四、做功：运动时的能量流动

由很多角度可以观察食物与训练对体型、体质的影响，能量则是串联这一切的核心。使用“第一性原则”去观察“卡路里缺口”这个减肥的核心原则时，看到的无非也就是“能量”二字。将运动类型区分为有氧和无氧，也是根据能量使用方式的区别。

了解运动时的能量流动，能够帮助我们更好的进行训练计划和组合的设计，同时解答一些常见的训练疑问。例如如何安排力量训练和有氧练习的频率，训练的过程中怎样进行组间休息，为什么高强度间歇训练（HIIT）如此消耗热量，根据训练目标怎样组合不同的运动类型等。

三大运动能量来源

骨骼肌的收缩有三大供能系统，每种都有自己的特点和支持的运动类型。有些问题像是为什么能够长时间跑步却无法长时间举铁之类，答案就在供能方式的区别中。我会尽量用通俗易懂的语言，最短的篇幅来解释这个过程，不要被专有名词吓到，其实没几个。

一、ATP-CP系统（磷酸原系统）

从食物中获取的化学能无法直接转换为运动时的动能，所以需要一个最终的媒介。任何的能量来源，都会最终转化为三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate, ATP）才能被细胞直接利用。利用的过程就是将 ATP 水解为 ADP，同时释放出能量的过程。所以这个ATP的概念会在下文反复出现，ADP可以简单理解为代谢产物。CP是肌酸磷酸（Creatine Phosphate，CP），它在人体细胞内的储量是ATP的5倍左右，作用是与代谢产物ADP快速合成产生新的ATP，然后持续供能。

当我们需要在短时间爆发出很大的力量，驱动肌肉中数量众多的运动单位时，ATP就会被消耗。但是在5-10秒内就会被消耗完，所以爆发力不能持久。被调动的运动单位越多，产生的力量越大，消耗ATP的速度也会更快。当ATP消耗的速度大于氧化生成（第三种供能系统）的速度时，肌肉组织内的CP就会将高能磷酸键快速转给ADP，生成ATP持续供能维持肌肉的收缩。但CP储量虽然比ATP多，也总有用完的时候，依靠CP的补充发力大概可以持续30-60秒。

这种直接利用能量的时效很短，不同人之间的区间差异也很大。这是因为通过系统力量训练后，能在肌肉系统中储存更多的ATP和CP，维持更长时间的爆发性力量输出。像是百米冲刺、举重等使用的就是这个供能系统。一般我们在力量训练的过程中，组与组之间的短暂休息就是在等待CP转化为足够多的ATP。

有一种健身者很熟悉的补剂就叫做肌酸，服用的作用就是增加细胞内CP的储量。目的是以此来提升训练时的力量持久性，例如按照正常的CP储量，训练者重复5下动作就没力气了，而增加了CP储量后就能够重复8次。这样刺激更加充分，训练的效率也就被提升了。

这种提升力量表现的效果有较多实验支持¹。肌酸会把水分带进肌肉细胞内，所以补充后体重可能上升 1–2 公斤、看起来更饱满，这属于细胞内水分增加，并不是水肿；停用后这部分水分和磷酸肌酸储量会回落，围度略小一些，但已经增长的肌肉不会因此消失。

二、乳酸能系统（糖酵解系统）

第二种能量来源是糖原，糖原是葡萄糖储存在身体内时的形态。糖原主要储存在肝脏和肌肉中，分别叫肝糖原和肌糖原；血液里流动的是葡萄糖，也就是血糖。运动时主要利用的是在肌细胞中肌糖原，通过酵解作用分解为乳酸，产生能量的过程。

这种酵解作用会被氧气和酸性环境抑制。运动强度不高，氧气充分摄入时酵解会被抑制，糖原就会利用氧化作用供能；同理训练强度太高，酵解产物让环境迅速酸化、氢离子和无机磷酸盐堆积，糖原的分解就用不充分了，所以我们一般会将爆发力训练放到力量训练之前。需要说清楚的是，真正抑制酵解的是酸，而不是乳酸本身——乳酸是这条通路的产物，也是后续氧化供能的燃料。

运动时肌糖原很难得到其他部位的补充，这是长时间大强度运动的主要能量来源。例如打一场篮球比赛，800米的跑步比赛，一节动感单车课程等。肌糖原分解后的产物乳酸一直以来被认为是运动后几天引起肌肉酸痛的原因，但事实上延迟性肌肉酸痛的原因至今没有完全搞明白。而且乳酸在运动结束后一小时内就会进入血液被代谢掉。

由于氢离子浓度上升会压低 pH、影响代谢的活性，和血糖下降等因素共同造成身体疲劳的感觉。补剂里的碳酸氢钠（小苏打）做的就是这件事：提高血液的缓冲能力，把细胞外的酸度顶住。²国际运动营养学会的立场声明给出的口径是：单次 0.2 克/公斤起效、0.3 克/公斤效果最好，提前 60–180 分钟喝；再加大剂量并不会更有帮助，只会增加肠胃副作用。普通人完全不必碰这个，冲高次数时靠延长组间休息就够了。

长期的有氧耐力训练可以极大地提高身体内肌糖原的储量，从而提高身体素质中的耐力部分。增加肌糖原的储量可以在运动时更晚从血液和肝脏中补充糖原，推迟感到疲劳的时间。不过肌糖原的储存需要大量的结合水分，有氧运动在初期很长一段时间内可能都不会看到体重下降就是这个原因。

乳酸能系统和ATP-CP系统不需要氧气参与供能，所以被统称为无氧供能系统。运动时主要以这两种方式供能的类型，也被称之为无氧运动类型。

三、氧化能系统

在氧气充足的情况下，肌糖原或者体内的葡萄糖会被氧化为二氧化碳和水，并释放出能量。同样是糖原，1分子的葡萄糖经过无氧酵解最终会得到2分子ATP，但是充分氧化后就能得到30-32分子ATP，所以氧化反应能够大量供能，支持长时间的有氧运动，并且不会像酵解那样迅速堆积酸性产物。

不过氧化反应的功率很小，反应时间很长，无法应付短时间内的高强度运动需求。只有当运动持续时间延长，强度自然变小后才会介入进来。并且当有氧反应进行时，其他两种供能系统其实也是协同参与供能的，并不存在泾渭分明的切换。只是根据运动的强度、时长、类型的不同，供能系统的参与比例会进行改变。这种供能的方式就是我们在长跑等稳态训练时可以长时间维持的原因。

运动类型的区分

从直觉上我们会将长时间进行的运动称之为有氧运动，短时间的举铁称为无氧运动。然后基于这种简单的二元区分法，会有许多延伸的观点。例如无氧运动会长肌肉，有氧运动能减肥。

在理解了三种供能系统后，应该能够理解，以无氧供能方式为主的运动类型才是无氧运动，反之以氧化能系统为主的运动就是有氧运动。由于几种供能方式的协同参与，事实上并不存在绝对的有氧和无氧运动。减肥和长肌肉也不是由进行哪种运动决定的。区分的本质应该是能量来源的不同。

1. 力量训练时的供能

在短时间大强度的力量训练时，氧气来不及摄入，ATP和乳酸能系统就会成为主要的供能方式。所以一般我们也会将无氧训练称为力量训练，台湾地区也叫做重力训练（重训）。力量训练的好处和作用已经在之前讲了很多，感兴趣的可以翻看前面的章节。从能源利用的角度出发，主要影响了力量训练时的组间休息和训练时长。

1.1 组间休息

网上有一种说法是休息时间超过一分钟，之前等于白练。但这个结论是没有依据的。组间休息的目的是为了让心率恢复、排除代谢物、ATP再合成，恢复到比较好的状态之后进行下一组动作，目的是高质量的完成动作。假如重量比较大，甚至可以休息3-5分钟乃至更久，因为有能力举起大重量的训练者体内的ATP储量本就比较多，不需要教条主义。

低重量多组数的力量训练，有时需要特意缩短组间休息的时间，在不完全恢复的情况下进行下一组。这样子就增加了代谢压力，刺激身体在肌肉耐力方面的超量恢复。不过一般而言，随着力量的增长，身体肌肉代谢的能力也会随之提升，没有必要特意去训练肌肉耐力。不过这涉及到评估一种训练方式、训练动作的价值，在有限的时间内如何将训练效果最大化的问题。

组间休息时长需要注意的一个问题是肌肉的温度，有时候天气比较冷，休息时间长了会导致肌肉温度降低。这样在进行下一组动作的时候就会增加受伤的风险，也有可能导致抽筋。所以在休息的时候可以穿上外套保温，或是在做正式组之前进行专项的热身组（之后会有专门的热身介绍章节）。喜欢看篮球或足球比赛的朋友可能会注意到，比赛中球员被替换下场，第一件事情就是穿上外套，直到再次上场前才会脱掉。

1.2 训练时长

训练时长与肌肉内的糖原储量有关，这也很好理解，油箱里没油了当然车就走不动了。不怎么运动的成年人，全身肌糖原的储量大概是400-500克。有运动经验的训练者就会有更多，而且身体会根据近期的训练量和饮食进行动态调整。

单次力量训练的时长一般推荐保持在40分钟 - 1小时左右，因为根据身体的糖原储备，适合的训练强度会让身体在这个时间里累积足够的疲劳。更长的训练时间只会导致受伤风险增长，专注力下降，动作做不到位等，显著的降低训练效率。超长的训练时间只有两种情况：专业的运动员进行有计划的系统训练，或是摸鱼者在健身房聊天玩手机浪费了训练时间。

在血糖含量较低的情况下，运动消耗糖原的速度大于补充的速度，会容易造成低血糖，此时大脑等器官缺的是葡萄糖而不是氧气，人就会感到头昏眼花、想吐。这时可以降低运动强度、休息下、补充一根香蕉。训练后一段时间内，身体会继续消耗额外氧气来恢复，这种现象叫做后燃效应（Excess post-exercise oxygen consumption，EPOC）。但 EPOC 通常只相当于运动本身消耗的 6%–15%，并不是减脂主力，更不能抵消高估的热量摄入。

2. 有氧训练时的供能

有氧训练又叫做心肺训练，更好的利用氧气持续供能运动是一种心肺耐力的体现。在身体素质的章节中曾提到，心肺耐力代表了肌肉组织、有氧代谢、心血管功能、坚韧品质等全身各个器官的能力和协同，是一种从身体机能到心理素质的综合能力。因为有氧训练一般的运动形态是低强度的长时间持续，所以也可以叫做稳态训练。通过最大摄氧量（maximal oxygen consumption，Vo2max）我们可以评价一个人有氧耐力的水平。

有氧耐力可以说是我们人类的种族天赋，我们天生就会跑、适合跑、擅长跑。甚至在某种程度上这具身体就是为了跑步而生的，卓越的散热系统、高效的双腿迈进、糖原和脂肪的持续供能，这些天赋都可以让人长距离奔跑。跑步是一种非常典型的有氧运动方式，此时身体主要的能量来源就是氧化能系统。通过充分氧化肌糖原提供能量，能够让血糖长时间维持在一个正常范围，维持身体的状态。

训练者可以粗略用心率判断供能系统：能持续较长时间、还能正常说话的强度，大致在最大心率的 50%–70%；只能说出短句、很快气喘的强度约在 70%–85%；冲到 85% 以上、只能维持很短时间，就转为无氧供能为主。140–160 次/分只是很多年轻人的常见慢跑区间，实际要按年龄和个体最大心率换算。除了增加热量的消耗外，每种运动的类型都有一定的功能性，会造成身体在某方面的适应。

2.1 有氧训练和燃烧脂肪

有减脂需求的训练者在去健身房上私教课的时候，总会在做完力量训练后被教练勒令去跑步20分钟。这并不是因为跑步时由氧化能系统供能，会在消耗完血糖后纯粹的燃烧脂肪。研究表明每天身体内供能的比例基本固定，即使一段时间脂肪供能比例提高，在其余时间身体会找回这个平衡，这被称为补偿效应。

有氧训练对身体的负担小，由于供能方式的改变，与力量训练有相对短暂的时长不同，有氧训练可以长时间的维持。所以虽然在单位时间内，消耗热量的能力不如高强度的力量训练，但却可以用时间来弥补这个不足。有氧运动对减脂的帮助在于提升了热量消耗的总量，并不是供能方式的特点。

2.2 两种训练的顺序安排

之所以需要在力量训练后安排有氧训练，是因为在长时间有氧训练后，身体感到疲劳，会极大影响力量训练的表现。但是反过来影响就没有那么大，低强度运动完全可以通过毅力来完成。此外由于供能方式的区别，力量训练的无氧供能系统并不能将体内的糖原用尽，随后进行有氧训练就不担心能量不足。

对于时间允许的人，我推荐将两项运动分开完成，在力量训练后休息2-3小时，再以饱满的状态去进行有氧训练。减脂的核心在于长期的热量差，而不是一次运动的效果。身体状态更好，就可以运动表现更好，可以跑得更快、更远、时间更长，那么运动的效果也就更好。

3. HIIT时的供能

HIIT是高强度间歇训练（High-intensity Interval Training，HIIT）的缩写。因为这种运动方式时间短暂、热量消耗剧烈、减脂效果明显而被很多人关注。从训练目的和训练效果看，HIIT应该属于有氧训练的范畴，通过训练可以极大地增加最大摄氧量（VO2max）。但训练的内容又接近无氧运动，大量的依赖乳酸能系统供能。

HIIT简单来说就是挑选几个动作，竭尽全力的运动后休息，没有完全恢复就开始下一轮运动。高强度和间歇是解读这一运动方式两个关键词，能否做对主要集中在这两点。

• 高强度的动作主要指的是爆发性的力量动作，例如甩战绳、波比跳、冲刺跑、火箭跳、跳箱这样的全身复合动作，由快肌（白肌、II 型肌）大量参与，在短时间内爆发出大功率。速度慢和强度低的运动都不应该被当做HIIT的组成部分。
• 间歇指的是高低强度反复循环，而不是像普通运动一样长期维持同一种训练强度。一般高强度训练的时间会在1分钟以内，训练者需要竭尽全力做标准动作。能维持强度1分钟以上则说明动作选择或者投入程度有问题。休息可以是完全停止运动也可以降低运动强度，例如由冲刺跑和慢跑交替进行的HIIT。休息时间一般很短，不应该超过1分钟，让身体在没有完全恢复的情况下进行下一次练习才能达到HIIT的要求。

由此可见真正的HIIT对训练者的身体素质和心理素质要求非常高：即使在休息期间，肌肉和运动器官得到了休息，但是循环系统和心血管系统仍然会处于激烈的活动状态，并在整个HIIT过程中一直维持。为此HIIT需要将心率保持在最大心率的85%-100%之间，而不是稳态有氧训练的50%-70%之间。

爆发力训练动作可以调动大量包括快肌在内的运动单位，充分的让肌肉收缩并起到全身的锻炼作用。所以与普通的有氧训练相比，HIIT还能够像力量训练一样刺激到肌肉力量，以及更强劲的后燃效应。只不过爆发力的基础是力量本身，爆发力的训练也只是更好使用已有的肌力，并不能提升最大力量。HIIT对有一定力量基础的训练者来说，并不会有很好的力量提升效果。

使用HIIT训练的好处包括节省时间，同时锻炼爆发力和心肺功能，结合后燃效应热量消耗大。但并不适合没有力量基础和心肺耐力差的训练者，因为正确完成爆发力动作对基础力量的要求很高，耐力差的人更应该去跑步而不是玩命。HIIT是针对身体素质已经很好的，需要进一步提高、丰富训练手段、快速燃烧热量的中、高阶段训练者。训练者应该将眼光放长远，长期的训练习惯和健康的饮食方式比什么都重要。类似Tabata和HIIT这样的间歇运动方式，可以在适当时候作为训练方式的调剂，而不应该被当做改变一切的压箱底宝贝。

总结

三个供能系统不是三个开关，而是随着强度和时长此消彼长：几分钟内的爆发靠 ATP-CP，几十秒的硬仗靠糖酵解，长时间的稳态靠氧化。由此能推出训练里最实用的几条：大重量组间休息三到五分钟不算浪费，一次力量训练控制在四十分钟到一小时，力量安排在有氧之前，有氧减脂靠的是总消耗而不是所谓的燃脂区间。HIIT 是调剂品，它对基础力量和心肺的要求比宣传里说的更高。

参考资料

以下编号与正文上标一一对应；每条注明研究类型，点击链接可查看原文。

1. 随机对照试验 Parise G, Mihic S, MacLennan D, Yarasheski KE, Tarnopolsky MA. Effects of acute creatine monohydrate supplementation on leucine kinetics and mixed-muscle protein synthesis. Journal of Applied Physiology. 2001;91(3):1041–1047. PubMed
2. 立场声明 Grgic J, Pedisic Z, Querido A, et al. International Society of Sports Nutrition position stand: sodium bicarbonate and exercise performance. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2021;18:61. PubMed