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本文摘要:

必不可少的ATP和磷酸系统如何产生ATP肌酸一水合物也可以帮助快速合成ATP。ATP是一种必需的ATP和磷酸系统,是一种复杂的化学结构,由一种叫做腺苷的物质和三个叫做磷酸基团(P)的简单原子团组成。三个磷酸基团组成的磷酸基团之间存在特殊的高能键,这些高能键分解后会释放能量,直接作用于细胞,使其工作。在肌肉细胞中,ATP的分解可以实现肌肉收缩。如果没有ATP,肌肉就会停止收缩,而ATP是新陈代谢的能量基础。

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磷酸肌酸(CP)是在肌肉细胞中发现的另一种高能磷酸盐化合物。ATP和CP组成的系统称为磷原系统(ATP-CP系统),它会以磷酸肌酸的形式短期储存在人体内(可以简单理解为ATP是体内能量转换和利用的关键物质,磷酸肌酸是ATP的储存库)。而ATP在实现肌肉收缩时会分解CP,并迅速重新合成ATP。这个过程是非常高效的,即使在最剧烈的运动中,其浓度也不会下降,但CP的浓度会下降到非常低的水平。

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虽然肌肉中储存的ATP和CP总量很少,但在体力活动开始时(如站起来的瞬间)和短时间高强度活动时(如举重和短跑)是必不可少的,因为它可以立即用于肌肉收缩。所以训练时供能减少也是ATP合成缓慢或者无法继续的信号,告诉我们需要适应训练或者放弃训练。

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如何生成ATP如果在运动过程中ATP没有持续的重新合成,磷酸系统的能量可能只够充分运动10秒。因此,运动过程中ATP的持续合成就成为关键。由于运动能力对人类祖先获取食物、追求配偶或逃避捕食的能力极其重要,他们组织了许多人类功能来持续提供ATP:

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无氧糖酵解产生ATP:无氧糖酵解需要肌肉葡萄糖和糖原作为底物分解产生ATP,是除磷酸肌酸外提供ATP最快的途径。因此,当我们需要ATP比原磷酸系统所允许的活跃时间长得多(通常为1-3分钟)时,就需要无氧糖酵解。但无氧糖酵解会产生乳酸,引起肌肉疲劳和疼痛,所以无氧糖酵解的作用有限,最多能为持续三分钟左右的高强度运动提供主要的ATP来源。

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有氧糖酵解产生ATP:有氧糖酵解需要血糖、糖原、脂肪酸和蛋白质作为底物,循环系统中需要持续供氧才能产生ATP。因其生成速度慢,更适合强度较低、时间较长的活动。但是可以持续几个小时,这也是马拉松跑者可以长期锻炼的原因之一。

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肌酸一水合物也可以帮助快速合成ATP。除了这两种代谢途径,另一种途径是增加肌肉中肌酸的储存。由于人体中95%的肌酸储存在我们的骨骼中,而其余的肌酸储存在不同的器官中,所以肌肉中可用于帮助合成ATP的肌酸非常少。

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正常人每天可以通过动物性食物向人体提供1g左右的肌酸,1g肌酸由人体在肝、肾、胰腺产生,2g肌酸每天排出体外。健康人的肌酸是平衡的,但对运动员来说可能不够。这时候增加肌肉中肌酸的储存量,有助于持续快速生成ATP来提高运动成绩,所以很多人会用一水肌酸来补充。研究表明,每天服用20-30克肌酸,持续2周,可使肌肉中肌酸的储存量增加10%至30%,力量增加10%左右。因为肌酸是人体产生的天然物质,不在任何兴奋剂名单中。但对于肾功能不全的患者,应在医生允许的情况下使用。

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总结:虽然这篇文章描述了三大能量系统(磷原系统、无氧糖酵解和有氧糖酵解)如何产生ATP以及它们在运动中的作用,但是这些系统并不是独立工作的。也就是说,在一项活动中,通常一个能量系统占主导地位,但三个系统也会提供活动所需的燃料。

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