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对比ATP-CP、糖酵解和有氧供能系统

时间:2020-10-25 / 作者:胖头鱼 / 分类:运动康复,预发布 / 浏览次数:44次 / 0个评论 发表评论

ATP、CP、葡萄糖、糖原、脂肪和蛋白质都是人体重要的能量来源,不同之处在于,上述这些能量物质在人体内的储量不同,在产生能量的速度和数量方面不尽相同,产生能量的方式也较大差异。下面我们将对上述几种能量物质的供能方式、供能效率、储量、能量转换形式等方面进行了解和对比,较为深入地了解人体能量供应机制。

有氧运动和无氧运动的不同之处

ATP和CP


ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,CP是磷酸肌酸的英文缩写。ATP是人体器官、人体组织以及人体细胞唯一可以直接使用的能源物质。CP主要作为ATP的“能量存储器”存在,其主要功能是在ATP不足时迅速提供补充,以迅速生成ATP,当ATP比较充足时,又可以将多余的能量纳入CP,以备不时之需。
打个不太恰当的比方:如果把人体比作汽车,ATP就是油箱中的汽油,CP大概可以看作是附油箱里的汽油(这个附油箱的容量是主油箱的3、4倍)。油不够的时候附油箱的油可以直接流到主油箱,加油的时候附油箱的油是通过主油箱流入的。
ATP是人体直接可以利用的能量,CP、葡萄糖、糖原、脂肪和蛋白质虽然也是人体能量源,但却需要先转化为ATP后才可供人体直接使用。
ATP和CP供能非常迅速,随叫随到,每公斤肌肉中存储的ATP和CP最大输出功率可以达到56W。但由于ATP和CP的储量有限,合成的速度又相对缓慢,肌肉细胞中所含的ATP和CP供能仅可维持肌肉在最大功率下工作7.5秒左右,在此之后,ATP-CP的直接供能将不能占据主导地位,肌肉力量也将有所下降。

高强度力量训练对ATP-CP供能系统的要求较高

葡萄糖和糖原的无氧酵解


ATP和CP是人体可以直接拿来使用的能量,这种能量很清洁,也很高效,但有个缺点:储量不足,仅可供肌肉全力工作几秒钟。在对爆发力要求较高的运动中,ATP和CP迅速被消耗,必须要动用糖原、葡萄糖、脂肪、蛋白质等所有能量生产线全力合成ATP,以维持肌肉活动(即便如此,输出功率下降也是必然的),否则,运动将不能持续。
在所有这些合成ATP的“生产线”中,葡萄糖和糖原的“无氧糖酵解”生产线是最高效的。无氧糖酵解是指糖(包括葡萄糖和糖原)在缺氧情况下释放能量并促使ATP合成的过程,这个过程非常复杂,步骤超过10步。即便如此,也要比其他生产线更加迅速。
无氧糖酵解可在剧烈运动开始后的几秒钟之后全力开动,每公斤肌肉能够在30秒左右的时间内释放900焦以上的能量,输出功率约30W,输出功率大约是ATP-CP的一半,供能时间约为ATP-CP的4倍。
在30秒之后,糖酵解系统会因为其副产品“乳酸”的堆积而不能继续运作,此时肌肉将会产生显著疲劳感,输出功率继ATP-CP告急后再次下降。

疲劳感的产生与乳酸堆积有关

葡萄糖、糖原、脂肪、蛋白质的有氧供能


当肌肉储备的ATP入不敷出,无氧糖酵解功能也无以为继时,肌肉唯一能够依赖的只剩下有氧供能这条“能量生产线”。
有氧供能的过程要比无氧糖酵解更加复杂。有氧供能需要氧的充分参与,通过葡萄糖、糖原、脂肪以及蛋白质的分解、氧化产生能量并促成ATP的合成。这个过程其实是一个碳和氢的氧化过程,以碳水化合物类物质为原理,通过氧化生成水和二氧化碳。有氧供能的原料接近于无限,副产品是二氧化碳和水,除了蛋白质氧化后会产生氨基以外,近乎于一种完美的“清洁能源”。
有氧供能的潜力巨大,代谢过程“清洁无污染”,但由于有氧代谢的过程复杂,效率较低,每千克肌肉中的有氧供能促进ATP生成后所能提供的功率为15W,大约只有无氧糖酵解的一半、ATP-CP“满格”时的四分之一,可以成为长时间中等强度有氧运动时的供能主力,却不足以支撑高强度运动。

各种能量源在不同强度运动中的供能比例

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