健身和锻炼文章运动能量系统

运动能量系统

当你锻炼时,你的身体会不断地为你的肌肉提供足够的能量来保持运动, 但是肌肉获得能量的方式会根据你运动的具体强度和持续时间而改变。阅读这篇文章的其余部分,了解更多关于运动能量系统的信息。

三磷酸腺苷 (ATP) -- 肌肉收缩的能量来源

起跑线上的短跑运动员

在讨论你的身体可以为你的肌肉提供能量的各种系统之前,我们首先需要定义什么是肌肉 “能量”。我们知道你的肌肉细胞需要能量来源才能在运动中收缩。在最高水平上,肌肉收缩的能量来源是你吃的食物。细胞内的一个复杂的化学过程,称为细胞呼吸,最终将储存在你吃的食物中的能量转化成一种在你肌肉的细胞水平上使用的最佳形式。一旦食物能量通过细胞呼吸转换,它就以一种叫做三磷酸腺苷的分子的形式存在于细胞水平 (ATP)。

的组成ATP分子可以从它的名字推断出来。它由三个 (或 “三”) 磷酸基团连接到一个腺嘌呤 (或 “腺苷”) 核苷酸。的能量储存在一个ATP当第二和第三磷酸基团之间的键被打破时,分子会释放出来供你的肌肉使用。打破这种键会自行释放第三个磷酸基团,从而降低ATP分子到二磷酸腺苷 (自动数据处理)。的自动数据处理分子可以恢复到其ATP通过补充缺失的磷酸盐基团形成 (这称为再磷化)。

三运动能量系统

将你的食物能量转化为细胞呼吸过程ATP在很大程度上取决于氧气的可用性。当你运动时,肌肉细胞可获得的氧气的供应和需求受到运动持续时间和强度以及你的心肺适应性水平。幸运的是,你有三个运动能量系统,可以根据可用氧气的多少选择性地招募,作为细胞呼吸过程的一部分来产生ATP肌肉的能量。他们总结如下。

无氧能量系统

这个能量系统是第一个被招募来锻炼的,它是持续 10 秒或更短时间的高强度爆发性锻炼的肌肉能量的主要来源。例如,alactic 厌氧能量系统将是 100 米短跑或短期举重运动的主要能量来源。它可以立即提供能量,不需要任何氧气 (这就是 “无氧” 的意思),也不产生任何乳酸 (这就是 “无氧” 的意思)。它也被称为ATP-聚合酶链反应能量系统或磷化能量系统。

Alactic 厌氧能量系统提供其ATP能量通过组合ATP已存储的肌肉 (月、月秒值从细胞呼吸之前休息时) 以及后来 rephosphorylization (约 8-12 或月秒值) 使用后的另一个分子磷酸肌酸 (聚合酶链反应)。本质上,聚合酶链反应是一种携带备用磷酸基团的分子,准备捐赠给已经使用的自动数据处理将它们重新磷酸化为可利用的分子ATP。一旦聚合酶链反应储存在你的肌肉里,耗尽了 alactic 厌氧能量系统将不会提供进一步的ATP能量,直到你的肌肉得到休息并能够再生聚合酶链反应水平。肌酸补充剂是一种用于通过增加的量来延长 alactic 厌氧能量系统的有效持续时间几秒钟的方法。聚合酶链反应储存在你的肌肉里。

乳酸厌氧能量系统

该系统是持续约 90 秒的高强度运动活动的肌肉能量的主要来源。例如,它将是 800 米短跑或冰球单一轮班的主要能量贡献者。从本质上讲,当你的碱性厌氧能量系统耗尽时,这个系统是占主导地位的,但是你继续以对你的有氧能量系统来说太苛刻而无法处理的强度锻炼。像 alactic 厌氧能量系统一样,这个系统也是厌氧的,所以它不需要任何氧气。然而,与 alactic 厌氧能量系统不同,该系统是乳酸,因此它确实产生乳酸。它也被称为乳酸系统或厌氧糖酵解系统。

与 alactic 厌氧能量系统相反,它使用ATP存储从先前的细胞呼吸结合聚合酶链反应磷酸盐缓冲液,乳酸厌氧能量系统必须直接招募活跃的细胞呼吸过程来提供ATP能量。细胞呼吸过程由一系列非常复杂的化学反应组成,但它的简短总结是,它最终将食物能量 (从碳水化合物、脂肪和蛋白质) 转化为ATP能量。当氧气不能用于细胞呼吸时,就像乳酸厌氧能量系统的情况一样,乳酸会作为副产品产生。

有氧能量系统

在持续的有氧运动中,你的强度水平,相对于高强度水平招募你的无氧和乳酸无氧能量系统, 必须减少,这样放在你肌肉上的能量需求等于能量供应 (比较这和 alactic 厌氧系统和乳酸厌氧系统,需求通常超过供给,能源储备很快耗尽)。与不需要氧气的碱性厌氧系统和乳酸厌氧系统相比,在较低强度水平下的能量供应现在取决于氧气输送的效率, 由你的肌肉处理。持续的氧气供应可以让你长时间保持较低的强度水平。如果你能够延长运动活动超过约两分钟的长度,这将是由于你的工作在一个运动强度水平,可以容纳你的有氧能量系统。。通过五分钟的运动时间,有氧能量系统将成为你的主要能量来源。例如,有氧能量系统将是马拉松运动员的主要能量来源。有氧能量系统不产生乳酸,但与其他两个能量系统不同,它确实需要氧气。

就像乳酸厌氧能量系统一样,有氧能量系统必须直接吸收活跃的细胞呼吸过程来提供ATP能量。食物能量转化为ATP通过非常复杂的一系列反应被你的肌肉细胞。然而,相对于乳酸厌氧能量系统的不同之处在于,由于氧气现在可供肌肉使用,因此乳酸不会作为副产品产生。的一代ATP只要你的肌肉有氧气,你的食物能量供应不会耗尽,有氧能量系统的能量就可以持续。

相对贡献-有氧与厌氧能量系统

下表对不同轨道运行项目的有氧和厌氧能量系统的实验测量 (累积缺氧法) 能量贡献进行了比较。该表的快速回顾阐明了有氧能量系统的贡献是如何随着事件距离的增加而增加的,反之亦然。

有氧和厌氧能量系统对追踪跑步项目的能量贡献
男性 女性
事件 需氧能量贡献 厌氧能量贡献 需氧能量贡献 厌氧能量贡献
100 米 21% 79% 25% 75%
200 米 28% 72% 33% 67%
400 米 41% 59% 45% 55%
800 米 60% 40% 70% 30%
1500 米 77% 23% 86% 14%
3000 米 86% 14% 94% 6%

Duffield R,Dawson B,Goodman C.能源系统对 100-m 和 200-m 轨道跑步项目的贡献。J Sci Med Sport。2004 9月; 月 (月): 302-将要采取的。

Duffield R,Dawson B,Goodman C.能源系统对 400 米和 800 米轨道运行的贡献。J 体育科学。2005 3月; 23 (3): 299-307。

Duffield R,Dawson B,Goodman C.能源系统对 1500 米和 3000 米跑道运行的贡献。J 体育科学。2005 10月; 23 (月): 993-1002。

运动能量系统-结论

现在你对保持你活跃的三个运动能量系统有了基本的了解。最后,重要的是要理解,尽管在特定类型的锻炼中,其中一个系统将是你能量的主要来源, 所有的运动能量系统在任何时候都是活跃的。只是每个系统提供的相对能量会随着不同的运动强度和持续时间而变化。因此,当你在锻炼的时候,你永远不会只从一个能量系统获得你的能量,而是从所有三个能量系统到不同程度。

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