人體能量代謝系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)性疲勞的研究

　　人體在不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行的過(guò)程中，身體的供能方式方法是不盡相同的，按供能時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行分類(lèi)，短時(shí)間無(wú)氧大量供能的運(yùn)動(dòng)中人體直接的能量來(lái)源---ATP，長(zhǎng)時(shí)間低功率輸出運(yùn)動(dòng)的有氧供能，機(jī)體會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)所需的能量自由選擇供能的途徑，為保證機(jī)體在運(yùn)動(dòng)中的能量輸出和運(yùn)動(dòng)需求，本文對(duì)人體能量代謝系統(tǒng)對(duì)如何減小運(yùn)動(dòng)性疲勞對(duì)人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析和研究。
　�。ㄒ唬┤梭w在運(yùn)動(dòng)時(shí)能量代謝的體系和特點(diǎn)
　　1、供能系統(tǒng)的直接能量來(lái)源--ATP
　　ATP即三磷酸腺苷，它是人體產(chǎn)生的一種高能化合物，也是肌肉運(yùn)動(dòng)最直接的能量源泉。在人體的大多數(shù)細(xì)胞特別是肌肉細(xì)胞中都有大量的ATP，當(dāng)人體的肌肉短時(shí)爆發(fā)用力時(shí)肌細(xì)胞中的ATP就直接被利用給人體供能。ATP是由一個(gè)稱(chēng)為腺苷的大分子化合物和三個(gè)較簡(jiǎn)單的磷酸要組成的，其中有兩個(gè)“高能鍵”排列在后面的磷酸根中，而這些儲(chǔ)備著大量化學(xué)能量的高能鍵在人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞開(kāi)始傳導(dǎo)，內(nèi)分泌細(xì)胞進(jìn)行分泌，平滑肌、骨骼肌和心肌完成機(jī)械收縮后肌細(xì)胞末端的高能磷酸斷裂，使體內(nèi)1克分子的ATP如點(diǎn)火般釋放出7-12千卡的能量源。例如田徑項(xiàng)目中的短跑、跳，投擲類(lèi)運(yùn)動(dòng)都是如何。
　　2、供能系統(tǒng)中其它的能量來(lái)源-有氧、無(wú)氧，CP和乳酸。
　　有氧無(wú)氧針對(duì)的是人體在代謝過(guò)程中有無(wú)氧氣參與化學(xué)反應(yīng)，不需要氧氣參與的ATP-CP系列即偶聯(lián)反應(yīng)和乳酸系列的是無(wú)氧代謝，另一種便是有氧代謝。ATP-CP系在列即偶聯(lián)反應(yīng)是指當(dāng)肌肉收縮的時(shí)候在ATP被快速的分解儲(chǔ)存的CP開(kāi)始釋放能量，ADP和PI被快速合成ATP。肌肉中儲(chǔ)存的ATP和CP量并不多，由此可以看出人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)肌細(xì)胞分解磷酸原系統(tǒng)所得到的能量是十分有限的。由于它的快速可性這一特點(diǎn)，對(duì)于短時(shí)爆發(fā)力的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目起著特別關(guān)鍵的重要作用。
　　而乳酸能系統(tǒng)供能即是人體中糖酵解供能，指的是在糖分解后所供應(yīng)的ATP合成必需的能量，如若煻不能被完全的分解時(shí)就會(huì)產(chǎn)生乳酸堆積在身體的肌肉和血液里，而當(dāng)肌肉和血液中的乳酸堆積到一個(gè)高水平級(jí)點(diǎn)的時(shí)候，機(jī)體的糖酵解合成ATP每克分子數(shù)較有氧代謝相比要少很多，例如每一克分子葡萄糖酵解時(shí)能量就只可以釋放出2克分子的ATP，這也是乳酸系統(tǒng)供能的一個(gè)十分突出地缺點(diǎn)，這便是肌肉所產(chǎn)生的疲勞傳感給大腦所得的結(jié)果，人體感覺(jué)不適的主要原因。
　　有氧供能系統(tǒng)是指機(jī)體的肌細(xì)胞內(nèi)的線粒體中的糖原通過(guò)氧化充分分解生成水和二氧化碳，與此同時(shí)還產(chǎn)生能量使約40個(gè)克分子的ATP再合成。這種被稱(chēng)為“發(fā)電場(chǎng)”的線粒細(xì)胞在肌細(xì)胞中數(shù)量是十分豐富的。有氧代謝過(guò)程中的ATP合成簡(jiǎn)單，并且不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的副產(chǎn)物導(dǎo)致機(jī)體的疲勞。有氧供能系統(tǒng)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它的來(lái)源相當(dāng)豐富不僅僅從糖原還可以大多數(shù)食物中得到，例如：各類(lèi)脂及和大量含有蛋白質(zhì)的食物等中獲得。有氧代謝也是大多數(shù)長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的主要供能系統(tǒng)，例如鐵人三項(xiàng)、馬拉松、登山、長(zhǎng)距離游泳、公路自行車(chē)等。
　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間來(lái)分析機(jī)體供能，例如一場(chǎng)激烈的正規(guī)籃球賽中，運(yùn)動(dòng)員至少要保證半場(chǎng)20分鐘全場(chǎng)40分鐘高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)量的體能儲(chǔ)備，在這樣長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中雖然是有氧系統(tǒng)給機(jī)體提供能量，但在比賽過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員在跳投、搶籃板、功防等都是爆發(fā)用力，機(jī)體在比賽的整個(gè)過(guò)程中這種不連貫間斷性的處于短時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)屬于無(wú)氧供能，在高爾夫、排球、橄欖球等很多團(tuán)體項(xiàng)目中也是這種供能情況。
　�。ǘ�）機(jī)體能量供應(yīng)與肌肉運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生的相互關(guān)系
　　人體在短時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，肌肉中無(wú)氧供能的副產(chǎn)品乳酸生成超過(guò)了運(yùn)出速度時(shí)，乳酸和H+的濃度就會(huì)持續(xù)增加，這時(shí)的機(jī)供能代謝系統(tǒng)被稱(chēng)為CP閥，隨著肌纖維中乳酸濃度增加CP量的耗竭，當(dāng) CP閥在80-90%的最大攝氧量時(shí)維持機(jī)體高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)間是十分有短而有限的。有研究表明，機(jī)體在正常情況下，肌肉的最大收縮降到50%的只需要約30秒鐘，而使肌肉力量從50%恢復(fù)到最大力量的80%以上，則需要約4分鐘時(shí)間。由此可見(jiàn)，肌肉力量的收縮強(qiáng)度和恢復(fù)一般在5分鐘以?xún)?nèi)。當(dāng)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于CP閥高于無(wú)氧代謝時(shí)的最大攝氧量的強(qiáng)度時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間和強(qiáng)度就取決于肌肉ATP的生成量，當(dāng)ATP的生成量低于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間所需量時(shí)，肌肉就會(huì)產(chǎn)生疲勞感，糖是人體運(yùn)動(dòng)的重要能源之一，早在十九世紀(jì)就有研究發(fā)現(xiàn)人體的疲勞是肌肉中能源物質(zhì)含量降低所致，在運(yùn)動(dòng)中人體血糖值是否正常直接關(guān)乎運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)揮。有研究表明，當(dāng)人體在不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如公路自行車(chē)項(xiàng)目30～40%的最大的吸氧強(qiáng)度，股直肌的糖原降解在慢肌纖維中發(fā)生，當(dāng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的1小時(shí)慢慢下降，而快肌纖維中的糖原仍保持不變。由此可知，血液是補(bǔ)充有氧運(yùn)動(dòng)中慢肌纖維的糖原的主要來(lái)源。
　　人體在運(yùn)動(dòng)中特別是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，機(jī)體的肌纖維不僅消耗肌糖原還會(huì)大量攝取血糖，當(dāng)肌纖維的攝取速度大于肝糖原分解入血的速度，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體血糖降低，肌肉運(yùn)動(dòng)能力下降，全身肌肉疲勞。
　　脂肪供能是人體機(jī)體供能的系統(tǒng)之一，雖然脂肪是體內(nèi)貯量最多的能量物質(zhì)，理論而言脂肪可以維持機(jī)體5天甚至更長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，但由于脂肪常在未被調(diào)動(dòng)運(yùn)用給機(jī)體供能前，機(jī)體就因?yàn)槠渌�原因而進(jìn)入了疲勞期，導(dǎo)致這一情況的主因是機(jī)體在運(yùn)用脂肪組織供能前，肌體內(nèi)的脂肪必須先被水解成為脂肪酸和甘油后方可進(jìn)入血液，而脂肪酸還要被分解才能轉(zhuǎn)運(yùn)到肌肉內(nèi)氧化供能。
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