况决定于运动强度和持续的时间。
人体活动的直接能源来源于三磷酸腺苷(ATP )的分解,如神经传导兴奋时的离子转运、腺体的分泌活动、消化道的消化吸收、肾小管的重吸收、肌肉收缩等。
而最终的能量来源于糖、脂肪和蛋白质的氧化分解,氧化分解释放的能量供ATP 的重新合成。
一、知识归纳人体内的供能系统分为三个:①高能磷酸化物系统(ATP-CP );ATP-CP 供能系统单独供能的话,大概能维持秒的时间,不需要氧气,也不产生乳酸,时间比较短的剧烈运动如举重、投掷等一般就是动用这个系统供能的;②乳酸系统(无氧酵解系统);乳酸系统是糖原或葡萄糖在细胞内无氧分解生成乳酸的过程中,再合成生成ATP 的能量系统。
如果单独供能的话,大概能持续33秒的时间。
其最终产物是乳酸,所以称乳酸能系统。
1 mol 的葡萄糖或糖原无氧酵解产生乳酸,可净生成2-3molATP 。
其过程也是不需要氧的,生成的乳酸可导致疲劳。
该系统是1 min 以内要求高功率输出的运动的物质基础。
如200 m 跑、100 m 游泳等。
③有氧系统:有氧氧化系统是糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化生成二氧化碳和水的过程中,再合成ATP 的能量系统。
其产物当然就是二氧化碳、水和ATP 了。
根据肌体的供氧情况,糖的氧化分解有两种方式:①当氧供应充足时,来自糖(或脂肪)的有氧氧化。
②当氧供应不足时,即来自糖的酵解,生成乳酸。
乳酸在最后供氧充足时,一部分继续氧化,释放的能量使其余部分再合成肝糖元。
所以肌肉收缩的最终能量来自物质(糖、脂肪)的有氧氧化。
运动时,人体以何种方式供能,取决于需氧量和摄氧量的相互关系,当摄氧量能满足需要时,肌体即以有氧代谢供能,当摄氧量不能满足需氧量时,其不足部分即依靠无氧氧化供能,这样将造成体内的氧亏负,称为氧债。
运动时的需氧量取决于运动强度,强度越大,需氧量越大,无氧代谢供能的比例也越大。
运动中的能量代谢
运动时,人体的能量代谢主要依靠三种代谢途径:ATP-PC系统、乳酸系统和氧化系统。
1. ATP-PC系统:运动强度很高,时间很短时,肌肉依靠体内储存的肌酸磷酸和三磷酸腺苷(ATP)来提供能量,这种代谢途径被称为ATP-PC系统。
这个过程只能维持一段很短的时间,大约只能持续10秒钟左右。
2. 乳酸系统:当运动开始后,肌肉组织会利用氧气分解酸类并和糖去供能,当氧气缺乏时,肌肉将糖分解产生乳酸来为继续运动提供能量,这个过程被称为乳酸系统,它可以为低至中等强度的运动提供能量,但只能持续短期。
3. 氧化系统:当我们进行中至高强度的长时间运动时,肌肉会逐渐转向氧化系统来供能,这个过程需要带氧气在身体中的多个系统之间运输,最后完成氧化糖类的过程,产生能量(ATP)。
这种代谢途径可以维持更长时间,但需要氧气作为能源,需要保持适当的有氧运动强度。
总的来说,不同类型的运动所依赖的能量代谢途径是不同的,而人体的能量供应和代谢过程与运动的强度、时间和类型密切相关。
运动过程中能量供应途径和特点运动是人类生活中重要的一部分,无论是进行日常活动还是参与体育运动,都会消耗能量。
身体能量供应的主要途径包括无氧代谢(无氧能源供应)和有氧代谢(有氧能源供应)。
本文将详细介绍运动过程中能量供应的途径和其特点。
无氧代谢是通过无氧糖酵解来产生能量的过程。
无氧能源供应主要依赖肌肉中的糖原储备,糖原在无氧条件下被分解成乳酸和能量。
无氧糖酵解产生的能量比较迅速,适用于高强度、短时间的运动。
这种能量供应途径在进行爆发力强、瞬间迅速运动时发挥重要作用,比如短跑、举重等。
无氧能源供应的特点如下:1.快速供能:无氧能源供应速度较快,能够迅速满足高强度运动所需的能量需求。
2.有限容量:肌肉中的糖原储备是有限的,很快就会被消耗殆尽。
这也是为什么高强度运动无法持续进行的原因之一3.乳酸堆积:无氧糖酵解会产生乳酸,当乳酸积聚到一定程度时,会导致肌肉酸痛和疲劳。
这也是高强度运动过后肌肉酸痛的主要原因之一有氧代谢是指通过氧气在身体内氧化糖类、脂肪和蛋白质来产生能量的过程。
有氧能源供应主要依赖细胞中的线粒体,线粒体是负责细胞内有氧代谢的主要器官。
有氧能源供应途径可以持续产生能量,适用于中低强度、长时间的运动,比如长跑、骑车等。
有氧能源供应的特点如下:3.没有乳酸堆积:有氧代谢不会产生乳酸,因此在进行持续性运动时,肌肉酸痛和疲劳程度较小。
除了以上两种能源供应途径外,人体还可以通过其他途径来供应能量,比如肌肉蛋白质的分解。
当糖原和脂肪储备无法满足身体所需能量时,身体会分解肌肉蛋白质来产生能量。
然而,肌肉蛋白质是身体的重要组成部分,分解肌肉蛋白质来产生能量会导致肌肉减少,影响身体的运动能力和肌肉的健康。
综上所述,运动过程中的能量供应途径和特点包括无氧代谢和有氧代谢。
无氧能源供应快速但容量有限,适用于高强度、短时间运动;有氧能源供应持久且储备丰富,适用于中低强度、长时间运动。
在运动过程中,适当地利用这些能量供应途径,能够为身体提供所需能量,并保持体能和健康。
人体内三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:1、A TP-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。
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。
运动时的供能顺序
运动时的供能顺序主要依赖于运动的强度和持续时间。
人体三大供能系统按顺序分别是磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。
1. 磷酸原系统:主要在运动开始后的6秒内进行供能。
在短时间高强度运动中,磷酸原系统是主要的供能系统。
2. 糖酵解系统:主要在运动开始后6秒至2分钟内为身体供能,在中高强度的运动中主要由糖酵解系统参与。
3. 有氧氧化系统:主要在运动开始后2分钟内由糖、碳水化合物、脂肪和蛋白质氧化为身体进行供能,它需要大量的氧气参与。
有氧系统的强度最低。
需要注意的是,这三者并不是完全割裂的,而是同时工作,只不过供能比例不同。
随着运动强度的增加,糖酵解和有氧氧化系统的供能比例会增加,磷酸原系统的供能比例会减少。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅运动营养学相关书籍或咨询专业人士。
人体供能系统及原理
人体有多种供能系统,以下是三种主要的供能系统及其工作原理:
1. ATP-PC系统:这是人体最主要的短期供能系统。
ATP(三磷酸腺苷)是细胞内的能量货币,而PC(磷酸肌酸)是在肌肉中储存的高能磷酸化合物。
在高强度运动开始时,肌肉中的ATP会迅速耗尽,此时PC会迅速分解成磷酸和肌酸,以合成更多的ATP来供给肌肉使用。
这个过程是无需氧气参与的,因此被称为无氧供能系统。
2. 糖酵解系统:这种供能系统是通过分解葡萄糖来产生能量的。
当我们进行中等强度的持久运动时,身体会消耗较多的氧气,这时糖酵解系统开始发挥作用。
葡萄糖会在细胞内经过一系列的反应,最终分解成乳酸和少量ATP。
尽管这个过程比较耗费葡萄糖,但它能快速产生能量,并能在缺氧的情况下进行。
除了以上提到的两种供能系统外,人体还有其他供能系统,如氧化系统等。
这些系统在人体中协同工作,确保人体能够进行各种活动。
如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
人体运动时的能量供应系统
1.人体运动的能量来源有三种:磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。
根据运动的强度和时间的长短,每种系统起的作用不同。
人体能量来源最终体现在能量物质ATP (三磷酸腺苷)上。
即:ATP是我们人体利用能量的直接形式,当人体需要能量时,ATP在酶的作用下,脱掉一个磷酸变成ADP并释放出能量。
这个能量提供了我们机体所有的生命活动的能源,包括:化学能、机械能、生物能等。
(1)磷酸原系统是通过体的高能物质磷酸肌酸在磷酸肌酸激酶的作用下将高能磷酸键转给ADP,这时ADP结合一磷酸变成ATP。
由于磷酸肌酸在体的储存量很少,所以它只能提供肌体很短时间的运动能量;
(2)糖酵解系统也就是体糖类(血液中的葡萄糖、肝脏中的肝糖原和骨骼肌中的肌糖原和糖异生途径)在肌体供氧不足的情况下产生的无氧氧化而产生能量。
同样,由于是无氧酵解,产生的能量也不是很多(一分子的葡萄糖经糖酵解产生3个ATP),但是因为体的糖原储备比磷酸肌酸要多得多,所以糖酵解可以提供比磷酸原系统更长时间的运动能量;(3)有氧氧化系统顾名思义是在氧供应充足的条件下发生的,是机体最大的能量供应系统,它可以由体的糖储备(一分子葡萄糖有氧氧化产生36/38个ATP)和脂肪分解(一分
子的软脂酸氧化分解产生129ATP)来产生。
由于人体氧的供应和利用有其局限性(最大摄氧量),当机体在短时间进行大强度的运动时,氧供应不足,有氧氧化系统不能或只能部分参加机体的能量供应;相反地,在长时间和低强度的运动中,氧供应充足,有氧系统可以成为机体主要的能量供应系统。
(4)尽管机体的磷酸肌酸储备很少,但是它可以马上调动起来,所以在大强度具爆发性的运动开始(7~8秒左右),主要是磷酸原系统提供能量;同时,糖酵解系统也启动起来,它可以提供2分钟之的大强度运动;如果机体继续维持大强度的运动,糖酵解能量供应也跟不上,机体就因为能量供应不上而运动能力下降了。
我们通过飞人的110米栏来说明您就很快可以理解了:发令声一响,飞人就像箭一样的飞了出去,这时他体的氧供应还不能满足他飞箭一样的巨大需求,主要是磷酸原系统和糖酵解系统提供能量;在起跑后的几秒,磷酸原系统也消耗完了,这时开始主要是糖酵解系统提供能量。
飞人是世界冠军,他是110栏跑得最快的人,他调动了机体所有的能量,但是糖酵解提供的能量还是无法维持他要成为超级飞人的雄心,(尽管磷酸原能量可以在2~4秒部分恢复,但毕竟能量极少),所以我们看到,在快速冲刺的时候,速度反而比途中跑还慢了。
这不是飞人认为可以得冠军就骄傲了,而是他的
体能调动已经到达了极限。
这回,您明白了吗?
(5)那么,我们体储备最多提供能量也最多的有氧氧化系统在那儿歇菜干嘛呢?请别误解,它心有余而力不足,英雄无用武之地呀!因为短时间大强度的运动能量需要巨大,而瞬间氧的供应又极少(从平静到爆发性过程),有氧氧化基本派不上用场。
相反地,在长时间低强度的运动如马拉松等,体氧气供应充足(人体靠呼吸获得氧气),糖类和脂肪都参与有氧氧化,产生了很多的能量,所以可以维持长时间(马拉松要2个多小时)的运动。
理论上说,有氧氧化是可以持续稳定地提供能量直到全部消耗殆尽。
这也是我们机体有氧运动减肥的理论基础。
(6)那么,介于飞人和马拉松之间的很多运动是怎样的呢?氧的供应部分可以提供给机体,所以,这样的运动有氧无氧供能都有,只是比例不同罢了。
运动供能系统
系统
维持运动时间
特点
素质
评定
供能底物
代谢产物
磷酸能
7-8秒极限运动
不需O2,不产生乳酸,快速可动用性,高功率。
速度
磷酸肌酸储备
ATP
CP
ADP/Pi
糖酵解
1-2分钟
不需O2,产生乳酸,导致早期疲劳,供能少速度、耐力
血乳酸水平
糖原
乳酸
有氧氧化
长时间
需O2,不产生乳酸,长时间,低功率耐力
VO2max
无氧阈(AT)
糖原、脂肪、蛋白质
CO2+H2O+(尿素)
几种运动的主要供能模式
运动项目
磷酸原
糖酵解
有氧氧化
举例
举重和健美
99
1
-
阿诺史瓦辛格的力竭训练篮球
80
20
-
明的快速灌篮
足球
90
10
-
贝克汉姆跑动射门体操
90
10
-
璇的自由体操跳跃
游泳200米
30
65
5
飞鱼索普的冲刺田径100/200米98
2
-
翔的110米栏
1500米20
65
25
3000米20
40
40
5000米
10
20
70
王军霞的10000米马拉松
-
5
95
马拉松全程跑
一般说来,球类项目以磷酸原和糖酵解为主;而2分钟以上运动以糖酵解和有氧氧化为主。
2.结合能量供应,谈谈健身消脂的方法
运动一开始时,氧的供应不足,体主要是磷酸原和糖酵解的能量供应,言下之意就是体的脂肪并没有参与供能,所以小林一开始运动就从有氧开始并不能主要燃烧脂肪,这是其一;其二,体的能量储备除了脂肪之外还有糖原的储备,就是说,一开始就进行有氧运动,体的能量供应也是从糖类的有氧氧化开始,而不能马上脂肪动员;第三,先进行力量训练,可以消耗掉大部分的糖原储备,当您开始有氧运动时,脂肪很快就可以动员起来,燃烧脂肪的效率提高了(长时间的跑步的确是一件很乏味的事情);第四,力量训练由于是糖酵解供能,势必产生很多乳酸,乳酸的堆积不仅影响了运动能力还延缓了运动后机体的恢复,而力量训练后再进行有氧运动就可以将乳酸经丙酮酸带入三羧酸循环彻底氧化,避免了乳酸的堆积;第五,随着无氧运动的进行,体肾上腺激素、去甲肾上腺素等儿茶酚胺激素和生长激素等分泌增加,有利于脂肪动员和分解;另外,力量训练还可以增加肌肉修复和合成,机体含有更多的瘦组织则基础代谢率就高,消耗的能量越多,越有利于增加脂肪的燃烧。
有氧运动前先进行
力量训练的好处
好处
理由
有利脂肪动员
先消耗部分糖原储备
加速乳酸代谢
糖酵解产生乳酸堆积,有氧运动将乳酸带入有氧氧化彻底燃烧,有利于减少运动疲劳,利于恢复
增加脂解激素的分泌
无氧运动促进脂解激素分泌,提高脂肪燃烧率
有利于肌肉合成
机体瘦组织增加则基础代谢率提升,有利于能量消耗
主要就是这些原因,每次有氧开始就先进行力量训练,大概半个小时的时间,一般交叉训练不同的肌群,效果比较好。