本文運動生物化學角度闡述中長跑運動能量供應及代謝規律，目的在于為提高中長跑運動員的能量供給能力和運動能力科學訓練提供理論依據和指導。大家在相關論文寫作時，可以參考這篇題目為“中長跑項目的能量供應及代謝規律研究”的運動生物化學論文。
原標題：運動生物化學分析中長跑時體內有機代謝變化規律
摘要：該文通過對運動生物化學理論的深入研究，淺析人體內三大供能系統的能量供應，及運動時物質和能量代謝規律。從運動生物化學角度闡述中長跑運動能量供應及代謝規律，目的在于為提高中長跑運動員的能量供給能力和運動能力科學訓練提供理論依據和指導。
關鍵詞：運動生物化學；供能系統；代謝規律；運動能力
1 問題提出
科學進步引領著體育運動科學的發展，運動訓練由摸爬滾打的經驗式逐步走向以理論為指導，理論實踐相結合的科學的運動訓練，使大家更加注重對理論的研究。劇烈運動時人們能夠感知身體對能量的需要，能量不足難于支撐運動達到大家所期望的要求，而過早產生疲勞。那么運動中體內發生怎樣一系列物質代謝和能量變化，機體又是怎樣與環境間的物質進行著交換，運動生物化學以其作為研究對象，進行了科學闡述，如何消除或延緩運動時產生的疲勞，達到預期運動目標，包括現代競技體育的激烈競爭中運動員在極限范圍內怎樣才能最大限度的發揮自己的潛能，增加體內能量物質的儲備等，對運動員成績的提高都有著至關重要的作用。
2 研究方法
2.1 理論研究
運動生物化學理論告訴人們，運動能夠改善機體的化學組成，比如可增加機體內的糖量、蛋白質數量，也可以減少體內脂肪，而糖、蛋白質和脂肪是提高身體素質的物質基礎，也是提高運動能力的主要因素，運動促進身體的新陳代謝及能量轉換，可以提高機體對運動更高的承受力。
運動激烈的短跑項目，有效促進肌肉中的蛋白質、磷酸肌酸CP增多，激發無氧代謝酶活性，改善無氧代謝能量供應過程，使乳酸調節能力得到加強。而長跑、越野等長時間的激烈運動中，肌肉糖量增多，有氧代謝酶的活性和脂肪代謝能力及有氧代謝能量供給過程得到提高。與運動能力有關的骨骼肌纖維的組成和代謝機能，也可以從生物化學的角度得到解釋，運動過程中能量的供給、轉移和利用的能力決定著運動能力高低，運動中能量供應的多少，對機體有氧或無氧代謝能力的影響，與運動項目、強度，訓練方法和運動時間都有關系。三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、磷酸肌酸（CP）等高能磷酸化合物對運動起著絕對的作用。不難知道ATP是運動時肌肉收縮的唯一直接能源，CP是使ADP迅速再合成為ATP的間接能源，通過水解ATP釋放出能量，ADP則經過磷酸化作用后轉化為高能磷酸化合物儲存下來，為運動提供能量支撐，但是ATP儲量有限，若消耗之后不及時補充就會影響機體運動。
2.2 人體三大供能系統
ATP-磷酸肌酸供能系統、糖酵解（無氧呼吸）供能系統和有氧氧化供能系統是人體內三大供能系統。
2.2.1 ATP-磷酸肌酸供能系統
人們已經知道ATP是唯一能直接供給機體的能源，但在肌肉中的儲量很低，以至當進行劇烈運動時，能夠為身體提供能量的時間僅在1~3 s,之后的能量就要依靠磷酸肌酸水解后產生的能量轉移給ADP再生成ATP.體內少量的磷酸肌酸所提供的能量也僅能維持幾秒的運動。這兩項供應的能量大約可以維持6~8 s左右的時間。接下的ATP由糖的無氧酵解合成。無氧酵解系統產生的能量可以維持2~3 min的時間。所以有限的ATP存儲量，在分解時必須通過不斷的再合成來及時補充，而ATP再合成的速率恰恰是影響短時、高強度運動能力的關鍵。研究表明：ATP的再合成的轉換速率，可以通過運動來提高ATP酶的活性，達到提高肌肉中CP的儲量和磷酸肌酸的活性，加快CP促成ADP轉化成ATP的速率，以保證在短時間內劇烈運動時肌肉能量的供給。磷酸原系統的最大輸出功率每千克濕肌0.48~0.9 mmol/s~P,肌肉中原有的 ATP可維持最大強度運動6~8 s.所以短跑時運動員以最大的速度跑時也只維持在6 s左右，隨后速度減慢，由此可知除10 s以內的短跑項目外其他運動僅僅靠這個供能系統提供能量是不夠的，還必須從其他供能系統得到能量。
2.2.2 糖酵解供能系統
第二大系統糖酵解系統，它是由一系列酶催化生產乳酸的同時合成了ATP.在這個供能系統中，糖原在無氧狀態下或氧供應不足時產生乳酸，過多的乳酸使肌肉產生酸痛，同時乳酸也會抑制ATP的再合成，若氧充分乳酸還可再被氧化，最終分解為水和二氧化碳。當大強度的運動超過6~8 s后，糖酵解過程被激活產生的能量，繼續為機體提供能源，在30~60 s間的運動，糖酵解速率達到最大輸出功為每千克濕肌0.33 mmol/s~P,約是磷酸原系統的一半，糖酵解是極量運動的重要能量系統，在運動中所提供的能量，表現出的肌肉力量和運動強度雖不如磷酸原系統，但維持運動時間較長，是30 s~2 min之間最大強度運動的主要供能系統。糖酵解供能能力對運動成績有決定性作用，是競技技能充分發揮的先決條件。由于無氧呼吸產生的乳酸導致肌肉酸痛影響速度的提升，所以有氧呼吸釋放的能量是長時間的耐力運動的動力源泉。
2.2.3 有氧氧化系統
有氧代謝是人體能量代謝中最基本的方式。血紅蛋白運送氧氣，氧化磷酸化作用合成大量的ATP.這一過程消耗大量氧，故稱之有氧氧化系統。有氧供能速度比無氧供能速度慢，反應的產物是CO2和H2O,所以它的反應充分完全，需要的時間長，沒有乳酸堆積的問題。體內儲存有較多的糖、脂肪，正常人的脂肪約占體重10%~20%,在較強的攝氧能力的情況下，調動體內脂肪持續運動1~2 h是沒有問題的。運動強度決定著糖和脂肪酸的有氧氧化過程中供能的多少，有資料顯示：當運動強度達到最大攝氧量的75%或者以上時，糖氧化供能所占的比例大，所以此時糖是主要的供能源；隨著運動強度降低至最大攝氧量的65%以下時，脂肪供能的比例大大超過糖氧化所提供的能量而成為主要的供能源。有氧是體內脂肪酸氧化的必要條件，若運動強度增大，而攝入的氧不足時，脂肪所提供的能量就很少。
2.2.4 供能系統的關系
運動中能夠提供能量的物質有多種，隨著運動情況的不同，各個不同時間所利用的能量物質順序，以及所占比例都有所不同。例如屬于極量強度的100 m跑，磷酸原最先提供能量，輸出功率大，速度提高的快，所以是以磷酸原供能為主的運動項目。數秒鐘之后肌肉乳酸濃度升高了，糖酵解系統開始供能，細胞內所儲存的氧還可供機體中的糖進行有限的有氧氧化。以有氧代謝為主的馬拉松跑，開始的能量就是磷酸原首先供給的，途中的加速跑及終點的沖刺需要瞬時加速，仍然要通過輸出功率較高的糖酵解供能完成。各系統輸出功率由大到小順序依次為：磷酸原系統>糖酵解系統>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化。
綜上所述，短時間大強度的運動，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；長時間低強度的運動，主要是有氧呼吸提供能量；而介于二者之間的中等強度的運動較短時間，則主要由無氧呼吸提供能量。
3 中長跑項目分析
3.1 中長跑三個階段
以亞極量強度的比賽項目800 m為例，由起跑、途中跑和沖刺三個階段構成。
原標題：運動生物化學分析中長跑時體內有機代謝變化規律
摘要：該文通過對運動生物化學理論的深入研究，淺析人體內三大供能系統的能量供應，及運動時物質和能量代謝規律。從運動生物化學角度闡述中長跑運動能量供應及代謝規律，目的在于為提高中長跑運動員的能量供給能力和運動能力科學訓練提供理論依據和指導。
關鍵詞：運動生物化學；供能系統；代謝規律；運動能力
1 問題提出
科學進步引領著體育運動科學的發展，運動訓練由摸爬滾打的經驗式逐步走向以理論為指導，理論實踐相結合的科學的運動訓練，使大家更加注重對理論的研究。劇烈運動時人們能夠感知身體對能量的需要，能量不足難于支撐運動達到大家所期望的要求，而過早產生疲勞。那么運動中體內發生怎樣一系列物質代謝和能量變化，機體又是怎樣與環境間的物質進行著交換，運動生物化學以其作為研究對象，進行了科學闡述，如何消除或延緩運動時產生的疲勞，達到預期運動目標，包括現代競技體育的激烈競爭中運動員在極限范圍內怎樣才能最大限度的發揮自己的潛能，增加體內能量物質的儲備等，對運動員成績的提高都有著至關重要的作用。
2 研究方法
2.1 理論研究
運動生物化學理論告訴人們，運動能夠改善機體的化學組成，比如可增加機體內的糖量、蛋白質數量，也可以減少體內脂肪，而糖、蛋白質和脂肪是提高身體素質的物質基礎，也是提高運動能力的主要因素，運動促進身體的新陳代謝及能量轉換，可以提高機體對運動更高的承受力。
運動激烈的短跑項目，有效促進肌肉中的蛋白質、磷酸肌酸CP增多，激發無氧代謝酶活性，改善無氧代謝能量供應過程，使乳酸調節能力得到加強。而長跑、越野等長時間的激烈運動中，肌肉糖量增多，有氧代謝酶的活性和脂肪代謝能力及有氧代謝能量供給過程得到提高。與運動能力有關的骨骼肌纖維的組成和代謝機能，也可以從生物化學的角度得到解釋，運動過程中能量的供給、轉移和利用的能力決定著運動能力高低，運動中能量供應的多少，對機體有氧或無氧代謝能力的影響，與運動項目、強度，訓練方法和運動時間都有關系。三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、磷酸肌酸（CP）等高能磷酸化合物對運動起著絕對的作用。不難知道ATP是運動時肌肉收縮的唯一直接能源，CP是使ADP迅速再合成為ATP的間接能源，通過水解ATP釋放出能量，ADP則經過磷酸化作用后轉化為高能磷酸化合物儲存下來，為運動提供能量支撐，但是ATP儲量有限，若消耗之后不及時補充就會影響機體運動。
2.2 人體三大供能系統
ATP-磷酸肌酸供能系統、糖酵解（無氧呼吸）供能系統和有氧氧化供能系統是人體內三大供能系統。
2.2.1 ATP-磷酸肌酸供能系統
人們已經知道ATP是唯一能直接供給機體的能源，但在肌肉中的儲量很低，以至當進行劇烈運動時，能夠為身體提供能量的時間僅在1~3 s,之后的能量就要依靠磷酸肌酸水解后產生的能量轉移給ADP再生成ATP.體內少量的磷酸肌酸所提供的能量也僅能維持幾秒的運動。這兩項供應的能量大約可以維持6~8 s左右的時間。接下的ATP由糖的無氧酵解合成。無氧酵解系統產生的能量可以維持2~3 min的時間。所以有限的ATP存儲量，在分解時必須通過不斷的再合成來及時補充，而ATP再合成的速率恰恰是影響短時、高強度運動能力的關鍵。研究表明：ATP的再合成的轉換速率，可以通過運動來提高ATP酶的活性，達到提高肌肉中CP的儲量和磷酸肌酸的活性，加快CP促成ADP轉化成ATP的速率，以保證在短時間內劇烈運動時肌肉能量的供給。磷酸原系統的最大輸出功率每千克濕肌0.48~0.9 mmol/s~P,肌肉中原有的 ATP可維持最大強度運動6~8 s.所以短跑時運動員以最大的速度跑時也只維持在6 s左右，隨后速度減慢，由此可知除10 s以內的短跑項目外其他運動僅僅靠這個供能系統提供能量是不夠的，還必須從其他供能系統得到能量。
2.2.2 糖酵解供能系統
第二大系統糖酵解系統，它是由一系列酶催化生產乳酸的同時合成了ATP.在這個供能系統中，糖原在無氧狀態下或氧供應不足時產生乳酸，過多的乳酸使肌肉產生酸痛，同時乳酸也會抑制ATP的再合成，若氧充分乳酸還可再被氧化，最終分解為水和二氧化碳。當大強度的運動超過6~8 s后，糖酵解過程被激活產生的能量，繼續為機體提供能源，在30~60 s間的運動，糖酵解速率達到最大輸出功為每千克濕肌0.33 mmol/s~P,約是磷酸原系統的一半，糖酵解是極量運動的重要能量系統，在運動中所提供的能量，表現出的肌肉力量和運動強度雖不如磷酸原系統，但維持運動時間較長，是30 s~2 min之間最大強度運動的主要供能系統。糖酵解供能能力對運動成績有決定性作用，是競技技能充分發揮的先決條件。由于無氧呼吸產生的乳酸導致肌肉酸痛影響速度的提升，所以有氧呼吸釋放的能量是長時間的耐力運動的動力源泉。
2.2.3 有氧氧化系統
有氧代謝是人體能量代謝中最基本的方式。血紅蛋白運送氧氣，氧化磷酸化作用合成大量的ATP.這一過程消耗大量氧，故稱之有氧氧化系統。有氧供能速度比無氧供能速度慢，反應的產物是CO2和H2O,所以它的反應充分完全，需要的時間長，沒有乳酸堆積的問題。體內儲存有較多的糖、脂肪，正常人的脂肪約占體重10%~20%,在較強的攝氧能力的情況下，調動體內脂肪持續運動1~2 h是沒有問題的。運動強度決定著糖和脂肪酸的有氧氧化過程中供能的多少，有資料顯示：當運動強度達到最大攝氧量的75%或者以上時，糖氧化供能所占的比例大，所以此時糖是主要的供能源；隨著運動強度降低至最大攝氧量的65%以下時，脂肪供能的比例大大超過糖氧化所提供的能量而成為主要的供能源。有氧是體內脂肪酸氧化的必要條件，若運動強度增大，而攝入的氧不足時，脂肪所提供的能量就很少。
2.2.4 供能系統的關系
運動中能夠提供能量的物質有多種，隨著運動情況的不同，各個不同時間所利用的能量物質順序，以及所占比例都有所不同。例如屬于極量強度的100 m跑，磷酸原最先提供能量，輸出功率大，速度提高的快，所以是以磷酸原供能為主的運動項目。數秒鐘之后肌肉乳酸濃度升高了，糖酵解系統開始供能，細胞內所儲存的氧還可供機體中的糖進行有限的有氧氧化。以有氧代謝為主的馬拉松跑，開始的能量就是磷酸原首先供給的，途中的加速跑及終點的沖刺需要瞬時加速，仍然要通過輸出功率較高的糖酵解供能完成。各系統輸出功率由大到小順序依次為：磷酸原系統>糖酵解系統>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化。
綜上所述，短時間大強度的運動，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；長時間低強度的運動，主要是有氧呼吸提供能量；而介于二者之間的中等強度的運動較短時間，則主要由無氧呼吸提供能量。
3 中長跑項目分析
3.1 中長跑三個階段
以亞極量強度的比賽項目800 m為例，由起跑、途中跑和沖刺三個階段構成。
