有氧氧化系统供能的特点:(1)体内95%的ATP均来自线粒体内的氧化磷酸化作用 , 是ATP生成的主要途径,是人体能量消耗的主要供能系统 。(2)糖的有氧氧化释放的能量比糖酵解生成的ATP数量大19倍,因此比糖酵解产生的能量多,且比脂肪消耗的能量少,是体内最经济的能量供应系统 。(3) 有氧供能系统的能量物质来源广阔、种类多、储备量大,是取之不尽的能量来源 。(4)有氧氧化过程复杂、供能速度慢 , 脂肪的氧化供能因耗氧量大,受氧利用率的影响,只有在运动强度低.氧供应充足的条件下才能被大量利用 。所以有氧供能系统是耐力运动项目的主要供能来源 。(5)糖和脂肪的有氧氧化时,最大输出功率比其他两个系统均低 。
人体运动时的供能系统,依其运动强度和运动持续时间的不同可分为ATP―CP(磷酸原)系统、无氧糖酵解(乳酸)系统和有氧氧化系统 。
(一) ATP―CP(磷酸原)系统及其供能特点
ATP―CP(磷酸原)系统又称非乳酸能系统 。它是由肌肉内的ATP和CP这两种高能磷化物构成,ATP与CP同样都是通过分子内高能磷酸键裂解时释放能量 , 以实现快速供能 。因此,在运动时供能系统中将CP一起称为磷酸原系统 。
磷酸原系统供能不在其数量的多少,而在与其能量的快速可动用性 。在三个供能系统中 , 其能量输出功率最高 。凡是短时间极量运动(如:短跑、举重、冲刺、投掷等)时所需的能量几乎全部由ATP―CP系统供给 。任何强度的运动,开始首先供能的都是ATP―CP系统,其特点是:①分解供能速度快,重新合成ATP速度最快 。②不需要氧 。③不产生乳酸 。④ATP―CP供能系统最大输出功率为50W /Kg体重 , 是三个供能系统中输出功率最高者 。⑤维持供能的时间短 。例如一名70kg的人参加运动的肌肉以20kg计算,ATP―CP供能系统储备的能量,可供轻快走步运动的时间约为1分钟;或可维持最大强度运动时间约为6―8秒左右 。30―60公尺疾速跑全靠ATP―CP供能系统保证;60―100公尺跑主要靠ATP―CP系统供能;200―400公尺跑大部分由ATP-CP系统供能(也靠乳酸系统提供部分能量) 。可见,ATP―CP系统在短时间最大强度运动的供能体系中起着重要作用 。
(二) 糖酵解系统及其供能特点
当人体剧烈运动时,骨骼肌能量消耗不仅量大且速度快,有氧供能不足 。而ATP-CP大量消耗时 , 糖的无氧酵解便开始参与供能 。当氧供应不足的程度为氧化供能需要量的2倍以及肌肉中ATP-CP被消耗的量约为原储备量50%左右时,为了迅速再合成ATP以保证持续运动的能力,骨骼肌中的糖原便大量无氧分解 , 乳酸开始生成 。糖无氧酵解系统是400m、800m、1500m跑,100m、200m游泳的主要供能系统 。
糖无氧酵解系统供能的特点:①糖原酵解供能速度快 , 比有氧氧化供能来得及时 , 故称其为应急能源 。②糖原酵解供能不需要氧,是脂肪酸、甘油、氨基酸等供能物质所不及的 。③糖无氧酵解系统供能的最大输出功率为25W/kg体重,约为磷酸原系统的1/2 。因此,利用以糖无氧酵解系统供能为主的运动 , 表现的速度与力量都不如磷酸原系统,但维持供能时间比较长 。④糖酵解产生的能量有限,但可积少成多 。⑤糖酵解的代谢产物为乳酸 。乳酸在肌细胞中的大量增多,不仅对ATP的合成起抑制作用,且引起肌细胞代谢性酸中毒,工作能力降低,易发生疲劳 。
(三) 有氧氧化系统及其供能特点
虽然在糖酵解作用中,能迅速释放能量并且不需要氧,可是在这种情况下再合成ATP的量是相当少的 。糖、脂肪和蛋白质在氧供应充足的条件下 , 氧化为二氧化碳和水,同时释放大量能量,使ADP再合成ATP 。这种有氧氧化供能过程,称为有氧氧化系统 。
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