糖先分解生成葡萄糖-6-磷酸,再經一系列化學反應生成丙酮酸。
丙酮酸在缺氧的情況下,轉換為乳酸。
雖然乳酸系統產生的能量不多,同時由於乳酸堆積而容易造成肌肉疲勞,但這系統卻可確保在 ATP 耗竭後仍能持續數十秒的快速供能。在極量運動的開始階段,這系統即可參與供能,並且在運動開始後的 30秒左右時,供能速率達到最高。運動持續時間在 1至 2分鐘的高強度項目主要是依靠這系統供能(如 400米跑及 100米游泳)。
乳酸在有氧的情況下,會透過氧化作用被消除,或經由血液被運輸到肝臟,再重新合成肝醣元,又或者在腎臟內進行分解。
除了 ATP-PC 系統外,人體還可以在沒有氧氣的情況下,借助乳酸系統來產生能量供肌肉活動之用。首先要認識到人會把體內的碳水化合物(carbohydrates)先轉化為葡萄糖(glucose),然後供機體使用,或者以肝醣(liver glycogen)及肌醣(muscle glycogen)的形式,分別儲存於肝及肌肉內。
在沒有氧氣的情況之下,乳酸系統會把這些醣元(以上各種糖類的統稱)分解,經過一系列的化學反應後釋放出能量,但同時亦會產生一種名為乳酸(lactic acid)的代謝產物。由於醣元未能被完全氧化(oxidized),所以乳酸系統在無氧醣酵解(anaerobic glycolysis)的情況下,產生的能量遠比在氧氣充裕的情況下作有氧醣酵解(aerobic glycolysis)來得少。例如,在無氧的情況下,1 摩爾或 180 克(g)醣元理論上可以產生 2 摩爾或 180 克乳酸及 3 摩爾 ATP,但在氧氣充足的情況下,同樣是 1 摩爾的醣元卻可以產生 39 摩爾的 ATP。
不過,由於運動時肌肉及血液只能承擔 60 至 70 克的乳酸,之後機體便會出現疲勞的現象,影響正常的肌肉活動(3),所以在沒有氧氣的情況下,整個乳酸系統實際上只能提供 1 至 1.2 摩爾的ATP,即相當於 10 至 12 千卡的能量(約為整個 ATP-PC系統的 2 倍)(4)。
備註:
(3) 根據 Sahlin(1978)及 Trivelde 與 Danforth(1966),當肌肉的乳酸增加時,體液的酸鹼度便越趨下降,因而抑制了一些有助於無氧醣酵解(anaerobic glycolysis)的酵素(enzymes)正常運作,於是亦影響了肌肉的活動能力。
(4)
1 摩爾(mole)或 180 克(g)的醣元(glycogen)在無氧醣酵解(anaerobic glycolysis)下可產生 180 克乳酸(lactic acid)及 3 摩爾 ATP。因此,當只有 60 至 70 克乳酸能夠從醣元在無氧醣酵解下產生時,所能提供的 ATP 便只有 (3
× 60) ÷
正如 ATP-PC 系統一樣,乳酸系統可以在沒有氧氣的情況下產生 ATP,不同之處卻是用上了醣元作為燃料,並且在產生 ATP 的同時,亦產生了與疲勞有關的代謝產物-乳酸。雖然乳酸系統所提供的能量也是非常有限,但其重要性也和 ATP-PC 系統一樣,就是能夠在很短的時間內提供能量作為肌肉活動之用,特別是當 ATP-PC 系統的供能效率大幅下降時,就有賴乳酸系統繼續提供能量作活動之用。
從下圖可見,大強度活動的初期,ATP-PC 系統是主要的供能系統,但乳酸系統亦已開始投入服務,並且在活動開始後的 30 秒左右,取代 ATP-PC 系統成為主要的供能系統,所以一些需要在 1 至 3 分鐘內完成的大強度活動,如 400米及 800 米跑,均非常依賴 ATP-PC 系統及乳酸系統來提供能量。當活動要持續下去的時候,由於乳酸的大量積聚,乳酸系統的效率也開始下降,有氧系統也就漸漸取而代之成為主要的供能系統。
最近更新日期:2016-04-29