能量代谢-跑酷街什么是能量?
能量是一个抽象化的概念。就是作功的能力。它的载体是:三磷酸腺苷(atp),肌酸磷酸(cp),糖,脂肪,蛋白质。能量的流动过程,对外就是作功的过程,对内就是自身的耗散过程,即:熵增过程。
能量代谢的作用:是产生atp,因为,只有atp能直接被机体利用。人体生命过程,就是atp的分结合在合成过程。
atp的数量很少,每公斤肌肉只有3—6mg,仅供能1—2秒。但它再合成的速度很快,一昼夜再合成重量相当本人的体重。
atp产生的途径有二,即:有氧代谢和无氧代谢。
1.有氧代谢:正常情况下都是有氧代谢,在有氧代谢不能满足需要时,无氧代谢进行补充,但不是进行代替,二者不能机械的分开。
⒉无氧代谢,分为两种:无氧非乳酸能和无氧乳酸能。
⑴无氧非乳酸能力,即:磷酸原功能系统,因不产生乳酸,所以叫无氧非乳酸能力。
⑵无氧乳酸能,因产生乳酸,所以叫乳酸能力,因为是由酶对糖进行酵解,所以有叫糖酵解能力。
在周期性运动项目训练中,能量功能的特点是:认识专项特点,划分不同能力,制定训练计划,选择训练方法,确定训练手段的主要理论依据。因此,现在都非常重视能量代谢在训练中的应用。下边就能量代谢讲五个问题:三大能源供能的特点和三大能源能力训练的原则;论有氧代谢和无氧代谢二者的关系;论有氧代谢和无氧代谢的能力和容量的训练;有氧能力、无氧能力、混氧能力在训练中的应用;介绍几种有关能量代谢的资料。
一、 三大能源供能的特点和三大能源能力的训练原则
(一)三大能源供能的特点
1、磷酸原功能的系统
①功能的速度快:每秒每公斤肌肉功能13卡,相当50瓦。
②功能的时间段:6秒—9秒,atp功能时间1—2秒,肌酸磷酸(cp)供能时间5—7秒。最长时间15—30秒。
③主要作用:是运动持续时间10—90秒项目的主要能源。
a.占10—35秒项目能源的95%。
b.占60—90秒项目能源的80%。
2、糖酵解功能系统
①功能的速度相对较快:每秒每公斤肌肉功能7卡,相当25瓦。
②功能的时间相对较长:30—60秒是高峰,1—3分停止功能。
③主要作用:是运动持续时间2—6分的主要能源。
a.占2—分项目能源的65%。
b.占4—6分项目能源的55%。
3、有氧氧化功能系统
①功能的速度慢:每秒每公斤肌肉功能3.6卡,相当13瓦。
②功能的时间
a.糖为低物供能时间是93分。
b.脂肪为低物供能时间是10600分钟。
③主要作用:
a.糖为低物所产生的能量是运动持续时间10—50分项目的主要能源。
b.脂肪为低物所产生的能量是运动持续时间4小时以上项目的主要能源。

参考:
1995年hawtey提出四大能源。就是将有氧氧化功能系统分为:以糖为底物的有氧代谢和以脂肪为底物的有氧代谢。
国家体育总局科教司2002年4月资料:糖为底物用60-80%vo2max强度,能持续120—180分。用90—100%vo2max的强度,能持续15—30分。
《山东省体委训练手册》用90%vo2max的强度,能持续60分。
(二)  三大能源能力训练的原则
周期性运动项目的种类很多,它包括跑,竞走,自行车,游泳,划船等项目,它们的能力表现形也不一样,但是,它们之间有四个共同的特点:
1、它们之间有一个共同的标准是时间,衡量成绩的标准也是时间。这样,只要时间在一个范围之内,它们功能的比例都是一样。
2、它们功能的特点是:时间越短,强度越大,磷酸原供能的比例越多。反之,时间越长,强度越小,有氧氧化功能的比例越多。
3、每个项目的供能,都是由三种能源供能。只是项目不同所占的比例不同而已。
4、每个项目的功能,都是有一个起主导作用的能源供能为主。这样,在训练中就可以抓住起主导作用的能源进行训练,训练的大方向就不会有问题。
在训练中,影响训练的因素很多,但主要的是:训练强度,训练时间,训练间歇,训练课堂。而最主要的是训练的强度。因为,所有的周期性的项目,比赛到最后从根本上讲都是比速度的。
下边分别介绍三大能源能力训练的原则:
1、  磷酸原供能系统
①训练强度:最大强度,100%用力。
②训练时间:6—9秒,最长时间15—30秒。
③训练间歇:以底物恢复为原则。
a.  此间歇:
a.  2分钟恢复93%。
b.  3分钟恢复98%。
c.  4分钟恢复99%。
d.  5分钟恢复全部。
b.  组间歇:6—8分钟。
④训练课量:以不动用糖酵解为原则。成人每课堂在150秒以内。少年儿童酌情减少。
2、  糖酵解供能系统
分为最高乳酸能力和乳酸耐受能力。
①最高乳酸能力
a.  训练强度:次最大强度,约95%用力。
b.  训练时间:30—60秒是高峰,1—3分停止工作。
c.  训练间歇:以不完全恢复为原则,乳酸保持一定水平为原则。因为,要训练机体的最高乳酸能力,次间歇4分为宜,组间歇约15分。
d.  训练课量:专项的1.5—4倍。
②乳酸耐受能力
a.  训练强度:大强度,91%用力。
b.  训练时间:
a.  采用重复训练法:能保持91%强度时,重复次数应尽量多。
b.  采用持续负荷训练法:能保持91%强度时,持续时间应尽量长。
3、  有氧氧化供能系统
①训练强度:中等强度,80%用力。
②训练时间:万分以上,上限不限。根据任务和训练水平而定。
二、  有氧能力、无氧能力、混氧能力在周期性运动项目中的应用
1、  有氧能力
有氧能力,主要讲七个问题:什么是有氧能力;什么是无氧阈(at);at的标准;at的标准国内划分不同;无氧阈的应用;有氧阈(art)的应用;糖阈的应用。
①什么是有氧能力?无氧阈以下的强度是有氧能力。
②什么是无氧阈(at)?训练时,速度在递增的过程中,以有氧代谢供能为主,开始转向以无氧代谢供能为主的“拐”点是无氧阈。无氧阈是个分界线,线以下是有氧能力,线以上是混氧能力。
③无氧阈的标准:心率170次/分,强度80%,血乳酸4摩尔,最大吸氧量85%,氧债30%。
④无氧阈的标准国内外划分不同
a.  心率:我国1996年12月《中国运动训练理论与实践研究》。
高水平者:心率160—175次/分。
优秀者:180次/分。
原苏联阿列克谢耶夫:150次/分。
葡萄牙:150次/分。
b.  血乳酸:1.4—7.5摩尔,《山东体育科技》1996年第1期,美国哈格伯格介绍。
c.  最大吸氧量:
《山东体育科技》1998年第3期介绍:90%vo2max.
《贵州体育科技》1996年增刊介绍:99.98%vo2max .
d.  强度:60%。崔大林在2004年11月24日河南省体育局训练工作会议上讲话介绍。
⑤无氧阈的应用
a.  无氧阈80%的强度是提高有氧训练的最佳强度。这是1991年awnola发明的最大乳酸稳态训练法。2001年billta又研究证明无氧阈80%的强度是提高有氧训练的最佳强度。
过去,认为无氧阈是提高有氧训练的最佳强度。
b.  无氧阈强度按比例进行,训练效果最佳。
a.  at60—70%强度,占总量的30%.
b.  at80—90%强度,占总量的60%。
c.  at100%强度占总量的10%。
c.  at93%的强度,长时间持续跑能提高速度耐力。这是根据用最大速度75%的强度长时间持续跑,能提高关键酶、水解酶、标准酶的原理而提出的,三种酶活性的提高能促进糖酵解能力的提高,从而提高了速度耐力。因此,有些长跑运动员800米和1500米的成绩也不错。因为,糖酵解能源占800米的能源是65%;占1500米的55%。
d.  at与一万米成绩的关系是94%,最大吸氧量与一万米成绩的关系时32%。据《国家体委科研所学报》1989年第2期介绍。
美国哈格伯格介绍:中长跑成绩与at的关系是86%,与最大吸氧量的关系时45%。《山东体育科技》1986年第一期。
e.  有氧能力强度,是改正技术最好的强度。
⑥有氧阈(art)的应用
a.  什么是art?以糖供能为主的有氧能力。
b.  art的标准:心率约160次/分,强度约70%,血乳酸约3摩尔。
c.  art的应用:主要能预测马拉松的成绩。据意大利著名马拉松教练达涅莱 •法拉格阿那介绍:赛前两周,测2000mx5次,间歇5分,每跑一次后,血乳酸强度控制在2—3摩尔的水平。最后将五次测得的血乳酸加起来除以5,得出平均值,找出3摩尔的对应速度。此速度与马拉松比赛的速度基本上一样。
d.  主要训练方法:采取art的强度,持续跑30—90分。
⑦糖阈的应用
a.  什么是糖与?以脂肪供能为主,开始转向以糖为主的“拐”点是糖阈。
b.  糖阈的标准:心率约150次/分,强度约60%,血乳酸约2摩尔。
c.  主要作用:是运动时间持续4小时以上项目的主要能源。是提高心搏量训练的最佳强度。
d.  主要训练方法:糖阈强度,30—120分的持续负荷运动。
2、  无氧能力
①什么是无氧能力?临界速度(lmv)以上的强度是无氧能力。
②什么是临界速度(lmv)?达到最大吸氧量一霎那的速度是临界速度(lmv)。lmv是个分界线,线以上是无氧能力,线以下是混氧能力。
③临界速度(lmv)的标准:心率190次/分,强度90%,血乳酸12摩尔,100%vo2max,氧债70%。
④临界速度(lmv)划分的标准,国内外划分的不同。
a.  心率:有的是180次/分,185次/分。
b.  强度:有的是80%,95%。
c.  血乳酸:有的是4、6、7.7、8、8.3、8.8,10、12摩尔。
d.  氧债:有的是61.9%。
⑤无氧非乳酸能力
a.  主要作用:是运动之需时间10—90秒的主要能源。
a.  占运动持续时间10—35秒项目能源的95%。
b.  占运动持续时间60—90秒项目能源的80%。
b.  主要训练方法:
a.  训练强度:采用最大强度100%的用力。
b.  训练时间:6—9秒。
c.  间歇时间:2—4分,组间歇6—8分。
d.  训练课量:成人150秒内,青少年酌情减量。
⑥无氧最高乳酸能力
最高乳酸能达到25—32摩尔,个别人更多,古巴胡安托雷纳在创男子400m43.7秒世界纪录时,即刻指尖血乳酸是34.55摩尔。
a.  主要作用:是运动持续时间2—6分项目的主要能源。
a.  占运动持续时间2—3分项目能源的65%。
b.  占运动持续时间4—6分项目能源的55%。
b.  主要训练方法:
a.  训练强度:采用次最大强度,约95%的用力。
b.  训练时间:30—60秒。
c.  间歇时间:4—7分,组间歇约15分。
d.  训练课量:专项距离的1.5—3.5倍。
⑦无氧乳酸耐受能力:就是耐受8—12摩尔血乳酸的能力。训练强度控制在12摩尔;当血乳酸恢复到8摩尔时就开始练下一次,这样,在训练中机体始终处于在8—12摩尔血乳酸刺激之中,即:乳酸耐受能力。
a.  主要作用:是运动持续时间2—6分项目的主要能力。
b.  主要训练方法:
a.  训练强度:采用大强度,约90%的用力。
b.  训练时间:1—2分。
c.  间歇时间:约5分钟。
d.  训练课量:专项距离的2—4倍。
⑧消除乳酸的能力:主要训练方法,采用间歇训练法。
a.  训练强度:85—95%。
b.  训练时间:20—120秒(田径是100—600m)
c.  间歇时间:1—3分,用约60%的强度进行活动(田径是慢跑)。
d.  训练课量:田径中长跑项目是:100—600米x10—25次。
⑨利用乳酸的能力,主要训练方法,采用持续负荷训练法:
a.  训练强度:采用大强度,约85%的用力。
b.  训练时间:20—40分。
3、  混氧能力
①什么是混氧能力?at-lmv之间的强度是混氧能力。
②混氧能力的标准:心率170-190次/分;强度80-90%;血乳酸4-12摩尔,最大吸氧量85-100%,氧债30-70%。
③混氧能力的划分标准:国内外划分不同,如:
心率:原苏联阿列谢克耶夫是150-190次/分,国家体育总局崔大林介绍是:160-180次/分。
强度:国家体育总局崔大林介绍是:60-80%。
据newmann.2001年介绍:90-95%。
血乳酸:据newmann.2001年介绍:3-6摩尔。国家体育总局崔大林介绍是:2-4摩尔。
④低混氧能力
a.  标准:心率170-180次/分;强度81-85%;血乳酸5-8摩尔。
b.  主要作用:是运动持续时间10-50分钟的主要能力。
c.  主要训练方法:采用重复训练法。
a.  训练强度:80-85%
b.  训练时间:3-10分(田径项目的跑时1000-3000米)
c.  间歇时间:3-10分钟。
d.  训练课量:根据水平和任务而定。
⑤高混氧能力
a.  标准:心率180-190次/分;强度81-90%;血乳酸9-12摩尔。
b.  主要作用:是运动持续时间2-6分钟项目的主要能力。
c主要训练方法:采用重复训练法。
a.  训练强度:约90%的用力。
b.  训练时间:2-3分钟。
c.  间歇时间:2-3分钟。
d.  训练课量:根据水平和任务而定。
三、论有氧代谢和无氧代谢二者的关系
主要讲三个问题:有氧代谢不是无氧代谢的基础;有氧代谢与无氧代谢二者的关系是相辅相成,互为提高;有氧代谢与无氧代谢二者的关系是相抵相克,互为制约。
1、有氧代谢不是无氧代谢的基础
传统的理论认为:有氧代谢是无氧代谢的基础和有氧能力是无氧能力的基础。现在看来,这种认识是错误的。
①有氧代谢不是无氧代谢的基础
有氧代谢和无氧代谢,他们代谢的地点,代谢的底物,代谢的条件,代谢的途径,代谢的产物都不一样,如:
a.  代谢的地点:
a.  有氧代谢在肌细胞的线粒体内。
b.  无氧代谢在肌细胞液体内。
b.  代谢的低物
a.  有氧代谢是:糖、脂肪、乳酸等。
b.  无氧代谢是:肌糖原。
c.  代谢的条件
a.  有氧代谢:需要氧。
b.  无氧代谢:不需要氧。
d.  代谢的途径
a.  有氧代谢:经过三羧酸循环八个过程。
b.  无氧代谢:靠酶作用进行酵解。
e.  代谢的产物
a.  有氧代谢:能量,二氧化碳,水。
b.  无氧代谢:能量,乳酸。
根据以上所讲:有氧代谢和无氧代谢,它们是两个不同的代谢过程,根本谈不上谁是谁的基础问题。
②有氧能力不是无氧能力的基础
有氧能力就是一般能力,无氧能力就是专项能力。
根据应激理论,训练能产生特异性功能和特异性反应。具体的讲,也就是同样的训练刺激,由于项目不同所产生的效果不同,如:用磷酸原能量训练,对100米就是专项能力;对一万米就是一般能力,是速度素质。反之,用有氧氧化能量训练,对一万米则是专项能力;对100米就是一般能力,是耐力素质。
鉴于以上所述:在跑的训练中,所谓的一般能力和专项能力都是相对的,具体的,都是针对某个专项而言的。训练中不存在绝对的,广泛的、统一的、一般能力和专项能力,因此,有氧能力也就不是无氧能力的基础。 
2、有氧代谢与无氧代谢二者的关系是:相辅相成、互为提高
无氧代谢训练后,乳酸的消除,各组织器官系统的弥补修复工作,以及氧的超量恢复等各项工作都是由有氧代谢来完成的,有氧代谢能力强,上述各项工作就恢复得快,这是有氧代谢帮助无氧代谢提高的一个方面,但决不能简单的笼统的讲:有氧代谢就是无氧代谢的基础。
无氧代谢训练后,呼吸系统和循环系统均处于高水平的工作状态,他的最大吸氧量比在跑动中还高,最后是氧贮备的超量补偿,这是无氧代谢帮助有氧代谢提高的另一个方面。但也同样不能简单、笼统的讲:无氧代谢就是有氧代谢的基础。
所以说,有氧代谢与无氧代谢二者的关系是:相辅相成,互为提高。
3、有氧代谢与无氧代谢二者的关系是:相抵相克,互相制约
关于有氧代谢和无氧代谢二者的关系,有一种片面的认识,认为有氧代谢是无氧代谢的基础。言下之意就是说:有氧代谢高无氧代谢也就必然会高,二者之间存在着水涨船高的因果关系。但实际情况都完全与此相反,有氧代谢能力的提高,不但没有促进无氧能力的提高,反而抑制无氧能力的提高。下面主要从生理和生化两个方面进行论述。
①生理方面,讲两点:
a.  有氧代谢和无氧代谢都在肌细胞内进行,有氧代谢在线粒体内进行;无氧代谢在细胞液内进行。极细胞内的空间有限,一方面进行的过多,必然影响另一方面。
b.  有氧代谢在慢肌纤维中进行,无氧代谢在快肌纤维中进行。快肌纤维分为:快a、b、c型三种类型。快a型肌纤维的代谢有二重性,即:有氧代谢和无氧代谢,一方面进行过多,势必影响对方。
通过上述介绍,从生理上讲:有氧代谢与无氧代谢二者的关系是:相抵相克,互相制约。
②生化方面,讲两点:
a.有氧代谢训练和无氧非乳酸能力训练二者之间存在着强烈的相互否定关系。有氧代谢训练能力提高线粒体的数量和线粒体氧化酶的活性。但是,这样都使腺苷酶的活性下降,肌酸肌酶的活性下降,肌酸磷酸的数量减少,致使无氧非乳酸能力下降,绝对速度也就下降。
反之,如果肌酸磷酸的数量增加,腺苷酶和肌酸肌酶的活性提高,则使线粒体的数量减少,线
粒体氧化酶的活性下降,这样,将使有氧代谢的能力下降,一般能力也就下降。
b.有氧代谢和无氧乳酸能力的训练二者之间的关系开始受到制约。有氧训练,使柠檬酸浓度上升,但磷酸果糖激酶的活性却下降,无氧乳酸能力也就下降,致使速度耐力也下降。
反之,如果磷酸果糖激酶的活性提高,则柠檬酸的浓度就下降,致使有氧代谢能力下降,一般能力也下降。
根据以上所述,从生化上讲:有氧代谢和无氧代谢二者之间的关系是:相抵相克,互相制约。

四、有氧代谢与无氧代谢的能力和容量训练
现在,还有一种观点,就是有氧训练都是补充,无氧训练都是消耗。还有更形象地比喻:“有氧训练是往银行里存钱;无氧训练是从银行里取钱”。这种认识,不够全面,因为,有氧训练和无氧训练,都存在着能力训练和容量训练。
所谓能力训练,它是指输出的功率,也就是消耗。
所谓容量训练,指的是能量底物的积累,也就是补充。
鉴于上述原理,有氧能力的训练,它虽然是有氧训练,但他却不是补充而是消耗。无氧容量的训练,它虽然是无氧训练但他却不是消耗而是补充。
所以说,不能笼统地讲:有氧训练都是补充;无氧训练都是消耗。再者,有氧能力和有氧容量的训练,无氧能力和无氧容量的训练,有着本质性的不同和原则性的区别。如:
1、有氧能力:采用间歇训练法。
①训练强度:心率160-170次/分
②训练时间:40-80秒(田径200-400米)
③训练间歇:60-90秒
④训练课量:根据任务和训练水平而定
2、有氧容量:采用持续负荷训练法
①高水平
a.  训练强度:80-85%vo2max
b.  训练时间:60-120分钟
②一般水平
a. 训练强度:50-60% vo2max
b.训练时间:30-40分
如果采用重复训练法:
a.  训练强度:心率170-185次/分
b.  训练时间:3-12分钟(田径1000-3000米)
c.  训练课量:根据任务和训练水平而定。
3、无氧能力:采用重复训练法
①训练强度:心率190以上/分
②.训练时间:20秒-45秒(田径150-300米)
③训练间歇:3-5分钟
④训练课量:根据任务和训练水平而定
4、无氧容量:采用重复训练法
①训练强度:心率180-185次/分
②.训练时间:1-3分钟(田径400-1000米)
③训练间歇:3-12分钟
④训练课量:根据任务和训练水平而定
五、介绍几种有关能量代谢的资料
1、关于混氧能力训练的比例
关于混氧能力在训练中的作用和所占的比例有两种观点:混氧能力重要是提高成绩的关键。另一种是对训练不利:它既不能更好的提高无氧能力,又不能进行充分的有氧训练。 
①混氧能力重要:对训练起着决定性的作用,对机体所起的作用是多方面的。现在国内外都非常重视混氧能力,并逐渐增加训练的比例:
a.  我国“马家军”,年跑量八千公里,混氧能力占86%。(根据李福田来我省讲课)。
b.  据郭延信文章介绍:
中跑:我国是29-43%,国外是54-69%。
长袍:我国是41-55%,国外是68-83%。
c.  罗马尼亚娜塔尼亚1979年创女子1500米3分58秒世界纪录时,年跑量是5468公里,混氧能力占48.3%,有氧能力占47%。
d.  原苏联男子1500米游泳运动员,萨尔尼柯夫,屡创世界纪录,主要原因之一就是:将混氧能力原来占20%提高到60-70%。
e.  原苏联列克谢耶夫介绍:肯尼亚凯诺是92.4%,美国赖恩是74%。
②混氧能力对训练不利
有关资料介绍:我国男子中长跑和自行车耐力项目与世界差距大的主要原因是:混氧能力的训练量占比例过大,致使耐力的训练量上不去(如自行车年骑行量国外是四万公里,我国是三万公里),最大速度也上不去。国外的中长跑训练,混养能力占15%。
《2004年优秀自行车运动员训练与营养监控讲习班讲义》国家体育总局自训中心2004.9.6日。
2、不同项目有氧与无氧供能的比例
①国家体育总局局长助理崔大林在2004.11.24在河南体育局训练工作会议上介绍:
运动持续时间1-15秒项目:有氧占5%,无氧占95-100%。
运动持续时间15-60秒项目:有氧占10-20%,无氧占80-90%。
运动持续时间1-6分钟:有氧占30-40%,无氧占60-70%。
运动持续时间6-30分钟:有氧占80-90%,无氧占10-20%。
运动持续时间30分钟以上:有氧占95%,无氧占5%。
②1968年美国e.l.fox介绍
运动持续时间10-15秒项目:有氧占2%,无氧占98%。
运动持续时间60-90秒项目:有氧占5%,无氧占95%。
运动持续时间4-6分钟项目:有氧占25%,无氧占75%。
运动持续时间30-50分钟项目:有氧占80%,无氧占20%。
训动持续时间135-180分钟项目:有氧占90%,无氧占10%。
③1979年美国e.l.fox介绍:
训动持续时间4-30分钟:有氧占25%,无氧占75%。
④据newmanh介绍:耐力性优秀运动员

有氧代偿/再生性耐力
乳酸<2摩尔
强度<70%  长跑  自行车  游泳
  30%  3%  18%
有氧:基础耐力ⅰ
乳酸2-3摩尔
强度70-90%  50%  55%  60%
混氧:有氧耐力ⅱ
乳酸3-6摩尔
强度90-95%  15%  2%  20%
无氧:速度耐力,竞赛耐力
乳酸>6摩尔;强度95-100%  5%  40%  2%
年总训练量  9000km  40000km  

⑤澳大利亚calile研究:“中长距离项目的速度来源于耐力”。《八一体育科技》1999年3-4期
作者富强。
上述材料介绍出来,供大家参考使用。