[摘要]文章运用了生物化学及运动生物化学原理，论述了人体在运动中，供能的物质来源糖类和脂类。它们通过生物氧化过程，提供人体运动所需的能量——三磷酸腺苷(ATP)。
[关键词]运动 糖类 脂类 能量来源
生物化学是用化学的方法和理论研究物质的组成、结构以及化学变化的一门科学。运动生物化学是体育科学的一门重要基础学科。它是在生物化学和生物学的基础上发展起来的，运动生物化学是认识运动时生理机能的锐利机器。用生化原理、手段揭示和阐明人体运动时的生化机制，也是运动生物化学的重要任务之一。
众所周知，生命在于运动，然而，最明显、最常见的应该是肌肉运动。那么，肌肉运动收缩时的能量从何而来?一般说来，肌肉活动时的能量直接来源于三磷酸腺苷——ATP，从ATP裂解成ADP和磷酸同时释放能量，就是肌肉收缩的能量来源。ATP在肌肉中的储存和连续再合成成为维持肌肉收缩，保证肌肉运动进行的重要条件。然而，ATP又是怎样产生的呢?能量供应是人体生命的基础，所以列宁说“把能量理解为物质的运动”。
人的机体内一切能量都是通过一定的物质形态变化而实现的。这些物质主要是糖类、脂类。
一、糖类
糖类是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛多羟酮及其衍生物或多聚物。糖类是自然界最丰富的物质之一，广泛分布于几手所有生物体内，其中以植物中含量最多，约为80%～95%。糖在生命活动中的主要作用是提供能量和碳源。人体所需能量的50%～70%来自于糖。食物中的糖类主要是淀粉。淀粉被消化成基本组成单位葡萄糖后，以主动方式被消化入血。在机体的糖代谢中，葡萄糖居于主要地位，它的多聚体糖原是糖在体内的储存形式，血液运输的也是葡萄糖。lmol葡萄糖彻底氧化成二氧化碳和水可释放2840KJ的能量。其中约40%转化为ATP，以供机体生理活动所需的能量。
现在让我们看看葡萄糖产能的基本过程：葡萄糖入血后，在体内首先需进细胞。这是依赖葡萄糖转运体实现的。现已发现有五种葡萄糖转运体(GLUTl-5)，它们分别在不同的细胞中起作用。如GLUTl主要在红细胞中起作用，GLUT4主要在脂肪和肌组织起作用。糖代谢主要是指葡萄糖在体内的一系列化学反应。它在不同类细胞中的代谢途径有所不同，其分解代谢方式还在很大程度上受氧供状态的影响。在缺氧时，葡萄糖进入无氧代谢也称糖酵解。基本反应过程：第一阶段是由葡萄糖分解成丙酮酸；第二阶段丙酮酸转化为乳酸。全部过程产生两个ATP，这对肌肉收缩更重要。因为，肌肉中的能量ATP含量很低，仅5-7μmol／L新鲜组织，只要肌肉收缩几秒钟即耗尽。这时，即使氧不缺乏，但因葡萄糖有氧氧化的反应过程比无氧氧化(糖酵解)长，来不及满足需要，而通过糖酵解则可迅速得到能量。人在安静时，肌肉的能量消耗率小，ATP分解率低，只需维持正常的代谢需要。由于人体的最大摄氧量一般为每分钟2～4升，故人在安静时，ATP来源或合成反应完全来自有氧代谢，当人体进入大强度的肌肉活动时，以及人体由安静转入活动状态时，或由活动较慢状态转入活动更快的状态时，糖的分解率显著提高。由于内脏器官的惰性较大，氧气供应不可能立即达到最高的水平，即使达到最高的供氧水平，由于有氧代谢生成ATP的速率较慢也不可能满足大强度的活动需要。如优秀的运动员最大摄氧量每分钟可达4～6升，而短跑时每分钟40升。即使是短跑一开始组织得到的氧气数量就达到4～6升(实际不可能)，也远远不能满足短跑的需要。在这种情况下，糖酵解产生ATP太重要了。肌肉有了无氧代谢这一重要能源途径，才能进行各种极限强度的活动。由此可见，糖无氧代谢的生理意义在于迅速为肌肉提供能量。这一功能是脂肪、蛋白质无法代替的。
无氧代谢是生物发展史上一条十分古老的代谢途径，在进化道路上经历了漫长的岁月一直保留到今天，但是，人体肌肉获得能量的主要方式是有氧代谢。有氧代谢大致分三个阶段。第一阶段：一分子葡萄糖分解成丙酮酸。第二阶段：进入线粒体，氧化脱羧生成乙酰辅酶A。第三阶段：乙酰辅酶A进入三羧酸循环及氧化磷酸化。全部阶段共产能量38个ATP。人体安静时，ATP的代谢率低，磷酸肌酸(CP，它是一种高能化合物，来自于ATP)，乳酸也不堆积，有氧代谢就可以满足要求，故有氧代谢是人体安静时产生能源的方式。
当人们由静到动，由慢到快时，ATP的代谢率高，动用磷酸肌酸，糖酵解发生，由于糖酵解和磷酸肌酸的供能有限，只能满足持续工作时间较短的工作项目的需要，持续时间较长的运动项目的ATP再合成，就主要依靠有氧代谢，故有氧代谢是持久工作产能的主要反应。运动停止后，人体便处于恢复阶段，其中包括糖元和CP的恢复，以及乳酸的消除。由于CP为肌肉大强度的工作和应急时的能源，故CP的恢复不仅发生在运动停止后，一旦运动过程中ATP的有氧合成率大于分解率时，也可发生CP的恢复(ATP+C→CP+ADP)，以保证肌肉再次大强度工作和应急时的需要，恢复过程要消耗能量，所耗之能皆直接或间接来自有氧代谢生成的ATP，故有氧代谢还是人体运动时和运动后恢复过程的能源。有氧代谢能力强，则恢复快，反之则恢复慢。所谓有氧代谢是无氧代谢或运动的基础，就是指的恢复过程。
由于有氧代谢能力主要取决于内脏器官的功能水平，而内脏器官的功能水平又是健康的主要标志，故有氧代谢与人体的健康水平相关。由此可见，在身体运动中，除了长时间运动项目必须主要发展有氧代谢能力外，以无氧代谢为主的短时运动项目对有氧代谢也有一定的要求，这样才能使无氧代谢运动后的恢复过程既快又好，从而把无氧代谢能力提高到更高水平。此外，为了健康，也应保证一定的有氧代谢训练。
二、脂类
脂类是脂肪和类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机剂，并能为人体提供能量的物质，脂类以脂肪为主，脂肪不溶于水，必须在小肠经胆汁酸的作用乳化并分散成细小的微团，最后在胰脂酶的作用下，转变为甘油和脂肪酸，进入细胞分解供能。脂肪分解的基本过程：第一阶段：脂肪的动员，产物是脂肪酸和甘油。第二阶段：脂肪酸的β氧化，产物是乙酰辅酶A。第三阶段：乙酰辅酶A彻底氧化为C02、H20以及能量。以软脂酸为例可产生129个ATP，其能量的利用效率为68%。实践证明：肌肉利用脂肪为燃料，主要摄取血中的脂肪酸(FFA)，血浆中的FFA浓度越高，摄取越多。因此血浆中的FFA增加不仅表明脂肪分解加强，还说明了肌肉增加对FFA的摄取利用，至于短时运动血浆FFA变化不大或下降，则主要是因依靠糖供能，而脂解作用并未增强之故。运动后的恢复期，机体不仅节省糖的消耗，而且尽可能快地恢复已消耗的糖，故恢复期的能量消耗又主要来自脂肪而使血FFA仍处于很高水平。由此可见，脂肪酸和葡萄糖都是机体的能源物质。在氧供给充足时，脂肪是人体的主要能量来源。运动强度不大时，脂酸和葡萄糖供能比例相近，只有当运动强度加大时，脂肪供能比例相对减少，糖供能比例才加大。以前，人们认为脂肪是体内的后备燃料，只有糖供应不足时，才动用脂肪为燃料。现代科研证明，人在安静时，持续很长时间的运动时，运动后的恢复期，脂肪供能占有重要的甚至是主要地位。
综上所述，糖类和脂类是人体肌肉运动的主要能量来源。
（作者单位：黑龙江农垦职业学院）