根据肌肉活动的代谢特点分类

(三)根据肌肉活动的代谢特点分类

体力活动可以消耗能量,人体所需的能量从食物中的糖类、脂肪、蛋白质中摄取,但人体的组织细胞不能直接利用食物中的能量,而需要一个中间环节,即三磷酸腺苷(ATP),ATP由腺嘌呤核苷酸和3个磷酸基团连接而成,两个磷酸之间为高能磷酸键,可储存或释放能量,ATP在ATP酶的作用下水解生成二磷酸腺苷(ADP)、游离磷酸基团(Pi)和能量,肌肉收缩就是利用肌细胞内ATP分解释放的能量,以实现化学能向机械能的转化。因此,ATP是肌肉活动最直接的能量来源,而糖类、脂肪、蛋白质则通过代谢产生ATP,是能量的间接来源。

根据体力活动时机体的供能方式不同,分为有氧运动和无氧运动。

1.有氧运动

有氧运动是指在活动时采用有氧供能的方式,在氧气充分供应的情况下,人体摄入的氧气和需求达到生理上的平衡状态,能量主要来源于糖类、脂肪、蛋白质的有氧氧化。运动时糖原尤其是肌糖原是有氧供能的主要来源,糖原分解成葡萄糖,经过有氧氧化,产生ATP、二氧化碳和水,每分子葡萄糖经过有氧氧化可净生成38分子ATP。脂肪分解产生的脂肪酸经氧化成二氧化碳和水,同时产生ATP(脂肪酸产生ATP的数目可因脂肪酸的种类而不同),但脂肪酸从脂肪组织中分解入血较慢,只有在糖原储备降低时才成为肌肉的主要供能物质。此外,蛋白质在较长时间的剧烈运动也可参与供能,蛋白质水解产生的氨基酸经过脱氨基作用生成α-酮酸,进一步通过有氧氧化产生少量的ATP。

链接:能量代谢相关概念

需氧量:人体为维持某种生理活动所需要的氧量。

摄氧量:也称吸氧量、耗氧量,指单位时间内机体摄取并被实际消耗或利用的氧量。

最大摄氧量(maximal oxygen consumption,VO2max)是指在人体进行最大强度的运动,当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到极限时,单位时间内所能摄入的氧气含量,是反映人体有氧运动能力的重要指标。

氧热价:指消耗1 L氧气所产生的热量。

呼吸商:指单位时间内通过呼吸作用释放二氧化碳和吸收氧气的体积之比。

最大累积氧亏:指人体从事极限强度运动时完成该项运动的理论需氧量与实际耗氧量之差,是衡量机体无氧供能能力的重要标志,氧亏也称缺氧量。

血乳酸:乳酸是无氧糖酵解的产物,同时,乳酸可以在肌肉中氧化成二氧化碳和水,也可在肝脏里生成葡萄糖和糖原。运动中测定血乳酸浓度可以评价无氧运动能力,当运动强度超过一定水平时血乳酸浓度会急剧升高,提示无氧糖酵解活动增强。

有氧运动是一种全身大肌群参与的动力性活动,具有以下特点:(https://www.daowen.com)

①低强度:为了运动时得到充足的氧气,其强度要低于最大摄氧量以满足全身大部分大肌群的活动,一般为中、小运动强度。

②长时间:有氧运动的时间一般在15 min以上,持续时间较长。

③节奏性:有氧运动一般都具有节奏性,且节奏较慢。

2.无氧运动

无氧运动是指肌肉在缺氧状态下的高速剧烈运动。由于缺乏氧气供应,机体的有氧氧化系统不能提供足够的能量,只能依靠无氧代谢的方式供能,包括磷酸原系统和乳酸能系统。

①磷酸原系统(ATP-CP):三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)均含有高能磷酸键,在代谢中可通过转移磷酸基团而释放能量,因此将ATP和CP合称磷酸原系统。

磷酸肌酸是肌肉等组织中由肌酸和磷酸组成的一种高能磷酸化合物,是高能磷酸基的暂时储存形式。在肌酸激酶的作用下,磷酸肌酸很快为ADP提供磷酸基,从而生成ATP和肌酸,ATP则为肌肉运动供能。

在高速剧烈运动时,磷酸原供能系统最早最快被启动,但持续时间一般不超过10 s,是10 s以内最大强度运动的主要能量来源,可为激活无氧糖酵解提供过渡时间。磷酸原系统供能较少,持续时间短,输出功率大,不需要氧,也不产生乳酸等中间产物。

②乳酸能系统:乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在无氧分解生成乳酸的过程中(糖酵解),合成ATP的能量系统。

葡萄糖经过无氧酵解生成丙酮酸时,磷酸烯醇丙酮酸将磷酸根转移给ADP,从而生成丙酮酸及ATP,实现供能,丙酮酸在无氧条件下进一步生成乳酸。1分子葡萄糖经过无氧糖酵解可净生成2分子ATP。

乳酸能系统供能较磷酸原系统稍多,持续时间较短,可维持30 s到2 min内的最大强度运动,供能过程中不需要氧,但可产生乳酸,导致肌肉疲劳。

无氧运动与有氧运动相比,活动时氧气的摄取量非常低,因此,其特点是:运动强度大,持续时间短,瞬间性强。

实际上,很多体力活动是以有氧代谢、无氧代谢混合供能的混合氧运动。这种活动方式有快有慢,有急有缓,有氧代谢与无氧代谢交替进行,有利于全面锻炼身体。