人體就像是一台機器，需要能量才能讓這部機器發動運作，而人體所需要的燃料就是我們所吃下的食物，經由消化系統處理過之後，將其中的營養成分經過一連串的代謝過程轉變成人體細胞所需的能量形式──三磷酸腺苷（ATP, Adenosine Triphosphate）。為了維持生命，身體器官會不斷地運作，所以人體一天24小時都在消耗能量，不過，激烈運動時所需的能量當然較靜態活動時高出許多，甚至達200倍左右，因此運動時身體必須快速因應才能提供足夠的能量。

人體在運動時，是經由肌肉收縮所達成，而肌肉收縮所需要的能量，來自於儲藏在肌肉裡的ATP分解為ADP（二磷酸腺苷）時所產生。但是存在於肌肉細胞中的ATP卻非常有限，大約在2~3秒就會被耗盡，為了讓運動能繼續進行，身體會經由其他代謝路徑來不斷提供ATP給細胞使用，這些路徑包括：(1)經由磷酸肌酸（Phosphocreatine, PC）的分解來重新合成；(2)將醣類經由「醣解作用 (glycolysis)」產生；(3)將醣類、脂肪與蛋白質經由氧化作用代謝形成。

 1  ATP-PC系統：爆發性/大功率/極短時間

ATP-PC系統或磷化物系統是人體製造ATP最快速的方式，當肌肉細胞內的ATP被分解，同時間原本儲存在肌肉細胞內的磷酸肌酸（Phosphocreatine, PC）會藉由肌酸激酶（Creatine Kinase）的催化分解為肌酸及磷酸，同時也會釋放出能量，而這過程產生的能量則可以幫助ADP重新合成為ATP。不過，因為儲存在肌肉中的ATP或PC的數量不多，故此系統所產生的ATP主要是提供於運動初始時或是10秒內完成高強度運動的能量來源，例如：短跑衝刺、揮棒擊球、揮拳等等。

 2  乳酸系統：中等功率/短時間

乳酸系統（Lactic Acid System）是肌肉細胞中ATP與PC將耗盡且運動需持續進行時會啟動的能量系統，簡單來說是將葡萄糖或肝醣經由醣解作用分解為丙酮酸（Pyruvic Acid）或乳酸（Lactic Acid），此作用同時會產生ATP供應身體所需。

不過，醣解作用是一個極為繁複的流程，肌肉中的醣類經由多階段的分解成為丙酮酸來產生肌肉所需的能量，而且會先消耗ATP，再獲得更多ATP。另外，在醣解作用中會產生一對氫原子，由細胞中的菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide, NAD，輔酶的一種）來接收，還原成為NADH。當運動強度提升，需要快速且大量產生ATP供肌肉使用時，醣解作用必須加速進行，大量氫原子被產出，若細胞內的NAD不足時，還原態的NADH會藉由乳酸脫氫酶（Lactate dehydrogenase, LDH）的催化，將一對氫原子轉給丙酮酸而形成NAD，得到氫原子的丙酮酸因而還原成為乳酸，因此這個過程被稱為乳酸系統。

由於乳酸系統與ATP-PC系統過程中都不需氧氣的參與，因此兩者又合稱為無氧系統。另外，存在於體內的上述物質都有限，乳酸系統大約30秒就會完全耗盡。

 3  有氧系統：低功率/長時間

有氧系統（Aerobic System）是身體將所攝取的碳水化合物、脂肪與蛋白質經過消化分解，並經過一連串的代謝作用之後，產生能量來幫助ATP的合成，因為過程中有氧參與故名。在醣解系統中產生的丙酮酸與血液中的脂肪酸，進入至細胞粒線體中的「檸檬酸循環 Citric Acid Cycle」（又名三羧酸循環 Tricarboxylic Cycle 或克氏環 Kerbs Cycle ）來產生ATP，因為過程複雜，因此需要花費較長時間。

從事的運動強度較低時，ATP會以較慢的速度被消耗，因此也會有較為充裕的時間進行ATP的再合成，只要能充分地供給氧氣，並攝取足夠的醣類、蛋白質與脂肪，就能長時間持續地供應身體運動所需能量。此系統在進行長距離跑步、快走等運動中較為活躍。

雖然人體以上述三種系統產生能量供應肌肉使用，不過三種系統並非絕對分割的狀態，也就是說，在進行任何一種運動，有可能是以其中一種系統為主，但身體中其他兩種系統可能同時也會進行少量的產出。

參考資料

1. 《運動生理學》，新文京出版公司出版 (2014)
2.《運動健身知識家》，旗標出版公司出版 (2015)
3. 《人體學習事典 肌肉骨骼運動解剖篇》，楓葉社出版 (2016)
4.  維基百科
5.   AMAC Fitness Training Provider

在運動前後應該吃什麼才好呢？當你開始跑步，你也會開始注意飲食，因為跑步和健康的生活形態息息相關。想要促進健康，就要吃營養的食物；有了營養的食物，身體才有優質「燃料」提升運動表現。那麼，優質營養的祕訣為何？別做得太過火，剝奪身體的巨量營養素，或是跳過一餐不吃。正確之道是均衡攝取，少量多餐。記得，和沒有在運動的人相比，跑者對於飲食質與量的需求更高。

飲食與跑步

飲食沒有一體適用的公式，不過倒是可以從常見的錯誤飲食中歸納出一些結論。比方說，大幅增加高升糖指數的碳水化合物攝取量，就是錯誤之舉。雖然麵包與麵食是運動員肌肉的必需「燃料」來源，不能完全不吃，但如果你不是職業選手，則應把攝取量限制在合理範圍。

另一個常見的錯誤是跳過一餐。這個作法並不適當，原因包括：第一，這樣無法讓你減重，只會讓你減少不含脂肪的淨體重（也就是肌肉）。而增加葡萄糖攝取量，會使血液中的胰島素隨之增加，並且在下次進食時讓糖加速轉換成脂肪，造成反效果。因此，要吃點心最好在白天吃，減少麵包、米麵、馬鈴薯、肉類與乳製品的整體攝取量，改吃低升糖指數的碳水化合物，例如富含纖維的蔬菜，這麼做可以強化肌肉。雞肉，火雞肉和魚是很好的蛋白質來源。也要減少酒精與糖的攝取量（可用蜂蜜或果糖代替），用初榨橄欖油代替奶油。

正常的飲食已足以補充一般運動時流失的水分和能量，但劇烈運動之後（例如馬拉松），攝取肉類的動物性蛋白質有助於修補肌肉組織中的細微斷裂。

營養祕訣

通常來說，應該至少在運動前三至四個小時就要吃東西。如果打算長跑，又不想精疲力竭，記得吃頓健康的早餐，要有吐司、果醬或蜂蜜，但別吃不易消化的牛奶或優格。如果運動時間不到一小時，許多人寧可不吃。有些人是為了避免胃痛，而且不必為了吃早餐而太早起。這麼做是個人選擇，而且並無不妥，但前提是你並非從事激烈運動。另一項重要的建議是：在比賽前幾天別改變飲食習慣。跑馬拉松之前，頂多調整各種營養素的比例，吃更多高醣類的食物（但是別過量），減少脂肪與蛋白質，也別吃太多高纖維食物。

在天氣炎熱時奔跑

在炎熱的天氣或是大太陽下跑步，能量容易隨著汗水逸失。身體的排汗機制相當複雜，稍不留心就有可能讓身體處於脫水狀態，不僅會影響表現，還可能會讓身體組織承受過多壓力，導致抽筋或更嚴重的中暑。為了避免上述情況發生，請務必在開始運動或覺得口渴之前就先補充水分，並在跑步期間持續喝水，喝的時候不要喝太快，運動後也要喝水或等滲透壓飲料，恢復體力。在清晨運動也不失為一個好辦法，可以避開暑熱，或是改用跑步機在室內做訓練。

能量補充品

諸如能量棒、蛋白質棒、能量膠與麥芽糊精，都是幫助跑者迅速恢復體力的好夥伴。天氣炎熱時，在跑步前與跑步過程中可以喝一些等滲透壓飲料，或是能夠迅速恢復精力的運動發泡錠飲料，皆可有效補充流失的鹽分、礦物質與水分。不過別喝太多，也別誤以為光靠著這些補充品，就能彌補訓練的不足。總之別欺騙自己，以為光喝這些東西就夠，卻忽略了平日適當的訓練。最後，要確認比賽時喝的各種飲料，都是你在訓練期間試過的、喝過的。你總不希望跑到一半的時後鬧肚子吧！

書籍資訊
◎本文摘自三采出版， 安利柯‧艾耶洛著作《精選30場馬拉松環遊世界》。30座城市、30場馬拉松、30道絕色人生風景，讓跑步變成體驗世界美麗的藉口，跑出一生一次的難忘回憶。現在就開始預約下一年的世界旅跑路線吧！

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由國際鐵人三項聯盟 (ITU) 所主辦的「世界科學與鐵人三項運動年會 (Science + Triathlon World Conference)」，2015年底在法國國家體育研究院 (Institut national du sport, INSEP) 舉行。會中，法國運動科學家荷莫·樂珀斯 (Romauld Lepers) 談到心理上的疲勞會如何影響運動表現。

他所發表的演說高度集中於英國肯特大學山謬·馬科拉 (Samuele Marcora) 教授關於疲勞的生物心理學模式。「馬科拉說，當我們用盡對於達致某項成功所願意付出的最大努力（換句話說，缺乏更進一步的動機這件事限制著我們），或者，我們相信我們已經發揮了最大可能的努力（換句話說，我們的感知限制著我們的努力）時，我們就會停住或慢下來。」樂珀斯解釋道，這與傳統生物生理學在疲勞方面的模型相衝突。傳統的模式往往認為，當身體乳酸上升或肝醣（能量）耗盡時，你就會開始覺得疲勞。

疲勞是心理作用

現今已經有許多人贊同馬科拉教授對於疲勞的新理論。不過，樂珀斯強調，沒有什麼事不用辛勤努力 - 如果你不夠強大，你的頭腦會把肌纖維中想要推動自己前進的那股動力解釋為潛在的危險，所以你就會自動慢下來。然而，生物生理學的模型表明，只要你克服了身體的部分，精神上會自動改變自己感知一項身體活動的難易度。例如，以鐵人三項來說，游泳、騎自行車或跑步這三項分別有多麼艱難。我們隨後就會發現，這部分有潛在的運動表現含義。

目前在肯特大學任教的馬科拉有一項被稱為「AX-CP測試」的計畫，他會讓受測者執行一項耗時90分鐘，以電腦紀錄的認知測試，其中受測者會以80％的最大力量輸出功率騎車騎到力盡。馬科拉發現，在參與者覺得心理上疲憊之後，在單次測試中，該受測者可以保持體力的時間下降了12％。

但是，這並不意味著，若你心理上覺得疲憊，你應該避免鐵人三項的訓練。相反地，樂珀斯認為，當你一天工作下來，累積不少疲憊之後，每週至少應做一次訓練。根據馬科拉的理論，如此與高速騎自行車或用力游泳也有類似的效果 - 意即，雖然感覺上比較衰弱，一旦你克服多餘的阻力（在這種情況下是精神上的疲勞），你便能夠在比賽上表現得更強、更持久。也就是說，克服心理障礙，你便有可能將身體的運動表現推向極致。

告訴自己，你可以

樂珀斯也說明激勵性的自我對話如何能減輕精神方面的疲勞，讓你能夠運動得更耐久。他引用英國班戈大學教授安東尼·布蘭契菲爾德 (Anthony Blanchfield) 與其團隊的研究成果說，「與馬科拉類似，布蘭契菲爾德也讓受測者以80％的最大輸出功率騎車騎到力盡兩次，不過其中插入兩週的激勵性自我對話訓練，」樂珀斯說，「使用的詞彙包括『向前推進吧』和『你做得很好』等等。研究者發現，受測者能負荷的總時間增加了17％，而且其運動自覺強度（rate of perceived exertion, RPE）覺得更強了。」

停下來喝一杯茶（或咖啡）

如果你心理上實在疲憊不堪，而且上面提供的激勵性自我對話也不能激發更多的身體性能時，是時候尋求合法精神藥物的協助了。樂珀斯提到Doherty和Smith的研究成果，他們的整合分析的結論是，訓練前服用4-7mg/kg的咖啡因不僅降低 6％大腦認為需要努力的知覺，同時也將運動性能提升了11％。研究人員還發現，超過75％的優秀運動員在比賽前和比賽時都會服用咖啡因。

英國運動營養學家蘇菲·基樂 (Sophie Killer) 告訴我們，「咖啡因作為機能增進劑非常有效，因為咖啡因的分子形狀與腺苷 (adenosine) 相似，而我們全身上下都遍布了腺苷受體，甚至大腦。腺苷對中樞神經系統有抑制作用，腺苷與受體結合時，會抑制某些神經傳遞物質的釋放、製造抗痙攣劑，具有鎮靜的效果。咖啡因是少數能夠穿越血腦障壁 (blood brain barrier)的物質，它很容易能與腺苷的受體結合，因而抑制其活性。腦中的腺苷會與受體結合，降低神經活動而使大腦進入睡眠狀態，而咖啡因的作用便是與其競爭，引此能保持神經的活性狀態，從而達到清醒的效果。咖啡因集中作用於中樞神經系統，並抑制發送到大腦的、說你累了的訊息傳輸。在肌肉上面，咖啡因則有完全不同的反應。咖啡因與腺苷受體結合，從而增加肌肉運作的能力，使你能夠產生更強大的力量。咖啡因還可以改善身體反應時間和有氧代謝能力。」

多年來，運動科學家和運動生理學家們曾研究訓練生理參數，如有氧能力，乳酸閾值和力量輸出功率的影響。從現在開始，大腦的訓練應該會成為你在訓練計劃上面需要特別注意的重點。

5個對付疲勞的小提醒

① 每星期在一天工作之後，進行至少一次訓練。你會覺得心理疲乏，這將使訓練感到更加困難，但它會讓你在正式比賽時嚐到甜頭。還有證據表明，你比較能從短的、密集的訓練得利，而不是漫長而緩慢的訓練。

② 相反地，賽前應避免太多勞心的工作引起精神疲勞。降低意志耗損的簡單方法包括：在比賽開始前早早準備好你的工具包和營養補給、提早到會場做準備，並仔細打包好你的裝備。所有這些方法都能減少焦慮並避免心理疲勞。

③ 練習一下自我激勵對話的訓練，看看它如何影響你的比賽表現。無論你是在腦海裡想著或直接講出來，所有的內容都要是積極的。而不是，「這是太難了，我好掙扎」，請告訴你自己：「我這次一定要打破我的個人最佳成績。」「保持手臂揮動吧！雙腿也會跟進。」這些雖然聽起來有點矯情，但它已經被證明，對於各級運動員都非常有效。

④ 咖啡因是市面上最被推崇的合法運動機能增進劑。最近的研究都對於咖啡因這種積極的結果有相似的推論，無論你是以藥片或飲料的形式攝入。並且，與一般大眾所認知的觀點相反，咖啡因對於無論是慣性攝取者或非慣性攝取者的效益並沒有什麼不同。

⑤ 馬科拉也正與美國一家名為Axon Sports的公司合作開發一款針對大腦訓練的app，敬請繼續關注他們日後的發展。