第三节 运动状态下的能量代谢
人体运动时的能量消耗与能量供应：直接能源是ATP。
在各种运动中所需要的ATP由三种不同的能源系统供给：
1．高能磷酸化物系统
2．乳酸能系统
3．有氧系统
三个系统紧密相联互相协调，共同组成一完整的能量供应体系。
运动时ATP-CP系统供能的特点，如何提高其供能能力。
ATP-CP系统是以储存在骨骼肌细胞中的高能酸化合物的分解释放能量，使肌肉收缩活动。ATP广泛存在于一切细胞中既是储存能量的物质，又是细胞活动的直接供能物质。此外肌细胞中还存在有CTP/UTP/ITP等三磷酸核苷酸，但其能量储备极少，其浓度比ATP小50-100倍，因此在能量供应中并不重要。ATP由于其酸性较强，不宜在细胞内过存在，故细胞内的含量很低。不同细胞中的ATP含量不同，人体中以骨骼肌细胞相对含量最多。其化学结构复杂，简单说，是由一个称为腺苷的大分子化合物和三个较简单的磷酸根组成，后两个磷酸根上含有高能键。其储存有大量化学能，在酶的作用下，末端的一个高能磷酸键断裂时所释放的能量，容易转移到其它分子上，使细胞做功。人体内1克分子的ATP分解释放的能量约为7-12千卡。任何运动开始都是由ATP供能，因其储备量极少，很快被耗韵，肌肉在持续收缩活动时，ATP必须不断再重合成，才能不间断持续供能。其不断合成须三大系统进行，不同强度的运动，其系统供能比例不同。
因ATP不宜在细胞内过多储存，ATP将一个高能磷酸键转移给骨骼肌中的另一物质—肌酸，生成磷酸肌酸。成为一种储能的形式。可使较多的能量暂储存在CP之中。当细胞活动时，ATP浓度降低及ADP浓度增高，CP首先迅速分解释放高能键供ADP重新合成ATP。
ATP-CP系统在运动时全部可供利用的能量约为5-7千卡。CP在肌肉细胞中含量最高，约占体内总量的98%。在骨骼肌中CP含量比ATP多4-6倍。不同类型肌纤维中含量不同，快肌纤维含量比慢肌纤维高，男性骨骼肌保留肌酸的能力强，尿中排出肌酸的量也少，故男性比女性和儿童的肌肉发达有力。CP在肌肉的含量极为有限，不是长时间运动的供能者，运动中当CP在骨骼肌中储备不能满足供能的需求时，肌糖元无氧酵解的过程逐渐加强。目前认为：磷酸肌酸不能由食物分解生成的能量直接合成。只有在ATP充足的基础上，通过逆反应而进行。当糖酵解与有氧化生成较多ATP时，此ATP不独用于支持肌肉收缩利用，也可用以再合成CP。在无氧条件下可有部分CP被重新合成，氧供应充足时，CP则全部被重新合成。
供能特点：分解供能速度快，重新合成ATP速度最快，不需要氧，也不产生乳酸维持供能时间短，最大输出功率为50W/KG。最高。
骨骼肌中的磷酸原系统的含量明显影响短时间几秒钟内完成的最大强度工作的能力。其它项目如投掷、跳跃、举重、足球冲跑、篮球快功、排球大力扣球、以及击剑、体操等项目动作都要求用最大功率做功。为此必须提高ATP分解速度与CP在肌肉中的含量。研究证明，训练对骨骼肌中ATP的储备量影响不大，但能提高ATP酶的活性。其增强可提高ATP的分解率，加快供能速度，以提高肌肉收缩速率。从供能角度看，ATP消耗后的重合成速度是影响运动能力的最重要因素，则提高骨骼肌中CP的含量是关键。
能源系统一般特点
ATP-CP | 乳酸能系统 | 有氧系统 |
无氧代谢 十分迅速 化学能源 ATP生成很少 肌肉中贮存少 用于短时运动 | 无氧代谢 迅速 食物能源 ATP生成有限 乳酸可导致肌肉疲劳 用于1-3分钟的运动 | 有氧代谢 慢 食物能源，糖原、脂肪、蛋白质 ATP生成很多 乳酸产生很少 耐力或长时间运动 |
有氧氧化供能
人体的摄氧能力越强，说明有氧氧化水平也越高。人体最大摄氧量的大小是人体内有氧氧化的标志。运动员的耐力不仅取决于最大摄氧量的大小，而且取决于机体组织对氧的利用。
由于人体的有氧氧化能力与最大摄氧量相关。运动中限制最大摄氧量的因素也就是影响有氧氧化的因素。心输出量要比肺通气功能、气体交换率、血液的载氧能力更为重要。人体的糖原的储备量也与有氧工作能力有关。在剧烈运动开始后10-15分钟，肝糖原分解为葡萄糖增加，随着运动时间的延长，肌肉从血液中获得葡萄糖增加，如肝糖原储备不足，血糖便可能降低出现低血糖，引起神经系统疲劳，工作能力下降。
糖酵解供能
由肌糖原分解为乳酸时释放的能量。
影响糖酵解的因素：人体对缓冲酸性物质的能力，人体各组织细胞特别是脑细胞对酸的耐受能力，可能与体内糖原含量有关。
有氧氧化和无氧氧化是人体在不同水平上，根据需氧的不同情况进行的紧密相连，不可分割的两种供能方式，只不过两者的比例不同。这种比例上的不同，既是不同项目的供能特点，也是采用不同训练手段的根据之一。
人体的有氧能力是无氧能力的基础。从全面提高增强体质来看，发展人体的有氧能力是很重要的。
运动训练与能量节省化。
通过运动训练，人仅可以提高人体的供能能力，而且可以使运动供应出现节省化。表现在完成同样强度的工作时，经过系统训练后，需氧量减少，能源消耗量也减少，即在完成同样的运动负荷时，有训练消耗的能量较少。
长期训练可使能量节省化的主要原因：训练改进了动作技能，使动作更协调自如，自动化程度提高，减少了多余动作，使得能量的利用更经济了，同时运动训练也提高了呼吸、循环系统机能水平，工作效率提高。能量利用的节省化在运动实践中具有重要意义。为取得优异的成绩创造了有利条件，特别是对持续时间长，总需能量大的项目更重要。
