健美操运动的能量代谢与高校创新发展

能量代谢是人体与外界环境之间的能量交换和人体内能量转移的过程。物质代谢和能量代谢是两个紧密相连的过程，在能量代谢过程中可以让能量物质如脂肪、糖、蛋白质等蕴藏的化学能释放出来，供机体运动时利用。健美操训练时，能量消耗明显增加，增加的幅度也会取决于健美操训练时的强度和持续时间，以及健美操训练的水平和对动作的熟练程度。下面介绍的是健美操运动中的几种供能方式。

（一）磷酸原供能

健美操运动的直接能源来源于三磷酸腺昔（ATP），它是人体其他任何细胞活动（如腺细胞的分泌、神经细胞的兴奋过程中的离子运转）的直接能源，主要储存在细胞。ATP在肌肉中的储存量并不决定ATP主要作用的发挥，最重要的是ATP能否迅速合成。

ATP-CP合称为磷酸原，CP又称为磷酸肌酸是储存在肌细胞中与ATP紧密相关的另一种高能磷化物，分解时能释放出能量。在机体内部，由ATP-CP分解反应组成的供能系统称为磷酸原供能系统。

肌肉收缩时，ATP是将化学能转变为机械能的唯一直接能源，人们在进行健美操运动锻炼时ATP转换率会加快，且与训练强度成正比。训练强度越大，ATP转换率越快，机体对骨骼肌磷酸原供能的依赖性越大。

而当肌肉收缩且强度很大时，随着ATP的迅速分解，CP随之迅速分解放能。肌肉在安静的状态下，高能磷化物以CP的形式积累，故肌细胞中CP的含量要比ATP多3～5倍。但是对于人体进行健美操运动时，这些供能物质也还是有限的，随着运动时间的延长，必须有其他能源来完成供应ATP再合成，才能使肌肉活动持续下去。

CP供能对ATP再合成非常重要，这种重要性表现不在其含量，而在其快速可动用性，既不需氧，又不产生乳酸。但是CP和ATP不能直接作为营养补充，因为分子过大，不能被人体吸收。但是肌酸能够合成CP也能够被人体直接吸收，进而为合成ATP所用，因此在补充能量时可以适当补充肌酸。

磷酸原供能系统中，ATP、CP均以水解分子内高能磷酸基团的方式供能，因此，在最开始进行健美操运动时，机体会首选磷酸原供能系统进行供能。

（二）糖无氧酵解供能

健美操运动中的一些项目，如竞技健美操，运动强度很大，运动者机体内所需的能量远远超出了磷酸原系统所能供给的能量，同时供氧量也满足不了机体的需求。这时，就需要糖无氧酵解来供能了。糖无氧酵解是指葡萄糖或糖原在无氧条件下分解为乳酸、同时生成少量ATP的过程。在缺氧条件下，丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下接受磷酸丙糖脱下的氢，被还原为乳酸。在氧供应充足时，无氧酵解所产生的乳酸，一部分在线粒体中被氧化生能，一部分被合成为肝糖原等。乳酸是一种强酸，当产生过多的乳酸积聚在体内时，就会破坏机体内环境的酸碱平衡，使肌肉工作能力下降，造成肌肉暂时性疲劳。

研究表明，机体内部糖酵解的过程是：首先，糖从葡萄糖生成2个磷酸丙糖；其次，磷酸丙糖转化为丙酮酸，生成ATP。在有氧的条件下，丙酮酸可进一步氧化分解生成二氧化碳和水。

在健美操运动刚开始时，ATP会在ATP酶催化下迅速水解释放能量。一旦机体中ATP的浓度下降，CP就会立刻分解释放出能量，以促进ATP的合成。肌肉利用CP的同时，糖酵解过程被激活，肌糖原迅速分解，提供运动中所需要的能量。这是一个连续的过程，在运动中糖无氧酵解有着重要的作用。(www.xing528.com)

（三）有氧代谢供能

当在有氧健美操运动中氧的供应充足时，糖、脂肪、蛋白质会被彻底氧化成水和二氧化碳，把机体的这个反应过程称为机体的有氧氧化，即为有氧代谢。有氧氧化能够提供大量的能量，从而能维持肌肉在较长时间内进行工作。例如，由葡萄糖有氧氧化所产生的ATP为无氧糖酵解供能的19倍。ATP和CP的最终再合成以及糖酵解产物乳酸的消除都要通过有氧氧化来实现。有氧健美操可以更加快速、有效地消除无氧代谢过程中所产生的乳酸，延缓疲劳，因此有氧健美操的训练能力是竞技健美操训练能力的基础。

在健美操运动过程中，机体的骨骼肌通过糖、脂肪、蛋白质三大能源物质的有氧代谢释放能量，合成ATP，从而构成有氧代谢供能系统。在机体的有氧代谢供能系统中，首先，体内糖原储量较多，肌糖原耗尽需要1～2小时的小强度运动；其次，体内的脂肪储量丰富，是安静或低中强度运动下的主要供能基质。它的氧化过程对糖有依赖性，其供能的比例会随健美操运动锻炼强度的增大而降低，随着健美操运动锻炼持续时间的延长而增加；最后，蛋白质的供能要在长于30分钟的大强度运动中才会参与，并与肌糖原的储备有关，当糖原储备充足时，蛋白质的供能仅占总热能的5％左右，肌糖源耗竭时，蛋白质的供能达到总热能的10％～15％。

有氧代谢供能的效果受到很多因素的影响，氧从空气到肌肉的整个过程所经过的每一个系统都会对有氧代谢功能效果产生影响，具体来说，主要有以下几个方面：

1.呼吸系统对有氧代谢供能的影响

呼吸频率大或者呼吸深度大，肺通气量就越大，吸入体内的氧量也就越多。由于解剖无效腔的存在，在健美操运动过程中主要以加大呼吸深度来消除解剖无效腔的影响，提高氧进入体内的效率。

2.血液系统对有氧代谢供能的影响

血红蛋白执行氧运输任务，因此血红蛋白的数量会对有氧耐力产生很大的影响。如果血红蛋白的含量低于正常人，必将会影响到运动者的有氧代谢能力。因此，要在运动过程中进行定期的测量，监测血红蛋白含量的变化，防微杜渐。

3.循环系统对有氧代谢供能的影响

心脏泵血功能对健美操运动影响非常大，有研究表明，在运动的初期，有氧氧化能力的增加主要依赖于心排血量的增加。