能量系統

人體之所以能產生活動，除了因為有神經系統的訊號傳送，也需要能量系統來提供能量讓肌肉產生力量。

肌肉透過收縮產生力量，而要令肌肉收縮的「燃料」，稱為「三磷酸腺苷」（Adenosine Triphosphate (ATP)） ，即引導能量予肌肉收縮的單位。

不論是以甚麼單位吸收的食物或營養素（脂肪、糖份、碳水化合物、諸如此類可以放進口的東西），最後要促成肌肉收縮，都必須轉化成ATP。

ATP在肌肉內儲存的用量大約只足夠應付四秒，因此，如何補給ATP在肌肉中持續收縮,則是能量消耗的重點研究。

有氧能量系統／氧化系統

日常生活中最常用到的能量系統，依賴氧氣作為燃料，只需少量肝醣而不消耗肌醣。

氧化系統所能提供的力量是最低的，但能維持的時間也是最長的。氧化系統主要的燃料來自脂肪，所以一般人所謂「有氧運動可以消脂」的概念來自於此。

無氧能量系統／磷酸原系統

磷酸原系統，又稱又稱ATP-PCr 或ATP-CP系統，首先當肌肉使用了ATP後，便以ADP（雙磷酸腺苷） 和磷酸肌酸 重新填補成為ATP

所以全名是ATP-PCr系統而不僅是ATP系統， 而一般而言II型肌纖維會有更高濃度的磷酸原

整個系統可持續30-35秒，肌肉糖原分解為丙酮酸和乳酸，通過厭氧糖酵解產生更多的ATP。

整個系統並不涉及氧氣運作，所能提供能量的時間亦是最短的，但所能提供的力量也是最高的。如果所執行的動作不涉及如此高的力量，一般並不會用得上。

氧化代謝系統／醣酵解系統

由完全無氧到完全用氧的系統中間，有一個稱為氧化代謝系統的能量系統，也有被稱為「乳酸系統」，然而以往的概念是乳酸的出現會導指力竭的情況，而事實是，乳酸的出現令到身體促成更多的ATP而不是妨礙。

醣酵解系統的運作過程比較複雜，涉及整個克雷布斯循環(Krebs Cycle，又稱檸檬酸循環Citric Acid Cycle)。所能提供的力量中等，提供持續時間也大約於15秒至120秒（兩分鐘）上下。

能量系統的使用次序與門檻

三個能量系統雖然也在於提供ATP，但是所能提供的ATP與啟用這些能量系統是有條件的。

1）運動強度

首先，三個系統並不獨立運作，而是取決於當前的身體需要從而決定採用哪一種系統提供的能量。

當運動強度越高，身體便需要召集更多的肌肉纖維收縮以提供所需力量，也就需要更大量的ATP參與。換言之，如果需要高強度的力量輸出，事實上所能維持的時間也極短。（ATP儲備以及磷酸原系統總計也不過40至45秒的輸出）。

這就是說，如果在評估運動強度時，該動作若能持續相同強度超過45秒，也代表相關的訓練動作根本未能觸及「高強度」範圍。因此，在設計高強度訓練時，這一點必須考慮。

2）持續時間

和強度相似的，就是運動的持續時間也影響了能量系統的調配比例。

基於能量系統所能提供的能量有時間限制（即使氧化系統也不是無限時間），所以運動的持續時間越長，能量系統佔據的比例也會由有氧化系統佔大多數。

亦因如此，正如上段所言，如果以氧化系統提供的能量，所能輸出的力量理應是最低的（只在個人的比較下，以及按比例而言）。所以，若果需要針對長時間的運動而提供高強度的輸出（例如長跑當中維持較高速），理論上就是要令最「低」強度的肌肉纖維所輸出的力量都較其他人「高」。

3）動作速度

和強度與時間相似，卻又較小人注意的，是動作的速度本身也會影響能量系統的比例。

正如上一段所指出，如果運動持續的時間越長，理論上強度也會較低。反而言之，如果運動的時間較短，強度也極高的話（例如短途衝刺），也會需要較強的力量輸出。因此，動作的速度也會影響能量系統的比例。

在另一個角度思考，就是說如果動作的速度太慢，其實也會導致所涉及的刺激也會較低，反之，即使運動的強度本身較低，但是要求的速度極高（例如以較輕的啞鈴但快速地重覆動作），則會提升了運動的強度。

力竭的原因

力竭的意思，即無法再繼續用力，即肌肉無法再提供所需要的力量以維持動作，然而，訓練是否成功的重要指標之一（特別在沒有儀器監察的情況下），就是能否達到力竭。了解各個能量系統的使用條件和限制後，那就再稍為深入了解，在運動的甚麼時候會達至力竭？

肌肉收縮次序

基於人體以省力的原則運作，身體召集肌肉收縮的次序也是由最省力的部份開始。最幼小的肌肉纖維即I型肌纖維，最粗壯的肌纖維即IIx型肌纖維。

I型肌纖維擁有較多的氧氣，也就是主要負責「氧化系統」的力量輸出；而IIx型擁有最大的力量（最粗壯的結構），所以主要負責「磷酸原系統」的力量輸出。

當肌肉發現力量不足時，便會召集更多的肌纖維參與，直至相關的肌纖維無法再提供力量輸出（ATP耗盡且未能補充）為止。

基於能量系統的使用條件，力竭的成因主要基於以下三個：

所需力量不足導致力竭（運動強度）
運動時間過長導致力竭（持續時間）
動作速度過高導致力竭（動作速度）

結合肌肉收縮的次序，針對特定的訓練目標，則期望達到以下三種類型的力竭（訓練重覆次數範圍以阻力訓練為例，範圍意指最少要到達的下限和最多不多於的上限，如果無法達到下限即為重量過重；超過上限即是重量過輕）：

肌力力竭

肌力力竭的原因即因為運動強度極高而導致的力竭。這種情況下的主要集中在肌肉力量的即時召集，理想地達到這個訓練範圍的重覆次數為4至6次，組間休息時間為1至2分鐘，亦為最有效提升肌力的訓練。

肌肥大力竭

亦即中等程度的力竭範圍，在肌力與肌耐力之間的平衡範圍（貼近較低重覆次數則較傾向肌力、貼近較高重覆次數則較傾向肌耐力），相對地也會較為針對肌肉尺吋的增長，也是用作維持肌肉力量的訓練目標範圍。

一般指6至12次的重覆次數範圍，涉及的肌肉組群越多，或一些封閉式動力鍊訓練，次數可以較少（6至10次）；涉及的肌肉組群較少，或類似單關節動作等，可以考慮以較多的重覆次數（8至12次）進行，組間休息時間該不多於1分鐘。

肌耐力力竭

亦可視為粒線體力竭，目標是盡量可以用盡所有的肌纖維參與，而又可以維持足夠的強度（強度太低則不會應用IIx型纖維），並刺激粒線體運作，從而誘使粒線體因無法應付相關輸出而複製更多的粒線體於肌肉當中。理想地達到這個訓練效果，則需要重覆至20至25次，並於組間休息不多於1分鐘。

最大肌力與爆發力力竭

相對上述三種力竭情況，最大肌力與爆發力力竭的用意在於測試多於訓練，然而，最大肌力是訓練的終極目標，因為要刺激身體出現「向上適應」的現象，身體必須要進行「超負荷訓練」，簡單而言，就是身體要進步，必需突破上限。

因此，最大肌力與爆發力的測試在一周的訓練課程中應該安排不多於一節相關訓練。緊記一點的是，即使有多種器材持續監察的職業運動員，其最大肌力也不必然是一個準確的數字！肌力表現可以因為多種因素而有影響，因此也不需刻意追求一次一個的標準數字，而需要持續的記錄自己的訓練進度。

最大肌力與爆發力的力竭，測試範圍亦應為4下以內。較安全的測試方法，可以參考不同的1RM換算表，並以4下重覆次數力竭的力量為指標，便可大約了解最大肌力的上限（1RM）。特別是最大爆發力涉及速度與力量的表現，千萬不可輕易以一下重覆次數（1RM Training）作為訓練標準。而為了確保安全，休息時間可以為3至5分鐘。