要分析研究任何一项运动,必须首先要搞清楚的两大问题就是该运动的能量代谢特点和技术动作的运动力学分析。
身体运动能量,需要从食物中获取,而它们都是间接地来自于太阳。我们自身不会制造能量,通过食物将太阳的能量转换到细胞,这样细胞就可以执行来自于大脑指令的各项工作。细胞工作所需要的能量来自于ATP(三磷酸腺苷),这里的“T”就是three,这个大分子上有三个磷酸盐,能量就存储在将磷酸盐附着在腺苷大分子的化学“胶水”中。为了得到能量,必须脱掉其中一个磷酸盐,同时生成一种叫做ADP(腺苷二磷酸)的二磷酸分子,这里的D就是double。ADP会重新搜寻磷酸盐来补缺,又生成ATP,如此不停循环,保证人体供能。事实上人体只有大约40%的能量用于肌肉收缩等细胞运转,其余的都转化成了热量。
一、无氧代谢(厌氧代谢)
有两种厌氧产生能量方式。一种是就是简单的ATP分解释放能量;另一种ADP分解成AMP(腺苷一磷酸,M=mono),一个磷酸盐与其他ADP结合生成ATP,完成供能。这两种供能方式运作的活动都会快速耗光我们的能量。
ATP分解成ADP后,通过PC(磷酸肌酸)的高能分子磷酸盐及其能量来补充。其结果就是产生了新的ATP和肌酸,这个能量循环补给方式就是不停的需要补充磷酸盐和能量,这就需要通过碳水化合物(葡萄糖)和脂肪(甘油三酯)的代谢来实现。长时间持续该种供能会产生一种副产品——乳酸。
二、有氧代谢
葡萄糖的有氧分解与厌氧分解描述的过程有一点不同,就是不产生乳酸。葡萄糖分子上的六个碳原子会衍生成二氧化碳,六个氢原子会找到氧来结合,生成水。这个生成水的过程会有大量能量产生,并转移给ADP,快速与磷酸盐结合生成ATP。
当然,脂肪和蛋白质的有氧代谢分解亦可产生能量,效率最高的供能物质不是葡萄糖而是脂肪,一千克脂肪分解可产生大约千卡能量,一千克碳水化合物分解可产生千卡能量。
三、运动持续时间与能量系统
能量代谢过程相互作用,关系复杂,不可能某一系陈代谢过程或燃料源可提供%的能量。运动的其强度和运动持续的时间决定了能量的处理过程和燃料。可持续运动时间越长,运动强度就越低;可持续的运动时间越短,运动强度越高。
上图数据可得,进行40米冲刺跑,主要功能来源于直接供能系统(ATP-PC),一小部分来源葡萄糖的有氧和无氧运动代谢。如果我们要跑、、米,主要能量源来自于葡萄糖的厌氧代谢;如果要进行5分钟以上的运动主要来源于葡萄糖、脂肪和蛋白质的有氧代谢,其他代谢过程的能量供给微乎其微。
体能的ATP和磷酸肌酸数量非常小,而碳水化合物和脂肪的存储量相对较多。
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