1.1.1 能量

我们都知道人体需要有持续不断的能量供应才能维持生命活动。我们可以把人体想象成一台机器,要想机器运转就需要给机器提供能量。那么人体的各种生命活动,甚至是肌肉做功,所需的能量来自哪里呢?

食物被我们吃进体内,在体内转化为蛋白质、碳水化合物和脂肪等营养素,它们所带来的能量存储在细胞中,并不能直接被人体利用,只有在细胞进一步分解或释放能量的过程中,它们才会转化为一种叫三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)的高能化合物。而ATP水解时所释放的能量,才是人体最直接的能量来源。

ATP水解时释放的能量可以支持机体细胞进行各种各样的活动,比如神经活动、肌肉收缩等。ATP释放能量的同时会留下一个二磷酸腺苷(Adenosine Diphosphate, ADP,一种高能化合物,能够合成ATP)分子。ADP会再次利用机体内储存的未利用能量源与磷酸基团结合,合成ATP,从而重新补充体内的ATP,为机体持续提供能量。这就是磷酸原供能系统,它是产生新的ATP最快速的方式,也是短时间、高强度运动(比如具有爆发力的跳高、跳远、举重等运动)获取能量的最直接的方式。

ATP = 腺苷腺苷 Pi Pi Pi (ATP)能量 Pi 能量 Pi 能量 Pi ATP酶 分离腺苷 Pi Pi + Pi + 释放能量(ADP) (Pi为游离磷酸基团)

人体还可以通过其他方式来获得ATP,比如无氧分解机体内所储存的葡萄糖(糖酵解),或者进一步对糖酵解的最终产物丙酮酸进行有氧代谢,或者对脂肪细胞进行有氧代谢。这些方式都可以获取额外的ATP,并为中等强度或长时间低强度的身体运动持续提供能量。

人体的各种运动都会伴随着不同供能系统的作用,但是运动强度、运动速度和运动时间不同,供能系统也会有所侧重。越是强度高、速度快的运动,就越依赖磷酸原供能系统;而随着运动强度的降低和运动时间的增加,机体会越来越依赖于有氧氧化系统所提供的ATP。