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1、體育室 97學年度體育教學觀摩會子題演講六運動與能量系統運動與能量系統一、前言人體運動時，需要呼吸系統運作提供氧氣，骨骼系統的支撐，神經系統的協調，及肌肉系統收縮產生力量，是一連串的生理反應。而肌肉系統的運作則是人體運動時力量的來源。運動時人體需要能量的供給，肌肉才能收縮產生力量，而能量的外在來源是人體攝取醣類、脂肪、蛋白質 . 等食物；而體內的能量來源則是透過消化食物產生能量（化合物）貯存於體內，在不同的運動強度或狀況時，代謝產生能量，提供肌肉所需。肌肉的能量代謝，是一系列複雜的生化反應機制，因應不的運動強度、持續時間，會有不同的反應機轉。以生化反應的機轉來分，可以區為磷化物系統、乳酸系統、
2、有氧系統。PhosphocreatineCreatine PO3磷酸肌酸肌酸Glycogen肝醣Lactic 乳酸acid產生ATP肌肉收縮所需之能量葡萄糖O CO HO脂肪酸222氨基酸Urea 尿素肌肉能量代謝的來源修改自林富美（ 1991），蓋統生理學，台北：華杏。二、磷化物系統（磷酸肌酸系統）肌肉收縮的基本能量是腺嘌呤核苷三磷酸 （adenosine triphosphate ，ATP），但在骨骼肌中的存量卻非常有限，僅能提供短暫的能量需求，不過肌肉中的磷酸肌酸（ phosphocreatine ）是一種含有高能磷酸鍵的化合物，它可以分解為肌酸（ creatine ）與磷酸根離子，而放
3、出大量的能，提供肌肉能量所需。磷酸肌酸與 ATP的能量轉化過程可在極短的時間完成 ，因此在短時間內高強度的運動需要此能量來源產生力量 ，不過因其含量有限並無法長時間提供能量來源，僅能提供 10 至 15 秒的持續時間。所以在我們所從事的運動中，屬於短時間、高強度、高爆發力量的運動，即是此種能量供應系統，如一百公尺短跑、舉重、跳高等均屬之。三、乳酸系統我們所攝取的食物，會轉化成肝醣（ glygocen ）貯存於肝臟與肌肉中，當肌肉需要產生能量時，在肌肉中所貯存的肝醣，可以分解為葡萄糖（ glucose ），然後透過醣酵解作用（ glycolysis ），由葡萄糖轉化成丙酮酸（ pyruvic a
4、cid ），在無氧的情況下代謝成乳酸，產生能量，因其最終產物為乳酸，此即所謂的乳酸系統。此一能量系統，雖不像有氧系統產生大量的能量，但因在代謝的過程中不需要氧的參與，因此能更迅速的產生能量，補充磷化物系統能量不足，可以提供數十秒至二、三分短而激烈的運動所需，在運動中如四百公尺、短距離游泳等均是此類能量系統所提供。在從事此頪型的運動後，血液中的乳酸值會大量增高，使得運動無法持續，因此對乳酸的代謝能力及耐受力，是從事此頪運動能力的重要評估指標。四、有氧系統磷化物系統、乳酸系統在代謝產生能量的過程中，均不需要氧的參與，是屬於無氧代謝系統。而有氧系統顧名思義即在能量的代謝過程中，透過氧的參與反應產生能
5、量。葡萄糖 （丙酮酸）、胺基酸、脂肪酸透過檸檬酸環反應 （The citric acid cycle ，又名克勞伯環 Kreb cycle ）及電子傳遞系統（electrical transport system）的反應產生能量。（一）醣的有氧代謝在有氧的情況下，葡萄糖代謝成丙酮酸，在粒線體內進入檸檬酸環反應及電子傳遞系統 ，產生比無氧代謝更多能量 ，提供更長的運動持續時間 。（二）脂肪的有氧代謝在人體中脂肪的貯存量遠大於醣類 ，所以是人體長時間運動時最重要的能量來源，可以說是人體的能源庫；不過在代謝過程中要比醣頪消耗更多的氧，如果以消耗氧的角度來看，其效率是不及醣頪，但運動持續時間遠遠超過醣
6、頪。（三）蛋白質的有氧代謝蛋白質不是人體能量的主要來源 ，其主要功用是人體的組成及相關荷爾蒙，不過在緊急需要能量補充時，蛋白質也可以代謝產生能量，提供人體所需。五、結語不同的運動強度或運動型態與運動持續時間，人體會有不同的能量來源，以供給運動時的能量消耗。因此不同的運項目，需要加強訓練的能量系統也不同；短間間、高強度的運動，如短跑，需加磷化物系統的能量供給，而強度較高，持續時間稍長，如中距離跑步，則須強伦乳酸系統的訓練，而長時間耐力型運動，則須加強有氧能量系統的訓練，因應不同的需求作不同的強化訓練，才能提昇運動成績。從運動健康的角度來看，如果要控制體重或減少體脂肪，則須從事較多的有氧運動以增加體內脂肪的消耗量達到減肥健身的目的。
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