編者按:我們身體會隨著運動的時間增加而依序燃燒ATP(注) →碳水化合物→脂肪來獲得能量。如果理解這個使用能量的順序,就能配合運動目的而有效使用能量。有氧運動會燃燒碳水化合物當作能量使用,因此經過一定時間運動後,身體就會開始燃燒脂肪作為能量,所以說有氧運動有助於減肥。

我們的身體會隨著運動的持續時間和強度不同,而使用不同比例的ATP、碳水化合物和脂肪作為能量,這個能量系統總共可分為四個階段。

看【圖002】就能立刻理解其中的重點,我們剛開始運動時,會先使用第一個能量供給來源ATP,之後逐漸使用碳水化合物,待氧氣供給變得順利後,從第90 秒(1 分30 秒)開始,就會同時使用碳水化合物和脂肪。

圖002 運動持續時間與強度的能量使用來源

四個階段的能量系統大致上可分為「無氧能量系統」與「有氧能量系統」,只要想成大家比較常聽到的「無氧運動」和「有氧運動」就能容易理解。所謂的「無氧能量系統」,意思是在不使用氧氣的狀況下製造能量,例如短時間使用爆發力的百米賽跑、擲鉛球、舉重等等,這些運動都屬於無氧能量系統。

另一方面,「有氧能量系統」則是使用氧氣製造能量。代表性的運動包括慢跑、馬拉松、騎單車等等,這些運動都是透過有氧能量系統來供給能量。接下來,我們會逐項詳細解析各階段的能量系統。

第一階段 ATP-PC系統(無氧代謝)

第一階段的無氧能量系統,會在10秒內突然使出爆發力的運動時啟動,例如舉重、擲鉛球或100米短跑,以及低次數(1~3下)大重量的健力運動都屬於此階段。前面提到,身體在消化並吸收食物中的養份後會生成ATP。

ATP通常會儲存在肌肉細胞中,開始活動時會最先使用肌肉裏的能量,在無氧的情況下會轉化為儲存在體內的「即時能量」,讓肌肉發揮最大的效能。

不過,能夠儲存在肌肉裏的ATP數量極少,所以在開始活動後的2~3秒內就會耗盡,等於只要舉兩次槓鈴,體內的ATP就會全部用完。但是,ATP-PC的系統啟動後不會就此結束,肌肉細胞內還有磷酸肌酸(PC)這種高能量的磷酸化合物。

磷酸肌酸合成ATP後能供給10~15秒的能量(最短10秒,最長可至90秒),之後就要由我們身上其他能量生成ATP。接下來,身體會為了能持續運動而啟動第二階段的系統。

第二階段 乳酸系統(無氧代謝)

第二階段的無氧能量系統,會在運動10~90 秒(1 分30秒)後啟動,大部份的重訓都屬於此階段。例如,蹲舉6次到20次時,會啟動第二階段的能量系統。

進入第二階段之後,儲存在肌肉細胞內的肝醣會分解為葡萄糖,生成ATP。燃燒葡萄糖份解的過程需要氧氣,但在短時間用力的無氧代謝中氧氣不足,因此在這個過程會生成乳酸(即無氧葡萄糖代謝),所以第二階段被稱為「乳酸系統」。

乳酸系統可視為從不需要氧氣的無氧代謝轉換至使用氧氣的有氧代謝的過渡期。短時間在無氧狀態下進行高強度運動時,雖然會較快速生成能量,卻會產生引發疲勞的物質「乳酸」,因此這個階段的缺點,就是在持續生成ATP 方面會遇到界限。

進行高強度運動90~120 秒(2分鐘)時會啟動乳酸代謝。透過第17頁的【圖002】可知,運動開始約120 秒後,ATP會幾乎耗盡,從這時起,就會開始啟動完全燃燒葡萄糖的第三階段。

第三階段 肝醣系統(無氧+有氧代謝)

就算乳酸系統無法再繼續產出ATP,我們還是可以繼續跑步,只是速度會變慢而已。跑步速度急遽下降的時間點,就是我們身體開始啟動有氧系統的時候。第三階段的肝醣系統會在運動持續3分鐘後啟動,也就是跑步800米、游泳200~300 米時的距離。

第四階段 肝醣+脂肪酸系統(有氧代謝)

第四階段會同時使用碳水化合物和脂肪來製造能量。這時不會生成像乳酸那樣的疲勞物質,而且能製造出幾乎可以無限使用的能量,所以像跑馬拉松這類長時間的運動,這個系統的運作最為活躍。

但相較於ATP-PC系統或是乳酸系統,第四階段能量產生的速度偏慢,這也是為甚麼跑步時從100米跑到800米,甚至是1,500米等長距離後,速度會隨著距離拉長而變慢。

如果理解以上能量系統的運作方式,就知道為甚麼許多人說「有氧運動有助於減重」了。這是因為有氧能量系統會燃燒碳水化合物當作能量使用,但儲存在體內的碳水化合物的數量有限,因此經過一定時間後,就會開始燃燒脂肪作為能量,所以說有氧運動有助於減肥。

正因如此,在騎單車或跑跑步機時,身體不會從一開始就將脂肪作為能量使用。至少要過3分鐘才會開始燃燒脂肪,所以運動持續的時間很重要。#

註:ATP(Adenosine Triphosphate,三磷酸腺甘)就像汽車燃料,有燃料車子才能發動。細胞儲存足夠的ATP才能讓肌肉正常運作。

<本文摘自《高效健身解剖書:熱銷3萬本!史上最完整!你最想知道的「體重管理飲食法則」與「肌肉成長運動戰略」》,瑞麗美人國際媒體提供>

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