CSCS | 我们的能量到底从何而来？

了解你的能量是如何产生的，可以帮你提高训练和生活的质量。
人体有两个主要的能量系统来获取能量——有氧系统和无氧系统。我们大多数人都听过这些术语，但有多少人真正理解它们是如何工作的呢？
所有人类细胞都使用ATP供能，三磷酸腺苷(ATP)是一种携带能量的分子，存在于所有生物的细胞中。ATP捕获从食物分子分解中获得的化学能量，并将其释放出来为其他细胞的活动过程提供燃料。
磷酸盐、碳水化合物和脂肪以不同的速度转化为ATP。
这个系统有三部分（根据能量物质来源分）：磷酸原系统、糖酵解系统、有氧供能系统，它们就是我们常听说的三大供能系统。


1
磷酸原系统
磷酸原系统是主要的无氧能量系统，是高强度运动的主要能量来源。

▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
磷酸原系统包含3个三磷酸腺苷的基本反应过程：
  • 第一个反应把三磷酸腺苷分解为二磷酸腺苷和无机磷酸盐，并释放能量；
  • 第二个反应是二磷酸腺苷和磷酸肌酸再合成三磷酸腺苷；
  • 最后一个反应是把二磷酸腺苷分解成一磷酸腺苷和无机磷酸盐，在这之后无机磷酸盐再次与二磷酸腺苷合成三磷酸腺苷分子。
人体有大约7秒的ATP储备，在这么短的时间里，你可能会发挥出最大的能量。
由于骨骼肌中只能储存少量的三磷酸腺苷，因此进行高强度运动时只需短短10秒就会将三磷酸腺苷消耗殆尽。
高强度运动时只需短短5秒，磷酸肌酸含量会从初始水平降低50%~70%，进行高强度力竭训练则会消耗殆尽。
换句话说，你的身体不需要将碳水化合物或脂肪转化为ATP(这需要时间)，但可以直接获取你的ATP和磷酸盐存储，但之后，输出功率会显著下降。
磷酸原系统主要在运动开始后0-30s内由磷酸肌酸为身体进行供能，在短时间和大强度运动中，磷酸原系统是主要供能系统。
因此，为了快速和更有爆发力的运动，磷酸原系统是短跑运动员和举重运动员必不可少的动力来源。


2
糖酵解系统
糖酵解系统是第二个无氧能量系统，这是人体进行20秒到2分钟持续高强度活动时的主要供能系统。
▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
糖酵解系统的主要能源来自于血糖和糖原存储的分解。在糖酵解系统供能的初始阶段，大部分三磷酸腺苷供应来自于糖原的快速糖酵解；当活动时间接近2分钟时，三磷酸腺苷供应主要来自于慢速糖酵解。
快速糖酵解会导致乳酸积累，而乳酸将被快速转为乳酸盐。如果糖酵解速率过快，身体将乳酸转化为乳酸盐的能力会减弱，然后引发乳酸积累，导致身体疲劳。
人体在进行重复性高强度运动时，尤其是休息较短的运动时，会出现乳酸积累。因此，高浓度乳酸积累可能意味着机体需要快速的能量供应。
▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
糖原可利用量与饮食中摄入的碳水化合物有关。因此，中低碳水化合物饮食会导致肌糖原含量减少，这会影响你的运动表现。在运动和比赛中糖原的利用取决于运动的时长和强度。有氧运动和无氧运动，比如反复短跑间歇训练和抗阻训练可以显著影响肌肉和肝脏的糖原储量。
糖酵解系统又分为快速糖酵解和慢速糖酵解，快速糖酵解是无氧反应，慢速糖酵解是有氧反应。
具体来说：
01、乳酸阈值以上
没有氧气，但有乳酸盐。
▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
在最后冲刺时，你感到喘不过来气，你的腿在燃烧，你需要竭尽全力，你的身体在乳酸阈值以上运转。该系统又被称为无氧糖酵解系统，用于高强度活动，其能量来源是糖原和乳酸盐。
因为缺乏氧气，脂肪的新陈代谢是不可能的。但即使没有氧气，身体也会燃烧碳水化合物。这就产生了大量的乳酸，这使得在这个水平上的表现不可能超过一到两分钟。乳酸门槛是指达到一定强度时，身体产生的乳酸量超过新陈代谢能力。
02、乳酸阈值以下

▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
在这种情况下，体内有一些氧气，乳酸盐的分解速度比它的生成速度快。一个典型的例子可能是10公里跑，在这30-60分钟内，碳水化合物是主要的能量来源，ATP的产生方式与乳酸阈值相同，但不同之处在于，乳酸的生成速度仍然可以被分解。
3
有氧供能系统
与糖酵解系统相同，有氧供能系统也是利用血糖和肌糖原产生三磷酸腺苷。
▲ 截图来自CSCS在线视频教育课程（第三章）
两个系统之间最大的不同是与有氧供能系统有关的酶反应只在有氧气的情况下才会发生，而糖酵解系统有关的酶反应不需要氧气。
不同于快速糖酵解系统，有氧供能系统不会在血糖和糖原分解的过程中产生乳酸。另外，有氧供能系统可以利用脂肪和蛋白质生成三磷酸腺苷。
这是耐力运动员的主要动力来源。
为什么？
有氧氧化系统利用碳水化合物、脂肪，有时还有蛋白质来产生能量，有氧运动可以持续更长时间。
在这个水平上，我们的碳水化合物储存可以持续90分钟。在那之后，唯一的能量来源就是脂肪，即使是最瘦的运动员也有几乎无限的脂肪资源，但将脂肪转化为ATP相对缓慢。
有氧氧化系统，主要在运动开始后2分钟内由糖、碳水化合物、脂肪和蛋白质氧化为身体进行供能，它需要大量的氧气参与。
因此，对于耐力运动员来说，提高有氧运动的成绩是非常重要的。
我们常说的有氧运动、无氧运动，即是按照运动中不同供能系统供能所占比例的不同而划分的。

虽然我们可以从概念上分离这三个系统，但重要的是要明白，我们身体的细胞一直在使用所有的能量来源。
只不过一直变化着的，是每种燃料在总能源生产中所占的比例。例如，即便我们是在休息时，无氧糖酵解系统也在进行着较低水平的工作。
因此，我们必须了解人体能量系统，每个系统所需要消耗的能源物质，以及训练后能量恢复所需的时间，才能有效地实施燃脂计划，获得更好的回报，达到健身目标。
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