[訓練科學] 三大能量系統 Energy System

不同競技運動項目皆有獨特的能量系統需求，正確理解箇中概念對提升訓練效率和真實比賽表現極為重要。以下分享將介紹有關能量系統的基礎科學知識和常見迷思:

何謂「能量系統」?

在運動生理學角度，肌肉收縮的能量主要透過分解一種名為「ATP」(全稱 adenosine triphosphate, 三磷酸腺苷) 的化學物質去䆁放。然而，人體內的ATP存量非常有限，僅能維持約兩至三秒的最大強度運動。故此，身體需要透過「能量系統」來不停重新組成ATP，肌肉才能持續收縮發力。

三大系統分類

人體的能量系統主要可分為三種:

1. 磷酸原系統 Phosphagen System (又稱 ATP-CP System)
2. 乳酸系統 Lactate System (又稱醣解作用 Glycolysis)
3. 有氧系統 Oxidative System

(磷酸原系統和乳酸系統同屬”無氧系統 Anaerobic System”，可在沒有氧氣的情況下重新組合ATP)

各系統的特點

三大系統供應能量的比例首要取決於運動強度 (intensity)，其次為持續時間 (duration)。當中，磷酸原系統的能量供應速度最高，例子如衝刺爆發性的100米短跑、投擲和舉重等。乳酸系統則供應持續短至中等時間(約10秒至2分鐘)的項目，例如400米短跑和100米游泳等。過程中身體的糖分會被消耗，並產生代謝副產品「乳酸/乳酸鹽」(lactate)和相關引致疲勞的物質 (如酸性氫離子H+)，令運動者出現筋疲力竭的感覺 (詳見: bit.ly/2XEUf0j)。

至於有氧系統則負責供應長時間連續距離的運動，舉例如馬拉松、公路單車和三項鐵人等。其能量供應的速度雖然較慢、但卻最持久，來源可為碳水化合物、脂肪以及蛋白質 (當前兩者供應缺乏時)。

“那麼間歇性運動 (如球類和搏擊項目) 會使用哪種能量系統?”

這是很多人經常提到、又容易混淆的問題。事實上，以上三種系統並非完全獨立運作，它們在任何時候 (包括運動和休息) 皆會同時參與能量供應，只是比例多寡而已。

尤其對於上述提到的間歇性運動 (intermittent sports)，比賽總時間由數分鐘至超過兩小時不等， 但由於中間多涉及重複衝刺與休息循環，故生理上既考驗無氧系統的爆發能力，也同時講求有氧系統的耐勞復原效率，在訓練時需全面兼顧。不同競技項目的能量系統參與比例可參考: bit.ly/2Vvu9df

今篇分享先到這裏，更多有關能量系統訓練的概念和實踐應用可留意稍後其他文章的介紹。

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資料參考:《肌力與體能訓練-第四版》(2017)

撰文: Dr. Eric Poon (運動科學系博士)
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