人體能量代謝：有氧、無氧及缺氧代謝的影響
- 功醫小助教
- 2022年3月11日
- 讀畢需時 4 分鐘
已更新：4月16日
人體的能量代謝是一系列複雜的生化過程，主要包括有氧代謝、無氧代謝和缺氧代謝。這些過程對我們的健康、體能以及日常活動的表現有著深遠的影響。了解它們的運作機制及其對身體的正面與負面影響，有助於我們制定更科學的運動與健康管理策略。
目錄：
一、有氧代謝（Aerobic Metabolism）
有氧代謝是人體最主要的能量供應模式，需在充足氧氣的條件下進行，透過三個階段：
糖解作用（Glycolysis）
檸檬酸循環（Krebs Cycle）
電子傳遞鏈（Electron Transport Chain）
這整個過程主要在粒線體中進行，每分子葡萄糖可產生 36–38 個 ATP，效率極高。
正面影響：
增強心肺功能：提升最大攝氧量（VO₂ max），改善血液循環與肺功能。
促進脂肪燃燒：主要動用脂肪作為能量來源，有助於體重管理。
提高耐力與恢復力：提升肌肉中的粒線體密度，促進代謝彈性。
可能的負面影響：
過度訓練風險（Overtraining Syndrome）：可能引發免疫抑制、焦慮或睡眠障礙。
自由基累積與氧化壓力：長時間激烈運動可能造成細胞損傷。
關節耗損：特別是跑步等地面衝擊運動，易加速關節磨損。
二、無氧代謝（Anaerobic Metabolism）
無氧代謝在氧氣供應不足時進行，僅透過糖解作用快速產生能量，但效率低，每分子葡萄糖僅產生 2 個 ATP，並產生乳酸為副產物。此代謝途徑是短時間高強度運動（如舉重、短跑）的主要能量來源。
正面影響：
增加爆發力與速度：刺激快肌纖維（Type II fibers）生長與活性。
促進肌肉生長與張力：提高肌肉橫截面積與神經肌肉控制。
改善抗乳酸能力：提升肌肉對酸性環境的耐受力。
可能的負面影響：
乳酸積聚：造成肌肉痠痛、疲勞與運動中斷。
短時限能量系統：無法維持長時間的運動。
三、缺氧代謝（Hypoxic Metabolism）
缺氧代謝多發生於：
高海拔地區
重度運動後恢復期
當氧氣供應量降低但尚未完全中止，細胞會產生代償機制，以維持最低能量需求，並刺激促紅血球生成素（EPO）分泌。
正面影響：
提升紅血球與血紅素含量：改善氧氣運輸與肌肉耐力。
代謝彈性增強：能迅速切換代謝模式，應對環境與壓力變化。
運動員訓練策略：如間歇性低氧訓練（IHT）可提高耐力與表現。
可能的負面影響：
神經與心血管壓力：長期缺氧可能損傷腦部與心肌。
過度氧債：導致頭暈、認知下降與表現不穩。
四、外源性補充劑調控代謝
透過前文的介紹，我們已經了解了有氧代謝、無氧代謝與缺氧代謝對於運動表現的影響與生理特性。在經典運動生理學中，能量代謝通常分為三大系統：ATP-PC系統、乳酸系統（無氧）、以及有氧系統。這些系統會根據運動的時間與強度發揮不同的功能，並且彼此之間並非完全獨立，而是交錯協同進行。
ATP-PC系統（磷酸系統）：瞬發型能量（0–10秒）
乳酸系統（無氧糖解）：短時間中高強度（10秒–2分鐘）
有氧系統（氧化磷酸化）：長時間中低強度（>2分鐘）
接下來，我們將討論外源性補充劑如何針對這些代謝系統進行優化。在運動與代謝負荷提升時，合理補充某些營養素與功能分子，有助於緩解氧化壓力、延緩疲勞、優化能量系統運作
以下是實證支持的補充劑：
抗氧化劑（維生素 C、E、β-胡蘿蔔素）
適用代謝類型： 有氧
減少自由基與脂質過氧化傷害
預防慢性氧化壓力導致的肌肉疲勞與細胞老化
電解質（鉀、鈉、鎂）
適用代謝類型： 所有類型
維持水分平衡與神經傳導
預防抽筋、心律不整、肌肉功能失常
碳水化合物（Carbs）
適用代謝類型： 無氧
延長運動持續性
抑制蛋白質分解
減少乳酸積聚與疲勞感
蛋白質與支鏈氨基酸（BCAAs）
適用代謝類型： 無氧
促進肌肉修復與生長
降低運動後肌肉痠痛（DOMS）
鐵質（Iron）
適用代謝類型： 缺氧
提升血紅素合成，改善血氧運輸
對於貧血女性與素食運動者尤其重要
氫分子（Molecular Hydrogen, H₂）
適用代謝類型： 全類型（有氧／無氧／缺氧）
有氧：減少粒線體氧化壓力，延長耐力表現
無氧：降低乳酸產量，改善爆發力維持性
缺氧：保護神經細胞與心肌，減少缺氧引起的發炎與損傷
理解能量代謝，是提升健康與運動表現的關鍵一步
人體能量代謝的三大主軸——有氧、無氧與缺氧代謝，並非彼此分離、互不相干的孤立路徑，而是根據運動的強度與時間不斷交錯與轉換的動態系統。從短時間爆發力，到長時間耐力，再到氧氣供應受限下的應急代償，每一種代謝方式都蘊藏著我們身體適應環境與挑戰的智慧機制。
在現代運動科學與功能醫學的觀點中，對這些代謝過程的掌握，不再只是為了比賽表現，更是促進健康、延緩老化與預防慢性疲勞的核心知識。而這其中，藉由科學實證支持的補充劑（如維生素C、BCAA、鐵、氫分子等）進行針對性支持，更能進一步優化代謝效率、減少自由基傷害，並改善運動後恢復品質。
