声明：以下知识点是本人基于《NSCA-CPT美国国家体能协会私人教练认证指南（第二版）》（第三章）中的相关内容进行整理后形成的笔记，仅为备考者提供参考，此笔记并不能保证备考者能够通过考试，认真复习书本上的知识才是通过考试的关键。

第三章  生物能学

一、能量系统

1、磷酸原系统（无氧过程）

运动初期（0-30s），碳水化合物供能，提供ATP速度快、量小，为短时高强度的运动提供能量。

肌酸激酶促进磷酸肌酸分解形成ATP。

如果保持高强度运动，则肌酸激酶活性继续升高。

如果停止运动或运动强度低至糖酵解或氧化系统足以满足肌细胞ATP的需求水平，ATP浓度增加使肌酸激酶活性降低。

2、糖酵解系统（分为：快速糖酵解（无氧糖酵解）、慢速糖酵解（有氧糖酵解），均在无氧条件下进行）。

运动6-30s后，提供ATP的量和速度是中等的，为短时间且中高强度的运动提供能量。

糖酵解是指碳水化合物——肌肉储存的糖原或血液运转的葡萄糖发生分解（提供能量），产生ATP。

快速糖酵解提供ATP的速率大于慢速糖酵解，快速糖酵解提供ATP的量小于慢速糖酵解。

乳酸与血乳酸盐

肌细胞内氧气供应下降时发生快速糖酵解。

出现肌肉疲劳与肌肉组织内高浓度的乳酸有关，也可能是PH值下降抑制细胞能量系统的酶活性导致能量和肌肉活动力量下降。

乳酸盐常作为能量底物。乳酸盐可以氧化清除，血液运输至肌纤维进行氧化。运输至肝脏转化为葡萄糖“科里循环”（图3.3）。

血乳酸盐的清除表明人的能力恢复。

血乳酸盐浓度常在一小时内恢复到运动前状态，运动后轻度活动可以提高血乳酸盐清除速率。

乳酸盐阈值代表对无氧代谢机制的依赖性逐渐增加，未训练的人的乳酸盐阈值常始于最大摄氧量的50~60%的强度，训练的人的乳酸盐阈值常始于最大摄氧量的70~80%的强度。

血乳酸盐堆积在更高强度的运动时出现，使人能够在更大的最大摄氧量百分比的条件下运动，而血液中不堆积过多的乳酸盐。（图3.4）

3、氧化（有氧）系统

运动2min后，碳水化合物和脂肪供能（长期饥饿或长时间运动，蛋白质会参与供能），提供ATP速度最慢、量最大，为长时间低高强度的运动提供能量。

三羧酸循环发生在有氧系统中。（图3.5）。

总之，三大能量系统中，没有一个能量系统是单独供能的，它们相辅相成，每个能量系统的使用程度主要取决于活动强度，其次取决于活动的持续时间，只有碳水化合物可以在无氧条件下直接参与代谢产生ATP。（表3.3、表3.4）

二、底物耗竭与补充

许多活动中产生的疲劳感与磷酸原和糖原的耗竭有关。

1、  磷酸原

运动后磷酸原在短期内就能得到补充，在3-5分钟内可完成ATP再合成，8分钟内可完成磷酸肌酸再合成。

2、  糖原

中高强度下肌糖原是更重要的能量来源，低强度下肝糖原是更重要的能量来源。

肌糖原的选择性耗竭（II型肌糖原消耗更多）。

运动后每两个小时摄入体重0.7-3g碳水化合物。

三、摄氧量与有氧和无氧对运动的贡献

无氧阈值/乳酸阈值代表了运动强度最高的持续水平。指示何时不能再持续运动强度。

低强度稳定状态运动代谢（图3.8）。

高强度非稳定状态运动代谢（图3.9）。

运动刚开始氧亏，来自无氧代谢。

运动结束后氧债/运动后过量耗氧。（EPOC说明高强度运动可以减脂）。