就像车辆一样，骑行的人也需要燃料来产生动力。我们可以把骑车人看作是一种混合型选手：他同时使用多种类型的燃料。而由于人体构造精妙，拥有多个“燃料箱”，身体会根据运动强度的不同，选择使用不同的燃料。

能源途径的目标是产生 ATP。目前存在三种“主要”途径：

  • 无氧非乳酸系统（强度+++，持续时间———）
  • 无氧乳酸系统（强度++，持续时间——）
  • 有氧系统（强度+，持续时间+++）

长期以来，研究人员、教练和运动员一直认为上述前两种能量供应途径完全是“无氧”的，因此得名无氧（Wasserman 等，1964）。

如今，多项研究表明，所有能量代谢途径都会利用氧气。因此，与其继续使用有氧和无氧这两个术语，不如直接称之为磷酸原系统、糖酵解系统和氧化系统，这样更为贴切。

我们知道，“有氧”和“无氧”这两个术语经常被用来“通俗化”，但我们更倾向于通过教育来提升大众的认知，而不是退回到平庸的低水平 。

这可能与你所学的有所不同，但现在是时候转变观念了（ 布鲁克斯，乔治·A. 2021）。

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图 1. 各种途径之间的相互作用是持续不断的

氧化途径

该途径属于氧化类型，线粒体通过克雷布斯循环和β-氧化将碳水化合物（糖类）和脂类（脂肪）转化为 ATP。

碳水化合物的储备几乎是“无限”的（前提是运动期间能够按照我们文章《 [自行车运动员的营养：碳水究竟如何补](自行车运动员的营养：碳水究竟如何补 | sumulige) 》所述充分补充糖原储备），而脂类则是无限的！

1 个碳水化合物可产生 39 个 ATP 分子

1 个脂质可产生 129 个 ATP 分子

因此，氧化系统具有非常可观的效率。

糖酵解途径

该途径产生的 ATP 仅来源于葡萄糖和糖原。

这里的效率要低得多，葡萄糖只能产生 2 个 ATP 分子，而糖原则能产生 3 个 ATP 分子。此外，储备量也非常有限。

为了生成 ATP，糖原和葡萄糖必须先转化为丙酮酸。但一旦转化为丙酮酸后，它们便有了两种“选择”：

  • 进入线粒体进行氧化，从而产生 38 个 ATP 分子。
  • 通过乳酸脱氢酶（LDH）转化为乳酸。

骑手对能量的需求越高，身体就会分解更多的糖原和葡萄糖。因此，丙酮酸的生成量也会非常高。这种丙酮酸的大量积累会导致线粒体饱和，于是多余的丙酮酸将被转化为乳酸，并被输送到其他地方：慢肌纤维、肾脏、肺部和心脏，由未饱和的线粒体进行氧化。此外，乳酸还可以被送往肝脏，通过糖异生作用重新合成葡萄糖。

磷酸原系统

该系统在短时间高强度运动时需求极大，因为它能够迅速生成 ATP。然而，其底物储备非常有限。因此，这一系统的功率很高，但持续能力较弱。

这里的自主供能时间约为十秒左右。

该系统包含两条途径：

  • ATP 酶催化 ATP 水解，每摩尔 ATP 可释放 7.6 千卡能量。ATP 转化为 ADP，其中最后一条磷酸键蕴含着能量。ATP + H2O —> ADP + Pi
  • ATP 的消耗会导致磷酸肌酸（PCr）的水解（含量为 14 至 18 毫摩尔/千克，磷酸肌酸的含量是 ATP 的四倍）。后者含有高能磷酸键，通过水解该磷酸键释放能量，从而恢复最初的 ATP 储备。PCr + ADP —> ATP + C

氧气并未被直接利用，但对于这一代谢途径的正常运作却至关重要，因为它使氧化途径能够产生所需的 ATP，以重新合成磷酸肌酸。所有代谢途径是协同工作的（图 1）。

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能量代谢途径信息图

因此，骑手可以利用多种能量来源 。根据运动强度的不同，各代谢途径的优势也会有所变化。其他代谢途径同样会提供能量，但所占比例较小。

与车辆一样， 及时补充能量至关重要（不仅在运动过程中，运动结束后也同样重要）。前一篇文章（ 运动中的碳水化合物 ）已经介绍了多个相关要点：碳水化合物的利用方式、如何补充糖原储备、疲劳的产生等。

总结

自行车运动员可以利用多种能量来源
氧气始终存在！“无氧”这个术语已经过时了。
乳酸并非敌人！
由于所有能量系统是协同工作的，如果某个系统发育不足，就会限制其他系统的功能！

参考文献：

#能量系统 #骑行 #氧气