什么叫有氧运动,什么叫无氧运动?
大多数健美运动员和健美爱好者只解其表,不解其理,训练中一般是盲目听 从,对训练所要达到的目的过程并不十分明确,以致影响了训练的自觉性和训练效果。
本文就有氧和无氧运动能量代谢的特点作一分析,以助大家释疑解惑,从根本上了解健美运动的特点,提高训练的自觉性。要了解有氧和无氧运动的能量代谢特点,得从的作用谈起。 三磷酸腺苷(简称ATP)是肌肉活动唯一的直接能源,也是人体其它任何细胞活动(如腺细胞的分泌、神经细胞的兴奋等)的直接能源。ATP贮存在细胞中,其中以肌细胞(肌纤维)为最多。
ATP由一个称为腺苷的大分子和三个较简单的磷酸根组成,后两个磷酸根上有"高能键",键上贮有大量化学能,故ATP这类化合物又称为高能磷化物。当ATP末端一个磷酸键断裂时,便释放出能量,使细胞做功或完成其生理功能。
肌肉活动时,贮存在肌纤维中的ATP在ATP酶的催化下迅速分解为二磷酸腺苷(ADP)和无机磷(PI),释放出能量,牵动肌丝滑动,使肌纤维缩短,完成做功。但肌肉中ATP的储量较少,必需边分解边合成,才能不断满足肌肉活动的需要,使活动得以持久。
事实上ATP一被分解就立刻再合成。再合成所需的能量,根据运动的具体情况,来源有三:
1是磷酸肌酸分解放能;2是糖原酵解生能;3是糖和脂肪(还有部分蛋白质)氧化生能。
1、磷酸肌酸的分解。
磷酸肌酸(简称CP)是贮存在肌纤维中与ATP紧密相关的另一种高能磷化物,分解时能放出大量能量。当肌肉收缩且强度很大时,随着ATP的迅速分解,CP也迅速分解放能,以使ADP和PI合成ATP。肌肉在安静状态下,高能磷化物以CP的形式积累,故肌细胞中CP的含量约为ATP的3-5倍。尽管如此,其含量也是有限的,CP全部分解时只能维持数秒钟的剧烈运动,必须有其它供应ATP再合成的能量才能使肌肉活动持续下去。CP供能使ATP再合成的重要意义,不在其含量,而在其快速可动用性。由于CP既能迅速分解放有,又不需氧、不产生乳酸,故它与ATP一起在供能系统中称为磷酸原系统(ATP-CP系统)CP和ATP不能直接用作营养补剂,因为其分子过大,不能被人体吸收。而一羟基肌酸能被人体直接吸收,进入肌细胞合成CP,进而为合成ATP所用,供给肌肉活动的能量,对力量锻炼有一定的良好作用。
2、肌糖原的酵解。
运动持续时间在10秒以上且强度很大时,机体所需的能量已远超出磷酸原系统所能供给的,同时机体的供氧量也远远满足不了需要。这时运动所需ATP再合成在能量就主要靠糖原酵解来提供了。糖酵解以肌糖原为原料,在把葡萄糖分解成乳酸的过程中生成ATP。所产生的乳酸在氧供应充足时,一部分在线粒体中被氧化生能,一部分合成为肝和糖原等。乳酸是一种强酸,在体内积聚过多会破坏内环境的酸碱平衡,使肌肉工作能力下降,造成肌肉暂时性疲劳。因此,依靠糖原无氧酵解供能也只能使肌肉工作持续几十秒钟。无氧酵解供能时,不需要氧,但产生乳酸,故称乳酸能系统。乳酸能系统的重要意义是在缺氧情况下仍能产生能量,以供体内急需。
3、糖和脂肪的有氧氧化。
当运动中氧的供应能满足氧的需要时,运动所需的ATP即主要由糖、脂肪的有氧氧化来供能。有氧氧化能提供大量的能量,从而能维持肌肉较长的工作时间。例如,由糖原产生的葡萄糖有氧氧化所产生的ATP为无氧糖酵解的13倍。这种有氧氧化供能称为有氧氧化系统。
虽然磷酸原系统和乳酸能系统在运动过程中都供应一定的、甚至大部分的能量,但ATP和CP的最终合成以及糖酵解产物乳酸的消除却要通过有氧氧化来实现。所以,肌肉活动所需能量的最终来源是糖和脂肪(也许还有蛋白质)的有氧氧化,而糖和脂肪又来自食物。
在运动中,糖和脂肪优先利用的程度和程序是不相同的。这主要受两个因素的影响,一是运动强度和持续时间,二是膳食。同时还与训练程度有关。
①运动强度和持续时间的影响。当运动强度增加、持续时间缩短时,糖是占支配地位的能源。因为在时间短、强度大的运动中,ATP的生成主要由乳酸能系统提供能量,即依靠无氧糖酵解来产生ATP,而糖原是无氧酵解的唯一能源。强度很大、时间很短的运动(如举重),ATP再合成的主要来源是CP,糖的无氧酵解仅能提供少量能量。运动强度低、时间长的运动,脂肪便成了主要能量来源。长时间持续运动(如马拉松跑)的后期,约有80%的ATP来自脂肪氧化。虽然脂肪是长时间剧烈运动的主要能源,但糖仍很重要,尤其是在运动开始阶段。人在长距离跑开始时,糖被大量利用,随着运动的继续,糖才缓慢而平稳地低于脂肪的利用。
②膳食的影响。膳食类型对运动时糖或脂肪利用的多少有重要影响。在耐力运动(如长跑)中,普通(混合)膳食者(约55%的糖、30%的脂肪和15%的蛋白质)开始时利用糖,随后逐渐转为利用脂肪。数天食用高脂肪低糖膳食后,运动时优先利用的是脂肪,但出现疲劳、精疲力尽的时间提前很多。数天食用高糖、低脂膳食后,运动时优先利用的能源是糖,随着运动的继续,逐渐偏向利用脂肪,但运动耐力却是食用混合膳食的两倍,是高脂肪膳食的三倍。
③训练程度。运动负荷相同,有训练者利用脂肪供能的比例较无训练者大。在运动所需的总能量中,由脂肪提供的能量有训练者为51%,无训练者为41%。
无氧代谢
虽然蛋白质可用作有氧能系统中的一种能源,但通常不用它。只是在糖和脂肪无可利用的时候,才大量运用蛋白质做能源,如在长时间严重饥饿和过度长时间运动时。
综上所述,虽然人体中磷酸原系统供能的绝对值不大,能维持的时间很短,但其主要作用在于能量的快速可用性。短距离疾跑、跳、投、冲刺、举重等需要在几种钟内完成的运动,全部靠该系统的贮备为主要能源。乳酸能系统的能量来自肌糖原的无氧酵解,酵解的最终产物为乳酸,放出的能量由ADP接受,再合成ATP,它是机体处于缺氧情况下的主要能量来源。无氧训练能提高人体乳酸能系统的供能能力,在完成同一剧烈的定量运动时,有训练者的血乳酸较无训练者低。但在完成短时间尽力的剧烈运动后,有训练者的血乳酸则比无训练者高20-30%,这与有训练者肌肉中糖原含量较高,以及随着训练水平的提高而提高了糖原的运用水平有关。乳酸能系统的重要作用,同磷酸原系统一样,是在暂时缺氧的情况下能快速供给能量。比如,健美训练中完成一组运动时就是靠乳酸能系统提供能量的。
有氧氧化系统是指糖或脂肪在氧的参与下分解为二氧化碳和水,同时生成大量能量,使ADP再合成ATP。有氧氧化系统是进行长时间耐力活动的主要供能系统。可见,人体运动时能量供应系统提供的能量与运动专项密切相关。
所谓"无氧运动",是指运动过程中主要以无氧代谢(磷酸原系统和乳酸能系统)供给能量的运动,如举重、健美训练等。有氧运动则指运动过程中主要以有氧氧化系统供给能量的运动,如健美训练中为减少体内脂肪而进行的长距离跑。