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运动能量消耗和营养饮食之间的故事

人之所以能运动起来,是由中枢神经对肌肉释放神经信号(既发出刺激),使得肌肉收缩,从而产生机械能,以此来让身体有能量动起来。而在肌肉细胞中,负责提供能量的,是ATP(三磷酸腺苷)与CP(磷酸肌酸)。


小知识

ATP:是肌肉中储存的多种能源物质之一,是生物体最直接的能量来源。

CP:是肌肉中的一种高能磷酸化合物,每摩尔的CP释放的能量甚至比每摩尔的ATP释放的能量更多。

当人体运动起来的时候,ATP首先在肌肉收缩中被快速消耗掉,产生ADP,这时肌肉中的CP受到肌酸激酶的催化,主动向ADP靠拢,使ADP重新变成ATP,供肌肉产生能量使用。这个人体的循环供能系统被称为ATP - CP系统。

但这个系统并不是能永远无限的为肌肉提供能量,它只能短时间的为高强度运动提供能量(通常是在15秒之内)。如果运动持续时间超过了15秒,人体就会转而寻求其它能提供能量的物质 ----- 碳水化合物和脂肪。

人体在运动中,会将碳水化合物分解成糖原,而糖原则是短期与中期存储、提供葡萄糖的载体。随着运动时间的增加,人体的肌肉细胞开始使用糖原(无氧酵解过程),比如持续时间在60秒之内的运动,但此时碳水化合物被分解后会产生副产品:乳酸 —— CH3CH(OH)COOH。


小知识

无氧酵解:人体在运动时,由于在肌肉中初始储存的ATP被消耗殆尽,此时需要糖原来提供能量。而由于此时血液中的氧气含量尚不足,使得糖原只能在无氧的状态下被分解。

无氧酵解产生ATP的速度快,但产生的量很小,且会产生大量的副产品 --- 乳酸。当肌肉中堆积的乳酸过多时,人体内的酸碱度(pH值)就会受到破坏,使肌肉收缩受到影响,并最终影响运动能力。

乳酸过多的症状就是运动者会感到肌肉疼痛,运动能力明显下降。

为了缓解乳酸的过多堆积,此时身体会增加二氧化碳的呼出量,运动者会发现自己的呼吸变得更快更深。但这种呼吸同时也会影响人体接受氧气的能力,从而使运动者的耐力下降。

此时我们假定这个倔强的运动者仍然继续坚持运动下去(运动超过60秒)。此时其身体内的脂肪和碳水化合物开始逐渐充分“燃烧”产生ATP(有氧酵解)。

在有氧酵解的过程中,除了ATP之外,还会产生副产品 ----- 二氧化碳和水,但是终于不再产生乳酸了!这种有氧酵解发生的地点则是在细胞的线粒体之中。


小知识

线粒体:是一种存在于大多数细胞中的细胞器,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“能量制造工厂”。

而对于人体的脂肪来说,它与碳水化合物一起合作,主要为长时间、低强度的耐力运动提供能量。


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