1、第二章第二章 能量代谢能量代谢第一节第一节.人体能量的供给人体能量的供给第二节第二节.人体能量代谢的测定人体能量代谢的测定第三节第三节.运动状态下的能量代谢运动状态下的能量代谢 一、一、ATPATP与与ATPATP稳态稳态 （一）（一）ATPATP是能量代谢的重要媒介是能量代谢的重要媒介 既是能量的供体又是能量的受体，既是能量的供体又是能量的受体，可将机体提供能量的化学反应和利用能可将机体提供能量的化学反应和利用能量的生命活动耦联，是能量代谢的重要量的生命活动耦联，是能量代谢的重要媒介媒介（二）（二）ATPATP的分解放能的分解放能 ATPATP由腺嘌呤核苷酸再加上三个磷酸衍生而来，由腺嘌呤核
2、苷酸再加上三个磷酸衍生而来，后面的两个磷酸之间的键称为高能磷酸键，可以贮后面的两个磷酸之间的键称为高能磷酸键，可以贮存或释放能量。存或释放能量。ATPATP的分解放能，实际上是被酶断开末端的分解放能，实际上是被酶断开末端高能磷酸键，即：高能磷酸键，即：ATP ADP+PiATP ADP+Pi+能能 肌肉收缩就是利用肌细胞内肌肉收缩就是利用肌细胞内ATPATP分解释分解释放的能量供肌肉收缩克服阻力来做功，以放的能量供肌肉收缩克服阻力来做功，以实现化学能向机械能的转化。目前肯定的实现化学能向机械能的转化。目前肯定的是，这种能量转化的部位就在是，这种能量转化的部位就在肌球蛋白横肌球蛋白横桥于肌动蛋白
3、的结合位点。桥于肌动蛋白的结合位点。ATP酶 正常细胞正常细胞ATPATP浓度较低；浓度较低；合成方式较多：合成方式较多：1.1.无氧条件下无氧条件下CPCP分解、糖酵解合成分解、糖酵解合成2.2.有氧条件下，三大能源物质有氧氧化合成有氧条件下，三大能源物质有氧氧化合成 机体在能量转换的过程中维持其机体在能量转换的过程中维持其ATPATP含量恒定的现含量恒定的现象称为象称为ATPATP稳态。稳态。1.1.糖的生物学功能糖的生物学功能 供给能量供给能量机体机体50-70%50-70%的能量由糖提供的能量由糖提供;细胞结构成分；细胞结构成分；调节脂肪酸代谢；调节脂肪酸代谢；节约蛋白质供能。节约蛋白
4、质供能。肝糖原肝糖原组织氧化组织氧化COCO2 2+H+H2 2O O肌糖原肌糖原 乳酸乳酸 COCO2 2+H+H2 2O O葡萄糖小肠小肠血液血液葡萄糖葡萄糖80-120mg/100ml80-120mg/100ml乳酸乳酸肝肝肌肉肌肉(1)(1)糖酵解糖酵解(2)(2)有氧氧化有氧氧化无无氧氧酵酵解解有有氧氧氧氧化化糖的分解代谢糖的分解代谢1.1.脂肪代谢的生物学功能脂肪代谢的生物学功能 氧化供能氧化供能是机体内能量贮存库。是机体内能量贮存库。构建细胞的组成成分；构建细胞的组成成分；促进脂溶性维生素的吸收与利用；促进脂溶性维生素的吸收与利用；对机体的保护作用。对机体的保护作用。磷酸甘油脂磷
5、酸甘油脂糖异生糖异生脂肪小肠小肠血液血液肝肝肌肉肌肉甘油甘油 +脂肪酸脂肪酸-氧化氧化 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 三羧酸循环三羧酸循环 ATPATP脂肪脂肪脂肪组织脂肪组织1.1.蛋白质的生物学功能蛋白质的生物学功能 构成和修补机体组织。构成和修补机体组织。调节机体生理功能；调节机体生理功能；氧化供能氧化供能蛋白质血液血液肝肝肌肉肌肉 氨基酸氨基酸 相应的相应的酮酸酮酸+氨基氨基 乙酰辅酶乙酰辅酶A 三羧酸循环三羧酸循环 ATP组织蛋白质脱氨基脱氨基氨基氨基尿素尿素肾尿小肠小肠二、二、ATPATP的合成过程：的合成过程：（一）磷酸原系统（一）磷酸原系统 概念：指概念：指ATPATP和磷酸肌酸（和
6、磷酸肌酸（CPCP）组成的系统，由于）组成的系统，由于二者的化学结构都属于高能磷酸化合物，故称为二者的化学结构都属于高能磷酸化合物，故称为磷酸原系统。磷酸原系统。机体活动一开始，机体活动一开始，ATPATP迅速分解，由于迅速分解，由于ATPATP贮量贮量有有限，限，CPCP便迅速分解补充便迅速分解补充ATPATP：ATP ADP+PiATP ADP+Pi CP+ADP C+ATP CP+ADP C+ATP 供能特点：供能总量少，持续时间短（供能特点：供能总量少，持续时间短（6-8s6-8s），），功率输出最快，不需要氧，不产生乳酸。功率输出最快，不需要氧，不产生乳酸。主要供能项目：高功率输出项
7、目，如短跑、投主要供能项目：高功率输出项目，如短跑、投掷、跳跃、举重等运动项目。掷、跳跃、举重等运动项目。二、二、ATPATP的合成过程：的合成过程：（二）糖酵解系统（乳酸能系统）（二）糖酵解系统（乳酸能系统）概念：乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细胞浆内概念：乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中（又称酵解），再合成无氧分解生成乳酸过程中（又称酵解），再合成ATPATP的能量系统。的能量系统。在三大能源物质中，只有糖能够直接在相对缺氧在三大能源物质中，只有糖能够直接在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成的条件下（不完全氧化）合成ATP.ATP.供能特点：供能总量较多，持续时间较
8、短（供能特点：供能总量较多，持续时间较短（2-3min2-3min），），功率输出较大，不需要氧，生成乳酸。功率输出较大，不需要氧，生成乳酸。主要供能项目：主要供能项目：1 1分钟高功率输出项目，如分钟高功率输出项目，如400400米跑、米跑、100100米游泳等米游泳等,2-3 2-3分的最大强度运动，如分的最大强度运动，如800800米、米、15001500米跑米跑 。二、二、ATPATP的合成过程：的合成过程：（三）有氧氧化系统（三）有氧氧化系统 概念：指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化释概念：指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化释放能量再合成放能量再合成ATPATP的能量供应系统。的能量
9、供应系统。糖糖 脂肪脂肪 能量能量+ADP+Pi+O+ADP+Pi+O2 2 CO CO2 2+H+H2 2O+ATPO+ATP 蛋白质蛋白质 供能特点：供能特点：ATPATP生成总量最大，供能速率最低，持续生成总量最大，供能速率最低，持续时间最长（肌糖原时间最长（肌糖原3-5min3-5min，脂肪，脂肪1-2h1-2h），需氧的），需氧的参与，不产生乳酸。参与，不产生乳酸。主要供能项目：中长跑、长时间中等强度运动主要供能项目：中长跑、长时间中等强度运动物质分解释放能量最终去路：物质分解释放能量最终去路：细胞合成代谢中储存的化学能（储备能）细胞合成代谢中储存的化学能（储备能）肌肉收缩完成的机
10、械外功肌肉收缩完成的机械外功 热能（热能（60%60%以上）以上）?一、能量代谢的测定原理与方法一、能量代谢的测定原理与方法 测定原理：能量守恒定律测定原理：能量守恒定律 测定方法：直接测热法测定方法：直接测热法 气体代谢法气体代谢法 具体要求：三种营养物质的热价具体要求：三种营养物质的热价 三种营养物质各氧化了多少三种营养物质各氧化了多少 1.肌肉活动 2.环境温度 3.食物特殊动力作用 4.精神和情绪活动 5.其他因素 基础代谢率随年龄、性别不同而有生理变化，其他条件相同时，男性的基础代谢率平均比女性高，幼儿比成人高。年龄越大，基础代谢率越低。一、能量代谢对急性运动的反应一、能量代谢对急性
11、运动的反应（一）急性运动时的无氧代谢（一）急性运动时的无氧代谢磷酸原系统磷酸原系统无氧代谢的非乳酸成分无氧代谢的非乳酸成分糖酵解供能系统糖酵解供能系统无氧代谢的乳酸成分无氧代谢的乳酸成分（二）急性运动时的有氧氧化（二）急性运动时的有氧氧化有氧氧化系统有氧氧化系统（三）急性运动中能量代谢的整合（三）急性运动中能量代谢的整合 大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同完并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同完成能量需求。（表成能量需求。（表2-62-6）以运动模式、运动持续时间和强度不同，三种供以运动模式、运动持续
12、时间和强度不同，三种供能系统都参与能量供应，只不过各自在总体能量能系统都参与能量供应，只不过各自在总体能量供应中所占的比例不同而已。（图供应中所占的比例不同而已。（图2-62-6）二、能量代谢对慢性运动的适应二、能量代谢对慢性运动的适应 慢性运动可以通过上调供能系统的酶活性，使急性慢性运动可以通过上调供能系统的酶活性，使急性运动的调节更加敏感，加速能源物质和各代谢调节运动的调节更加敏感，加速能源物质和各代谢调节系统的恢复，促进疲劳消除。系统的恢复，促进疲劳消除。慢性运动对能量代谢的影响还可以用运动或能量节慢性运动对能量代谢的影响还可以用运动或能量节省化反映。（图省化反映。（图2-82-8）补充
13、：不同体力活动项目的能量代谢特补充：不同体力活动项目的能量代谢特点点 田径项目，随距离延长，有氧供能比例增多，能田径项目，随距离延长，有氧供能比例增多，能耗量也增多。耗量也增多。篮球、足球等球类项目低、中、高强度运动并存，篮球、足球等球类项目低、中、高强度运动并存，各供能系统均参与供能，比例以强度而定。各供能系统均参与供能，比例以强度而定。四、与运动相关的能量代谢的检测与评价四、与运动相关的能量代谢的检测与评价 磷酸原系统：磷酸原系统：骨骼肌运动前后的骨骼肌运动前后的ATPATP、CPCP的变化的变化 功率与血乳酸增值的比值功率与血乳酸增值的比值 糖酵解系统：糖酵解系统：运动前后丙酮酸或乳酸变化运动前后丙酮酸或乳酸变化 做工量与血乳酸增值做工量与血乳酸增值 有氧氧化系统：有氧氧化系统：运动前后运动前后ATPATP合成速率及量的变化合成速率及量的变化 最大摄氧量最大摄氧量
