一切肌肉活動(包括跑步),都需要能量來維持,但食物只是肌肉活動所需能量的間接來源(1)。在人體內經過一系列的化學反應後,食物被分解時所釋放的能量,就會被用來製造一種名為三磷酸腺苷adenosine triphosphate,簡稱 ATP)的高能量化合物,並儲存於肌肉細胞之中,當 ATP 被分解的時候,就能夠提供能量作肌肉活動之用了。

ATP其實是由一個結構非常複雜的腺苷酸adenosine)部分和三個相對地較為簡單的磷酸鹽phosphate)小組所構成。當 1 摩爾(2)moleATP被分解(3) 的時候,就能夠產生 7 12 千卡(4)kcal)的能量。

ATP --> ADP + P + 能量

ADP + P + 能量 --> ATP

可是,ATP 在肌肉內的儲存量極為有限(5),人體全身的肌肉內只有 120 180 微摩爾(mM)的ATP,或 1.2 1.8 千卡的能量,僅足以維持三數秒盡全力活動all-out efforts)之用。所以,肌肉活動若要繼續進行下去,就得重新合成 ATP 了。可是,重新合成 ATP 原來也是要用上能量的。人體內就有三個供能系統,可以供應能量作為重新合成 ATP 之用。


備註
(1)
食物在人體內分解時所釋放出的能量,並不能直接應用於肌肉活動上,這些能量必須先用來製造一種名為三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,簡稱ATP)的高能量化合物,並儲存於肌肉細胞之中,只有 ATP 被分解時所釋放出的能量,才能直接被應用到肌肉活動當中。
(2)
1 摩爾(mole)是指某一化合物的重量,主要按組成該化合物的原子類別和數量而定。
(3) ATP 被分解時,最末端的一個磷酸鹽(phosphate)分子便會脫離母體(ATP),並同時釋放出能量。
(4) 1 千卡(kilocalorie,簡稱 kcal)相當於把 1 千克(kg)水升高攝氏 1 度(°C)所需的熱能。
(5) 根據 Hultman(1967)及 Karlsson(1971),每千克(kg)的肌肉內有 4 至 6 微摩爾(mM)的 ATP,若以每 1 摩爾(mole,等於 1000 微摩爾)ATP 平均可釋放 10 千卡(kcal)能量計算,這相當於 0.04 至 0.06 千卡的能量。假設一個人的體重為 70 千克,則全身的肌肉重量約為 30 千克,所以全身肌肉內 ATP 的儲存量為 120 至 180 微摩爾,亦即相當於 1.2 至 1.8 千卡的能量。

供能系統

  1. Fox, L. E., Bowers, R. W., & Foss, M.L. (1993). The Physiological Basis for Exercise and Sport, (5th Ed.). Dubuque, IA: Wm. C. Brown Communications.

  2. Hultman, E. (1967). Studies on muscle metabolism of glycogen and active phosphate in man with special reference to exercise and diet. Scand J Clin Lab Invest (Suppl 94), 19, 1-63.

  3. Karlsson, J. (1971). Lactate and phosphagen concentration in working muscle of man. Acta Physiol Scand (Suppl), 358, 1-72.

最後更新日期:2016/08/02