乳酸系統就是缺氧狀態下酵解,生成 ATP供能系統

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快速供能。在極量運動開始階段,這系統即可參與供能,並且在運動開始後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,分別儲存於肌肉內。

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。由於醣元未能完全氧化(oxidized),所以乳酸系統無氧醣酵解(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 2 倍(4)


備註

(3) 根據 Sahlin(1978) 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) ÷ 180 = 1 至 (3 × 70) ÷ 180 = 1.2 摩爾了。

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,大強度活動初期ATP-PC 系統主要供能系統,但乳酸系統亦已開始投入服務,並且在活動開始後30 秒左右取代 ATP-PC 系統成為主要供能系統,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,乳酸系統效率也開始下降有氧系統也就漸漸取而代之成為主要供能系統


最近更新日期:2016-04-29