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如果你读过任何有关力量训练、耐力运动或者普通的训练书籍，我想你或多或少都听说过能量系统这个术语。 然而，当你了解越多相关知识，你可能还会更加困惑。很多人对能量系统的解释会涉及到许多复杂的科学术语，比如三羧酸循环、线粒体呼吸、无氧糖酵解和其他「绕口令」。 不过对于普通人来说，你不需要运动科学的学位来解读能量系统，你甚至不需要知道这些词的意思。  从本质上来说，能量系统描述了你的身体是如何在体力活动时产生能量的，从扛着杠铃深蹲到跑马拉松，再到现在用手机刷今日头条。 正如你接下来将要了解到的，更好地理解能量系统的工作原理，可以通过优化你的训练和营养来支持不同的能量系统，从而帮助你提高运动表现。 比如，为什么在做高次数时肌肉会开始“燃烧”？为什么在跑了几分钟后就会感觉疲惫？为什么我们都推荐你多摄入碳水来提高运动表现？ 当你了解了能量系统后，你都能很好回答这个问题。废话少说，让我们开始吧。 什么是能量系统？ 能量系统是一个描述身体如何利用食物中的能量来为各种身体功能提供能量的生理过程。 更具体地说，能量系统是身体将碳水化合物、蛋白质和脂肪转化为一种能量的过程。细胞可以利用这种能量来为不同的活动提供能量，比如撸铁、骑车和跑步等。 在你进食后，身体会将其中的蛋白质分解成氨基酸，碳水化合物会被分解成葡萄糖，脂肪会被分解成甘油三酯，这些都是较小的分子。 氨基酸主要用作细胞的“组成部分”，很少用作供能。当人体有超过它所需要的能量或者当它不能从其他来源获得足够的葡萄糖时，它就会将一小部分氨基酸转化为葡萄糖，不过这个过程是非常低效的，只能产生足够的葡萄糖来维持基本的身体功能。无论出于何种目的，我们都可以忽略蛋白质作为能量的来源。  葡萄糖要么马上被用作供能，要么在肝脏和肌肉中被储存为糖原。然后，当身体在以后需要更多糖原时，它就会分解供能。 甘油三酯要么马上被用作供能，要么以身体脂肪的形式储存在体内，然后在以后需要的时候分解供能。 在任何这些小分子被用作供能之前，它们都必须转化成另外一种复合物，那就是三磷酸腺苷（ATP）。 虽然你可以从不同的食物中获取能量，但是最后它们都要转化成ATP。 为了让细胞使用ATP来供能，ATP必须分解成几个更小的分子。这个过程会产生副产物，然后再次回收，合成ATP再次使用。  ATP循环 当然，一些能量总是会在重新合成ATP时流失，所以你需要给身体提供更多的能量来回收ATP。 在你运动时，你的细胞会以惊人的速度消耗ATP。比如，当你在散步时，你的身体燃烧的能量比躺着休息时多200%。而当你短跑时，你的细胞燃烧ATP的速度比你坐着时快1000倍。 这就让我们回到了能量系统的话题上来了。从本质上来说，你身体的能量系统会确保你的细胞有一个稳定的ATP供应，不管你是在睡觉，在工作，还是在运动。换句话说，无论你的身体在各种活动上消耗了多少ATP，你的能量系统都会确保细胞的能量库不会枯竭。 因此，你也可以想到，让细胞有充足的ATP是比较复杂的，不是单一的系统能够做到的。 三大能量系统之磷酸肌酸系统 磷酸肌酸是一种天然的能量来源，存在于肌肉细胞中，人体能够通过肌酸的某种化学反应来产生磷酸肌酸。 磷酸肌酸系统就是利用磷酸肌酸来生成ATP的。该系统的主要优势在于，它能在较短的时间内产生大量的ATP。这对于短时间的大强度运动是非常有利的，比如冲刺，举起最大重量等。 然而，该系统的缺点在于，在它耗尽之前，磷酸肌酸只能以少量储存在人体中，所以只够那些维持10-20秒的活动使用。  身体能够重新生成磷酸肌酸，但是需要大约5分钟或者更长的时间来让肌肉完全恢复。ps：这也是补充肌酸的原因，肌酸能够改善磷酸肌酸系统的效率。 即使是世界上最顶级的运动员，磷酸肌酸系统也会很快耗尽，然后就不得不依赖无氧系统来供能。 正如运动生理学家和研究人员Ross Tucker所指出的那样，这种现象是所有人都会出现的，也不是由于肌纤维类型或者训练方法，而是人类生理学的一个固有因素。尽管你可以通过大量高强度、短暂的间歇和大量的休息（像短跑运动员那样的训练）来提高磷酸肌酸系统的效率，但这顶多只能改善那么一点点。 三大能量系统之无氧系统 在10-20秒左右的全力运动后，无氧系统就会为肌肉产生大量的ATP。 之所以称为无氧系统，是因为它能在没有氧气的条件下产生ATP。这能更快产生能量，但是效率却不如有氧系统。 无氧系统还称为糖酵解系统，因为该系统是从糖原中获取的大量能量。它的主要优势在于，能够在2分钟左右的时间里产生大量能量。缺点在于，会产生许多代谢副产物，这些副产物会累积在血液和肌肉中，然后导致疲劳。 无氧系统与力量训练的相关性非常高，因为我们做的大多数组数都在8-12次之间，这都是由无氧系统供能的。 改善无氧系统最好的方法就是做大量的无氧类型的运动，比如高次数训练、1-2分钟的高强度间歇有氧。 三大能量系统之有氧系统 有氧系统，也称为氧化或者呼吸系统，在大约1到2分钟的锻炼后，产生肌肉大部分的ATP。 有氧系统比较奇怪，它需要好几分钟来“热身”。该系统的优势在于，当它占主导地位后，能够在长时间内高效地产生大量ATP。 有氧系统会使用葡萄糖、糖原和身体的脂肪来产生ATP，具体的比例取决于运动的强度。 当训练强度提高时，有氧系统就会使用更多的糖原和葡萄糖来产生ATP，但是消耗的脂肪较少。当训练强度较低时，有氧系统就会使用更多的身体脂肪和更少的糖原。  这也是为什么许多人认为低强度的有氧运动比高强度间歇有氧对于减肥更好，因为脂肪燃烧的百分比更多。然而，脂肪燃烧的比例多并不意味着脂肪燃烧的总量多。这是题外话，就不继续展开了。 由于有氧系统能够从脂肪中生成大量的ATP，所以它可以连续几个小时为ATP生产提供动力，即使你没有吃任何碳水化合物。 说到这里还要顺便提一下，一些提倡低碳饮食的人会错误地认为，既然有氧系统可以使用脂肪作为能量，那么摄入碳水就不能改善耐力训练的表现。 并非如此。确实有氧系统可以让你在没有碳水的情况下一次运动几个小时，但是这只适用于强度大约在60%左右的运动[1]。 如何利用能量系统改善运动表现？ 所有的这些能量系统都是在同时工作的，但是贡献程度取决于运动的强度和时间。 静息状态下，有氧系统几乎产生了所有的能量。在中等强度运动中，有氧系统产生了大部分能量，但是无氧系统也能产生小部分。在高强度运动中就反过来了，无氧系统产生大部分能量，有氧系统产生很小一部分能量。在极高强度运动中，磷酸肌酸系统产生大部分能量，无氧系统产生少部分能量，有氧系统几乎没有。 那么这些与力量训练有何关系？  力量训练时，身体是从磷酸肌酸系统和无氧系统中获取主要能量的。然而，在组间休息时，有氧系统则占主要地位。 对于力量训练来说，改善磷酸肌酸系统和无氧系统最好的方法就是在不同的重复次数下做组。此外，做一定的有氧运动能够改善有氧系统，这就可以改善你组间休息的能力，让你恢复更快。 举个例子，假如你平常组间休息3分钟。在你改善了有氧系统后，你休息3分钟会感觉状态更好，或者只需要2分钟的休息。这样一来，就能帮助你做更多的组数或者更大的重量。 总结能量系统是一个描述身体如何利用食物中的能量来为各种身体功能提供能量的生理过程。 身体的三大能量系统分别是：磷酸肌酸系统，无氧和有氧系统。 三大能量系统各司其职。我们需要根据自己的具体目标来特定强化不同的供能系统，从而更好地改善运动表现。 参考文献【1】Mul JD, Stanford KI, Hirshman MF, Goodyear LJ. Exercise and Regulation of Carbohydrate Metabolism. In: Progress in Molecular Biology and Translational Science. Vol 135. Elsevier B.V.; 2015:17-37. |
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