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肌肉运动中的能量代谢与合成

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运动中的能量代谢与合成(文 剑眉同学)有点废话多的前言+导读...注意,文章为自己编辑,转载需注明出处,内容较为枯燥,但是想进步请耐心阅读,顺便说下剑眉同学是我BI name,没啥特殊意义...剑眉谐音剑眉,同学则表示一个身份,寓意为在健美之路上,始终是个学生。
写文章之初是因为有很多人问我能量的代谢问题,但是他们在学习过程中,只是看了这个知识点的一部分,这篇文章也从2012年的年前陆陆续续写,有时候写十几分钟,有时候一周不写,有时候忙完了再码点,终于,今日完成。
文章中涉及了一些有关数据的算法,比如ATP直接供能只能持续2秒等等,这些数据的来源有兴趣的可以查阅,因为其中涉及了很啰嗦和繁琐的单位以及公式,但对掌握知识点没啥影响,所以我就一律概过。这篇文章我已经尽量简化知识点,通过阅读你会明白一些以前想不通的问题比如
1:肌酸怎么吃了不长劲?
2:我要增力量,我要减脂、我要做耐力、我要做线条...等等,计划安排的根本在哪
3:你会更好的认识到自己的能量,而且你会解决能量的三大“哲学”问题:能量你丫从哪来? 能量你要干什么? 能量你要到哪去?
还有之前争了很久的卧推门...这些东西通过掌握知识自己都会有个判断。
我原本打算从三磷酸腺苷也就是ATP讲起,因为不了解这个基本上后期的三大能量系统是看不明白的,后来我想了下...其实ATP你不用知道的如学生物的一般,针对咱们了解到他是什么即可,于是第一章节就如此产生,为了解释ATP的重要性,啰嗦了几句。然后针对ATP的功能特点,简单讲了一下,一直到最后的三大供能系统,怕各位不了解,我还专门举了例子,希望受用,感谢阅读。
【一】人体内能源的获得和消耗
ATP(三磷酸腺苷)直接能量来源俗话说人是铁饭是钢一顿不吃饿得慌,这虽然是句俗语,但是形容人体内的能量获得却十分贴切,而且事实也是如此。能量,你可能经常听某些运动饮料也说,能量对于咱们来说很重要,也是维持人体各种生命活动的基础,他们的唯一途径就是从食物中获得,在这里我们说的能量就是——糖(碳水)、脂肪、蛋白质。人体不是一个存货的东西,而是一个加工厂,你摄入的食物最终都会各尽所需来生产ATP。
人体活动的直接能量都来源于ATP分解供能,所以说机体要是维持生命活动,就要不断的消耗ATP,生物体内的能量转移、利用、释放都是以ATP为中心进行,举个例子的话,ATP就好比汽油一般,没有汽油也便没有了动力,再豪华的跑车也是废铁。
既然你摄入的能量都是以ATP为中心的,那么我们了解下——ATP合成的途径
ATP的合成实际上是ADP与Pi 再连接,是一个磷酸化的吸能过程,听着有点学究是吧?往下看。通俗一些说的话,制作成ATP的原料就是体内的蛋白质、糖、脂肪等物质,而他们分解后在一些列化学变化后,变成了ATP。你看到这可能会有些担心...我勒个去,俺摄入的蛋白质不是分解成多肽和氨基酸然后各尽其责修复肌肉么?怎么分解成ATP了么?实际上不用担心这个,因为一般情况下蛋白质是不会被分解参与供能的,因为挡在他前面的有碳水化合物,也就是咱们说的糖,当然还有你们最讨厌的脂肪。之前写过一篇浅谈碳水的文章,发在吧内,有兴趣的可以去了解下,在此不继续做普及,言归正传,因为蛋白质是组成生命结构的基础,所以身体这个大系统也比较珍惜,不到万不得已的情况下是不会分解宝贵的蛋白质,那么这个时候机体又要参与功能,所以身体会分解糖和脂肪用于主要合成ATP。糖的分解可以是有氧 氧化,当然也可以是无氧酵解,你要是听着费解就理解为...跑步和做器械的区别。那么脂肪呢?它的分解是完全有氧 氧化,废了这么多话,你听见最顺耳的就是有氧和无氧这俩词了吧?没错~~~这ATP生成的两大类型,有氧和无氧。(下面内容讲有氧生成ATP和无氧生成ATP的过程,仅为给想学知识的健友准备,浅学的话可以往下看下段)ATP的有氧生成:糖和脂肪的氧化分解在线粒体内进行的,这个过程不像点然一张纸那样迅速,而是一个逐步缓慢的过程。其途径都要通过三羧酸循环,最终把糖和脂肪分解成为二氧化碳和水(还算环保)。再说下他们的产生,二氧化碳是在脱羧反应中生成的(-COOH),这期间没有明显的能量变化,但是水不同,水的生成是在脱氢反应中生成(H2),(可以回忆下自己的运动过程)脱氢...实际上就是把氢给整下来,然后再经呼吸链传递,最终与氧化合生成水,值得注意的是,这个是供ATP有氧生成的主要过程,它是你体内储备能源物质然后氧化分解最终把能量转移给ATP的最重要途径。ATP的无氧生成:和体内能源物质转化不同的是,ATP的无氧生成的环境是——细胞浆内。了解这个以前,先说下CP(磷酸肌酸),因为你看到某些肌酸的广告会说到类似的东西,它是一种含有高能磷酸键的高能物质,在体内储备量是ATP3-5倍,CP分解的时候,会迅速的把能量转移给ADP最终生成ATP。看到这你大概明白了一半吧?实际上无氧声称ATP的其基质是磷酸肌酸(CP)和葡萄糖(G)或糖原(GN),整个过程不需要氧。
1摩尔的磷酸肌酸(CP)可生成1摩尔的ATP,别急,后面有关于三大供能会讲到ATP-CP系统,结合着看下那个。
人体内能量的运用
很多瘦人会苦恼,只吃的大部分食物干嘛去了?呵呵,实际上针对所有人来说,这些食物将近一半都是用来维持你的正常体温了....也就是以热能的形式在帮助你有人类的温度...其余的则通过复杂的化学过程转移存储到ATP分子中。 你肯定不会关心维持你体温那部分,健身人群嘛,咱们主要了解务实供能的那一部分。
功能之(一)——肌肉收缩
初中时候学过能量转化,比如你用太阳能热水器,那么就是把太阳能转化成了热能,那么对于人体来说,肌肉的收缩就是把化学能转变为机械能,而这机械能的产生则来自于ATP的分解,大伙都知道人体内肌肉量占了约30-40%,而在你运动过程中,体内ATP的主要作用就是转化成机械能,而完成这一过程就需要肌肉收缩做功。
功能之(二)转移到肌酸上
简单来说,当体内ATP生成较多的时候,就会将含有高能磷酸键的Pi转移给肌酸形成CP(磷酸肌酸),这就好比一个备用电池一般,随时用都可以,而如果你玩器械~~系统过一段时间,那么你体内的CP存储值要明显的高于一般人。
功能之(三)干别的
第一段就说过,ATP的作用的供机体的正常运作,所以ATP也可以转化成其他身体所需的能量,比如神经兴奋的传道~~~体内合成代谢所需的化学能,消化系统等等。
二:三大供能系统
了解运动时能量的消耗是释放,就要知道人体的三大供能系统。
关于ATP一类的重要性以及其他,刚才已经说过,所以直接切入三大系统的重点,实际上体内ATP含量较少,少到根本不够你日常消耗的,听到这你可能想到肌酸了吧?没错,这个是百度百科上关于肌酸词条的一些内容,实际上他没说后半段,那就是ATP在体内是边合成边分解的,但是再合成时所需的能量只能从间接的能源中获得。这就需要咱们学习三大供能系统,即——磷酸原系统 、乳酸能系统 和有氧 氧化系统 。 磷酸原系统
刚才说过ATP在肌肉内的储量少的可怜,举个例子,运动员要是以1RM做试举,供能只维持2秒左右。之前说过磷酸肌酸也就是CP,在肌肉中它的储量约为ATP的3~5倍。实际上这个过程刚才已经讲过,就是CP能以ATP分解的速度最直接的使之再合成,而它们同属高能磷酸化合物,所以称为为磷酸原系统(ATP¾CP系统)。
ATP¾CP系统是力量训练、爆发力性训练的物质基础,其供能持续时间为7.5秒左右(有曼格力雅卡尔测验算出)。ATP¾CP系统(磷酸原系统)供能的特点是,供能总量少,持续时间短,功率输出最快,不需要氧,不产生乳酸等物质。
乳酸能系统
乳酸能系统指的是——糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中再合成ATP的能量系统,因为乳酸是其最终产物,所以才叫乳酸能系统。 乳酸能系统——ATP的产生速度主要取决于葡萄糖、糖原从消耗到产生乳酸的速度,它功能持续时间较长,大约33秒左右,而且也不需要氧,但是会产生代谢废物乳酸。很多人把肌肉酸痛当做判断训练到位与否的标准,实际上这是没有直接关系的。一般职业运动员检查身体状况时,血乳酸检查是必须的一项,当乳酸能系统产生乳酸以后,它迅速扩散到血液,所以血乳酸值偏高的话,会影响ATP的再合成,也就是说训练过度了。因为乳酸是一i种强酸,体内正常堆积一些也没事,但如果超过了身体恢复和耐受的最大限时,就会破坏身体内的酸碱度环境,至于影响ATP合成则是因为他会限制糖的无氧酵解,这就好比火堆缺少炭火一样。说到这你肯定会纳闷,这个功能系统就这么废柴么?错~它的意义在于保证刚才所说的磷酸原系统最大供能以后,还能维持数十秒快速供能。他就好比飙车时候的氮气,用在关键时刻,但是无法贪多。 有氧氧化系统
有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内氧化成二氧化碳和水的过程中,再合成ATP的能量系统。之前说过,这个过程是缓慢的,逐步通过氧化然后在释放合成ATP,而且ATP生成总量很大,只是速率低一些。 和乳酸能控系统相比,需要氧气的参与,但是不会产生乳酸类的代谢废物(实际上还可以分解)。
【举例子 实践】
刚才学习了三大供能系统,请注意,运动时人体内的能力供给是有个连续的过程。
例子一用递减 深蹲超级组 1-3RM,无间歇卸片,5-8RM...1-3RM为第一组,此时因为是最大强度,所以体内启动的肯定是能量输出功率最快的磷酸原系统,之前说过供能可持续约7.5秒左右,此期间首先动用CP使ATP再合成,直到CP-ATP到极限时...5-8RM第二组,这期间启动能量输出功率中等的乳酸能系统,你会感觉到肌肉内有酸痛,运动强度也会下降(无法做1-3RM)。
例子二 常见的金字塔法则利用,比如卧推,重量递增。
刚开始几组,倾向于热身,比如20-30RM,由于运动强度一般,消耗较少所以有氧氧化系统可以持续输出保证运动,此期间体内主要是糖的氧化分解。
几组过后,比如增加到10-12RM的时候,因强度增大,有氧供能无法满足最大负荷,导致ATP与ADP比值明显下降,此时身体开始转化功能,用输出功率中等的乳酸功能系统。
当递增到1-2RM的时候,乳酸功能系统在第一下的时候会迅速启动,或者直接启动磷酸原系统,直至力竭。
例子三 一节动感单车课(可以了解脂肪的分解)
这肯定是属于有氧运动,而且持续性比较长。
刚开始的几首歌比较舒缓,目的是为了热身,此时以糖分解——有氧氧化供能为主,但是体内糖储备是有限的,当随着糖消耗增加以后,身体会逐渐过渡到以分解脂肪氧化的供能为主。
为何我一直说减脂是个坚持的事?因为脂肪对于人类生存才说,就好比私房钱,或者说存折,不到万不得已的时候是不会分解的,一般只会出现在运动后期,而且脂肪氧化的耗氧量很大,这也是为何你会累,而且输出功率也比糖有氧氧化供能要低...说白了脂肪分解的过程中,还考虑到了珍惜使用....你可能觉得这很不好...请不要忘记,减肥成为一个问题...只是最近三十年的事,你的祖先为了活着巴不得贴膘...那都好已经好几个世纪了,所以补剂商多句话,减肥是个坚持的事,别以为吃个啥就瘦了。
通过上面的例子,你应该明白在训练中如何更有效率的运动,如何安排组间,如何在大重量动作和雕刻为主的动作之间选择,因为一次训练假如只有40分钟,人家进步比你快也是因为人家安排的好,吧内很多人不喜欢读技术文章,不是小看了自己就是小看了训练,那也是你原地不动的原因,因为整个健美就是一个活到老学到老的事,大体上看哪都挺简单的,记住了,那是入门,入门以后细节多了去了。
【最后】
人体内的能量合成与代谢,摄入与消耗等等,都是符合能量守恒定律的。
所以——能量的摄入(食物)=能量输出(产生热量、做功)±能量的储存(比如脂肪) 所以有些人不知道自己用增肌粉还是蛋白粉?不知道如何摄入饮食,这就是根本,比如当能量摄入与支出相平衡时,体重基本不变。
如果摄入大于支出时,脂肪堆积,那就是发胖。
摄入小于支出的时候,就是愁为何不胖。
注意看人体内能量的输出...不要总是把不胖当做自己消化系统的问题。


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