能量连续统一理论及应用：运动生理学

（一）能量连续统一体的概念与形式

1.能量连续统一体的概念

从上面的分析可知，三个能量系统都可合成三磷酸腺苷，为肌肉活动提供能量。但由于各个能量系统的能量储量、能量输出功率存在很大差异，对于不同的运动项目，各能量系统所能提供的三磷酸腺苷的量不同。例如，100 m跑这种短时间、高强度的运动，绝大部分三磷酸腺苷是由能快速利用的磷酸原（ATP-PCr）系统供给的；相反，时间长、强度小的体育活动，如马拉松跑，其能量几乎全部由能量储量大、能量输出功率小的有氧氧化系统供应；而中等距离的速度耐力项目，如1500 m跑，需要无氧（ATP-PCr系统和糖酵解系统）和有氧系统混合供能，即在运动的起跑、途中加速和终点冲刺时，主要由无氧系统供能，而在跑的中、后期以稳定的速度跑时主要由有氧氧化系统供应三磷酸腺苷。

此外，由于肌肉活动具有连续性和多变性的特点，即从运动开始至运动结束，肌肉需要连续工作，同时，又经常根据各种需要，改变肌肉工作的形式和工作强度，这就需要能量供应与之相适应。因此，三个能量系统在按一定比例供能时，并没有明显的界限，它们总是根据肌肉活动对能量的需要，在整个运动过程中，互相配合，相互补充，以保证能量供给的连续性和灵活性。

总之，不同类型的运动项目与不同能量系统的能量输出（即三磷酸腺苷再合成）之间，以及各能量系统之间，存在紧密的相互联系和相互作用，形成一个连续的统一体。因此，运动生理学把这个连续统一体称为能量连续统一体。

2.能量连续统一体的形式

能量连续统一体有两种表现形式。

（1）以有氧和无氧供能百分比的表现形式。根据不同运动项目无氧和有氧供能比例，确定各类活动在能量连续统一体中的相对位置（见图3-11）。根据其位置便能了解该运动项目无氧和有氧供能的百分比。由图可见，在完成所有运动项目时，有氧和无氧代谢系统都可以提供一定的三磷酸腺苷，但在大多数运动项目中，由一个系统供给的三磷酸腺苷比例常比另一系统多。如果某一能量系统比其他能量系统更发达，那么以该系统供能为主的专项运动成绩就会更好，而以其他能量系统供能为主的专项运动成绩常不理想。

图3-11　能量连续统一体和各运动项目

有氧代谢和无氧代谢能量系统虽都可再合成三磷酸腺苷，为肌肉活动供能，但当用有氧或无氧代谢供能比例表示时，其中某一系统供能常较多。

（2）以运动时间为区分标准的表现形式。在讨论不同运动项目在能量连续统一体中的位置时，由于运动项目众多，难以逐一讨论，但可以用一个共同的标准，即运动时间，而不用活动本身来计算不同运动项目在能量连续统一体上的相应位置。运动时间是指完成某项活动、某一动作所需的时间，如一场球赛、完成一项田径活动（如跑100 m或推一次铅球）、做一套体操或武术套路等。图3-13表明，运动中，三种能量系统供给三磷酸腺苷的百分比与运动时间及输出功率有紧密的依存关系。运动时间越短，输出的功率越大，能量需求也越快，由三磷三腺苷-磷酸肌酸系统供能的比例越大；反之，有氧氧化系统供能比例则越大。三磷酸腺苷-磷酸肌酸系统和有氧氧化系统分别负责供应能量连续统一体两端活动的绝大部分三磷酸腺苷。

糖酵解系统供能百分比与运动时间的关系曲线呈抛物线状，只有位于能量连续统一体中间的活动，其三磷酸腺苷总需要的较大部分才由糖酵解系统供给。从曲线的高度看，即使在充分利用时，糖酵解系统单独供应三磷酸腺苷也不占支配地位，即在糖酵解系统非常重要的运动中，至少还有另一种能量系统作为三磷酸腺苷的重要供给者。因此，运动者在完成此类运动项目时，常感到很困难，要训练两个能量系统才能较为有效地提高运动能力。

在用运动时间这一共同标准来确定能量连续统一时，可将能量连续统一体分为明显不同的四个区域（见图3-12，表3-11），其中第2、第3区域的活动都需要由两个系统供给其主要的能量。

图3-12　以运动时间为标准的能量连续统一体及其四个不同活动区域(www.xing528.com)

表3-11　能量连续统一体的四区

（二）能量连续统一体理论在体育实践中的应用

人体运动能力在很大程度上取决于能量供应的能力，因此，如何把能量连续统一体理论所提供的原则应用于实践，对体育教学和训练有着重要意义。

1.着重发展起主要作用的供能系统

能量连续统一体理论提示，不同的运动项目其主要的供能系统是不同的。在制订教学和训练计划时，应着重发展在该项活动中起主导作用的能量系统。例如，短跑运动员的训练应重点发展无氧系统的供能能力；长跑运动员（如马拉松）应着重发展有氧系统的供能能力；需在几分钟内完成的大功率运动，则应重点发展糖酵解系统的供能能力；有些运动项目，则需要按比例发展无氧与有氧系统的供能能力（见表3-12）。

表3-12　各种运动项目的主要能量供应系统

*LA乳酸能系统即糖酵解系统

2.制订合理的训练计划

当确定应着重发展的供能系统之后，关键是选择最有效的训练方法。在表3-13中列举出了十种训练方法，包括每种方法的定义以及对发展各供能系统所起的作用（用增进的百分比表示）。在所列举的十种训练方法中，大多数已在世界各地的田径训练中广泛应用，并有新的发展。其中几种训练方法的作用是可变的，它既可调整用来主要发展无氧供能中的三磷酸腺苷-磷酸肌酸系统和糖酵解系统，又可调整用来主要发展有氧氧化系统，还可以调整使三个供能系统都得到发展。

表3-13　各种训练方法的定义及其增进各能量系统的比例

下面举例说明如何使用表3-12和表3-13。若要训练一名3000 m跑的运动员，可先从表3-12中查出3000 m跑应着重发展哪个能量系统和几种能量系统之间的比例关系。由表3-12可知，3000 m跑起主导作用的能量系统是有氧系统，其次是糖酵解系统。根据表3-12所获得的材料，再查表3便可获知应该采用哪种训练方法可以发展3000 m跑所需的能量系统。由表3-13可见，间歇训练和速度游戏（法特莱克）适合发展3000 m跑运动员所需的能量系统；重复跑接近于发展3000 m跑的需要。当然，具体的训练计划还需要考虑到运动技术的专门性。总之，为有效发展该项目的主导能量系统，应尽可能选择与该项目供能比例最接近的训练方法，制订出合理的实施计划。