運動醫學及科學（二）

(2007-04-14 11:19:43)

能量的來源

運動時，肌肉收縮引起的運動是需要消耗一定的能量來維持的。這些能量直接的方式是通過一種叫做三磷酸腺甘（ATP）的化學物質提供。ATP主要是由葡萄糖和糖元在細胞內燃燒分解後形成，在形成的過程中有兩種途徑，一是有氧分解，二是無氧分解。

有氧分解

即在有充足氧氣存在的情況下，葡萄糖在細胞內分解成二氧化碳和水，並釋放出大量的ATP作為能量的轉換。這種有氧分解的產能效率很高，是為身體提供長期能量儲存的主要途徑。

無氧分解

指在氧氣供應不足之時，如劇烈運動，某些疾病或高原地區，體內的缺氧會使肌肉主要利用所儲存的肌糖元來製造ATP。過程如下：

肌糖元首先分解成一種叫6-磷酸葡萄糖的化學物質。

這個6-磷酸葡萄糖再在無氧的條件下分解，生成乳酸，並釋放出少量的ATP。

這些ATP雖然不夠有氧分解產生的多，但它可使肌肉在缺氧的條件之下，仍然獲得一定數量的ATP來供給身體活動所需要的能量。

這種途徑缺點是產生的ATP太少，只能維持很短的一段時間。

其中的副產物乳酸，堆積在肌肉之中會引起肌肉疲勞和酸痛。

乳酸最終會經血液循環進入肝臟，在那裡經過重新分解和組織，清除乳酸，並形成新的能量的來源。

氧氣及二氧化碳

氧氣 (Oxygen/O2)

氧氣是人體生命的必需品。它廣存於大氣之中。我們生活中的空氣裡有大約20%是氧氣的含量，在高原地區和嚴重空氣污染的地方，氧氣的的含量會較低。

當人體吸入空氣時，氧氣通過呼吸進入肺部裡的肺泡，肺泡裡纖細的泡膜包含著豐富的微細血管。由於肺泡裡的氧氣含量遠超過這些微細血管裡的含氧量，所以氧氣便順著這個含量差額而滲透入微細血管，再經由心臟而被輸送到身體的各個不同的器官，特別是大腦。

血液裡的紅血球，裡面包含著血紅蛋白。血紅蛋白的功能是能幫助將更多的氧氣運送到身體各器官。貧血患者的身體內紅血球和血紅蛋白的含量都減低，運送氧氣的能力隨之降低。所以即使吸入肺部裡的氧氣充足，但到達身體細胞的氧氣可能不夠，造成相對性缺氧的狀態。這種情形在運動的時候更為明顯。氧氣被身體利用的最終階段是幫助葡萄糖和其他燃料進行氧化分解，並由此產生以ATP形式存在的能量，供細胞各類功能活動之用。

二氧化碳（Carbon Dioxide/CO2）

二氧化碳是身體新陳代謝的過程中產生的廢物。當葡萄糖在有氧的狀態下氣化分解時，生成ATP（即能量）和二氧化碳和水。然後二氧化碳可循著兩條途徑由身體排出體外。

第一種途徑是較快捷的。二氧化碳溶解在血液裡，由血液輸送到肺泡裡，由於血液裡的二氧化碳濃度超過肺泡空氣中的濃度，二氧化碳便滲出到肺氣中，再隨著呼氣運動將其排出體外。二氧化碳在正常人的身體可經由這種方法快速、有效地控制在一定的水平。

第二種途徑較慢。二氧化碳被運送到腎臟，進入腎小管的細胞內，經過和腎的水合作用，轉變為碳酸氫根，碳酸氫根可被腎臟根據身體的需要而排出到小便裡。

二氧化碳是身體製造的廢物，若由於吸煙、感染或其他原因造成的肺部呼吸道疾病而不能將二氧化碳有效地清除，讓它在身體內囤積，身體便會出現皮膚潮紅、脈搏快速、神智混亂，甚至失去知覺等。但是，身體中二氧化碳過低也能導致不舒服的症狀，比如，當一個人在精神緊張時大力快速地呼氣，使血液中的二氧化碳水平大為降低。這時，就會出現焦慮、冒汗、口唇發痹、手腳發麻的症狀。如果讓他精神放鬆，慢慢地作深呼吸，以上症狀便會逐漸消退。

血液循環系統

血液循環系統 (Circulation) 的功能是將氧氣和營養輸送給身體各部分組織，並從各部分的組織接收二氧化碳和代謝廢物，從而運載到肺部、腎臟和肝臟，由它們排出體外。另外，血液循環還有調節體溫，通過荷爾蒙控制各器官功能，以及保護身體的免疫作用。

循環系統的構造

心臟、動脈、微細血管和靜脈組成人體的循環系統。

心臟裡有四個腔作暫時儲血之用。右心房和右心室負責從大靜脈裡接受血液，再將血液經肺動脈排到肺部的毛細血管裡。

肺部的毛細血管則負責將氧氣吸收入體內，同時把二氧化碳排到肺泡空氣裡呼出體外。

肺部毛細血管流入肺靜脈。

隨之進入左心房和左心室再經大動脈輸出。

動脈經過不斷分支後逐漸變成微細的毛細血管。

微細血管的血管壁很薄弱，方便營養物質、代謝產物以及二氧化碳和氧氣的交換。

交換完畢之後，血液便經由靜脈而回到右心房，形成一個完整的循環系統。

血液的組成

循環系統的血液是由血清、紅血球、白血球和血小板組成。

血清裡含有各類蛋白質，如凝血因子和荷爾蒙等。

紅血球的作用是幫助運載氧氣到身體各部位。

白血球是用於防禦身體、殺死侵入的病菌和清除壞死的組織細胞。

血小板主要是在需要時形成凝血塊，這在創傷流血時起重要作用。

血液循環指數

這裡所指的主要是脈搏和血壓兩大類。

脈搏是指心臟跳動的速度，規律和強度。其中以心跳的速度較為常人所關心。心跳快慢跟年齡、性別、活動和身體健康狀況有關。一般來說，在靜止時平均大約在每分鐘70至75次。運動員和長期體力勞動者的心跳一般較慢。吸煙者和貧血患者等的心跳會較快。運動時心跳會隨著運動的程度增大而加快。一般來說，最大心跳率不超過二百二十減去年齡得出的數字，而且這個數字是短暫性的，持續運動一段時間後身體自然會將之降低一般水平。

血壓和脈搏一樣充滿著變數。同樣受到年齡、性別和身體狀況有關。一般來說，女性的血壓比男性的低。一天之內血壓也會呈波浪式的變化：早起時較低，吃飽飯後較高。年長和吸煙者的血壓也會偏高些。緊張的情緒會引起血壓暫時性升高。很難列出一個眾所適用的血壓值。據統計，三十歲的青年人的平均正常血壓值為一百二十的上壓（收縮壓）和八十的下壓（舒張壓），在這個數值左右的幅度波動也是可接受的。