胡蜂准蜂王怎么辨认:人体运动生理[转]

任何运动都会用到肌肉。不同的运动会用到不同的肌肉群。跑步和游泳时，您的肌肉使身体加速并且维持其移动。举重时，您的肌肉使身体举起一个重物。运动就是肌肉的活动！
当您使用肌肉时，肌肉就开始对身体的其他系统产生需求。剧烈运动时，几乎身体的每个系统都集中力量或者停止工作辅助肌肉运动。比方说，剧烈运动时您的心跳加快，这是因为它可以将更多的血液泵入到肌肉中；而剧烈运动过程中胃会停止工作，这样它就不会浪费能量，从而肌肉可以利用这些能量。
您进行运动时，肌肉的作用就像电机。肌肉摄入一种能源，利用这种能源产生力。而电机利用电力作为能量。肌肉相当于生化电机，利用一种叫做三磷酸腺苷 (ATP) 的化学物质作为能量来源。在肌肉“燃烧” ATP的过程中，必须满足以下三个需求：
需要氧气，因为化学反应需要ATP，而产生ATP需要消耗氧气。
需要清除化学反应产生的废物（二氧化碳、乳酸）。
要排除热量。就像电机一样，工作的肌肉也将产生热量，需要将其排除。
为了继续运动，肌肉必须持续产生ATP。而要产生ATP，身体必须供应氧气给肌肉并且清除废物和热量。运动越剧烈，肌肉的需求就越高。如果不能满足这些需求，运动就会停止——具体情况就是，您变得非常疲惫，无法继续进行运动。
为了满足肌肉的需求，身体会有一系列协调的反应，这涉及心脏、血管、神经系统肺、肝脏和皮肤。这确实是一个令人惊奇的系统！
下面我们将会讲解肌肉在身体运动时的各种需求，以及身体各系统如何满足这些需求。

能量来源ATP
对于您的肌肉——事实上，对于您体内的每个细胞——使一切运转的能量来源都是ATP。三磷酸腺苷 (ATP) 是存储和利用能量的一种生物化学方式。
将ATP转化为能量的整个反应有些复杂，简述如下：
在化学结构上，ATP是与三个磷酸结合的腺嘌呤核苷。
第二个和第三个磷酸基团之间的键中存储有很多能量，可用来维持化学反应。
当细胞需要能量时，它会分解该键，形成一个二磷酸腺苷 (ADP) 和一个游离的磷酸盐分子。
在某些情况下，还可能分解第二个磷酸基团，形成一磷酸腺苷 (AMP)。
当细胞的能量富余时，会通过将ADP和磷酸盐转换成ATP来存储多余的能量。
任何肌肉收缩所涉及的生化反应都需要ATP。随着肌肉工作量的加大，需要消耗更多的ATP，而要使肌肉维持运动，消耗的ATP必须得到补充。
由于ATP如此重要，身体中有几个不同的系统都可以产生ATP。这些系统相互协调地工作。有趣的是，不同形式的运动利用不同的系统，因此短跑选手与马拉松赛跑者会通过完全不同的方式获取ATP。
ATP来自肌肉中三个不同的生化系统，次序如下：
磷酸肌酸系统
糖原-乳酸系统
有氧呼吸
现在，让我们详细了解其中的每个生化系统。
磷酸原系统
每个肌肉细胞周围都有一些浮游的ATP，细胞可以即刻利用，但是其数量不是很多——仅够维持大约三秒钟。每个肌肉细胞都要迅速补足ATP ，肌肉细胞含有一种叫做磷酸肌酸的高能磷酸化合物。有一种叫做肌酸激酶的酶会从磷酸肌酸上移走磷酸基团，并将其转移给ADP，形成ATP。细胞将ATP转化为ADP，磷酸肌酸则迅速将ADP再转化为ATP。随着肌肉继续工作，磷酸肌酸水平开始降低。ATP和磷酸肌酸水平一起被称为磷酸原系统。磷酸肌酸系统可以快速为工作肌肉供应能量，但是仅能维持8-10秒钟。

磷酸原系统与运动
糖原乳酸系统
肌肉还含有一类高储量的复合碳水化合物，叫做糖原。糖原是一个葡萄糖分子链。细胞可将糖原分解为葡萄糖。然后细胞利用厌氧代谢（厌氧的意思是“没有氧气”）产生ATP以及一种叫做乳酸的葡萄糖副产品。
该过程共经过12个化学反应才能生成ATP，因此该系统与磷酸肌酸系统相比，供应ATP的速度较慢。但该系统起作用仍较迅速，能产生足够维持大约90秒钟的 ATP。该系统不需要氧气，因此它是一个有利的系统，因为心和肺需要经过一段时间才能配合工作。之所以称之为有利的另一个原因是，快速收缩的肌肉会挤压血管，使自身失去了富氧血液。
由于乳酸的存在，进行厌氧呼吸存在一个无法避免的限制。乳酸是您肌肉疼痛的原因。乳酸在肌肉组织中堆积，会使您感觉到肌肉疲劳和酸痛。
有氧呼吸
运动持续两分钟时，人体会产生反应，为工作肌肉供应氧气。当有氧气存在时，通过有氧呼吸，葡萄糖可迅速分解为二氧化碳和水。葡萄糖可能来自三个不同的位置：
肌肉中的剩余糖原供应
肝脏糖元分解的葡萄糖，经血流到达工作肌肉。
在肠道中从食物中吸收的葡萄糖，经血流到达工作肌肉。
有氧呼吸还可利用肌肉和身体脂肪存储库中的脂肪酸产生ATP。在极端情况下（比如饥饿），蛋白质还可分解为氨基酸并且产生 ATP。有氧呼吸会首先利用碳水化合物，然后如果有必要再利用脂肪，最后利用蛋白质。有氧呼吸比上述两个系统需要更多化学反应才能产生ATP。三个系统中，有氧呼吸产生ATP的速率最慢，但是它可以持续数小时供给ATP甚至更长时间，只要有燃料供应就可以持续供给ATP。
运动如何消耗能量？
想象一下您开始跑步。下面是所发生的事情：
肌肉细胞首先在大约3秒钟内耗尽细胞周围浮游的ATP。
然后磷酸肌酸系统参与进来，供能8-10秒钟。这是百米短跑选手或举重者所用的主要能量系统，这两种运动者需要迅速加速，运动所持续的时间很短。
如果运动持续更长时间，糖原-乳酸系统就参与进来。短距离运动比如200米或400米以及100米游泳就是如此。
最后，如果运动持续时间特别长，有氧呼吸就会取代上述系统进行供能。在 800米、马拉松、划船、越野滑雪和长距离轮滑等耐力运动中，会发生有氧呼吸。
当您仔细考虑人体是如何工作时，您会发现人体确实是一个了不起的机器！
肌肉如何获得氧？
如果您想要多运动几分钟，那么您的身体需要为肌肉提供氧气，否则肌肉将停止工作。肌肉需要多少氧气依赖于两个过程：将血液泵入肌肉，然后将血液中的氧气提取到肌肉组织中。工作肌肉可以从血液中摄取氧气量是静息肌肉的3倍。身体通过以下方式来增加工作肌肉的富氧血流量：
增加到工作肌肉的局部血流量
从非必要器官向工作肌肉的分流血液
增加心脏输出血流量（心输出量）
增加呼吸频率和深度
增加工作肌肉中血红蛋白释放氧气的能力
这些机制可以使到工作肌肉的血流量增加将近5倍。这意味着工作肌肉获得的氧气量可增加将近15倍！
让我们更加细致地研究一下到工作肌肉的血流量是如何增加的。
循环系统供氧
使管道更大