1、第第1章章 运动的能量代谢运动的能量代谢授课教师：田吉梅授课教师：田吉梅 能量代谢能量代谢(energy metabolism)：在生物体在生物体物质代谢过程中伴随的能量的贮存、释放、物质代谢过程中伴随的能量的贮存、释放、转移和利用。转移和利用。第一节、第一节、肌肉活动的能量来源肌肉活动的能量来源 一、能量的直接来源：一、能量的直接来源：ATP （一）（一）ATP的分解放能的分解放能 （二）（二）ATP的再合成吸能的再合成吸能 （三）（三）ATP的分解与再合成的关系的分解与再合成的关系（一）（一）ATP的分解放能的分解放能 ATPATP由腺嘌呤核苷酸再加上两个磷酸衍生而来，由腺嘌呤核苷酸再加上
2、两个磷酸衍生而来，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。ATP的分解放能，实际上是被酶断的分解放能，实际上是被酶断开末端高能磷酸键，即：开末端高能磷酸键，即：ATP 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ATP分分解释放的能量供肌肉收缩克服阻力来解释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。做功，以实现化学能向机械能的转化。ATP酶(二二)ATP的合成过程：的合成过程：机体活动一开始，机体活动一开始，ATP迅速分解，由于迅速分解，由于ATP贮量贮量有限，有限，CP便迅
3、速分解补充便迅速分解补充ATP：CP+ADP C+ATP CP贮量贮量也有限也有限，三大能源物质的分解供能合成三大能源物质的分解供能合成ATP：糖糖 脂肪脂肪 能量能量+ADP+Pi+O2 CO2+H2O+ATP蛋白质蛋白质 二、能量的间接来源糖、脂肪和蛋二、能量的间接来源糖、脂肪和蛋白质白质 （一）糖代谢（一）糖代谢 （二）脂肪代谢（二）脂肪代谢 （三）蛋白质代谢（三）蛋白质代谢 （四（四)营养物质的消化与吸收营养物质的消化与吸收（一）糖代谢（一）糖代谢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60%的能量由糖提供的能量由糖提供;构建细胞的组成成分；构建细胞的组成成分；糖是机
4、体最主要，来源最经济，供能又快速的能源糖是机体最主要，来源最经济，供能又快速的能源物质。物质。1克糖在体内彻底氧化可产生克糖在体内彻底氧化可产生17.17千焦千焦(4.1千卡千卡)热能。机体正常情况下有热能。机体正常情况下有60%的热能由糖来提的热能由糖来提供。运动时糖供能的比例更大，更重要。供。运动时糖供能的比例更大，更重要。2 2、糖在体内的代谢过程、糖在体内的代谢过程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
5、肉肌肉3.3.糖的分解代谢糖的分解代谢(1)糖酵解糖酵解(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)糖的有氧分解：葡萄糖或糖原在有氧条件糖的有氧分解：葡萄糖或糖原在有氧条件 下，最终氧化成下，最终氧化成CO2和和H2O，并生成，并生成ATP的的 过程称为有氧分解。过程称为有氧分解。1分子的糖原或葡萄糖可分子的糖原或葡萄糖可生成生成3938分子的分子的ATP。糖原糖原葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶AA三羧酸三羧酸循环循环+O+O2 2 CO CO2 2+H+H2 2O+ATPO+ATP(2)(2)糖的无氧分解：葡萄糖或糖原在不需要氧糖的无氧分解：
6、葡萄糖或糖原在不需要氧的情况下分解生成乳酸并释放能量生成的情况下分解生成乳酸并释放能量生成ATPATP的的过程称为糖的无氧分解或酵解。过程称为糖的无氧分解或酵解。糖原糖原葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸+ATP+ATP 1 1分子的糖原或葡萄糖可产生分子的糖原或葡萄糖可产生3-23-2分子的分子的ATPATP，可利用的热能不到糖分子结构中总热能，可利用的热能不到糖分子结构中总热能的的5%5%，其意义在于满足剧烈运动时快速供能其意义在于满足剧烈运动时快速供能的短时间需要。的短时间需要。3.糖的储备与运动能力糖的储备与运动能力 运动性疲劳或过度性训练的原因之一是体内肌运动性疲劳或过度性训练的原因之
7、一是体内肌糖原的耗竭，所以在大于糖原的耗竭，所以在大于1 1小时的运动适量补充糖，小时的运动适量补充糖，可通过提高血糖水平，增加运动中糖的氧化供能、可通过提高血糖水平，增加运动中糖的氧化供能、节约肌糖原的损耗，减少脂肪酸和蛋白质的供能比节约肌糖原的损耗，减少脂肪酸和蛋白质的供能比例，可使运动的耐受时间延长，延缓疲劳发生，提例，可使运动的耐受时间延长，延缓疲劳发生，提高运动能力。合理膳食与适宜运动训练相结合是提高运动能力。合理膳食与适宜运动训练相结合是提高机体糖原储备的有效途径。高机体糖原储备的有效途径。（三）脂肪代谢（三）脂肪代谢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
8、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；对内脏和机体起着保护垫和热垫的作用。对内脏和机体起着保护垫和热垫的作用。脂肪脂肪脂肪酸脂肪酸(氧化氧化)乙酰辅酶乙酰辅酶AA三羧酸循环三羧酸循环+O+O2 2 COCO2 2+H+H2 2O+ATPO+ATP2、脂肪在体内的代谢过程磷酸甘油脂磷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（四）蛋白质代谢（四）蛋白质代谢1.蛋白质的生物
9、学功能蛋白质的生物学功能蛋白质是构成细胞结构最主要的原料；蛋白质是构成细胞结构最主要的原料；调节机体生理功能；调节机体生理功能；氧化供能（参与供能的氨基酸只有氧化供能（参与供能的氨基酸只有6种）。种）。一般情况下不作为主要供能物质。一般情况下不作为主要供能物质。2、蛋白质在体内的代谢过程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（五）、糖、脂肪、蛋白质代谢的关系蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸氨基转移氨基转移或脱氨基或脱氨基乙酰辅酶乙酰辅酶A丙酮酸丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘
10、油醛6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖脂肪脂肪甘油甘油+脂肪酸脂肪酸 氧化氧化草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸 酮戊二酮戊二酸酸乳酸乳酸糖原糖原ATPATPATPATPATPMargariaMargaria计算了体内能源物质最大供能的总容量计算了体内能源物质最大供能的总容量和输出功率，并比较了它们之间各自特点，把供和输出功率，并比较了它们之间各自特点，把供ATPATP再再合成的能源物质按无氧功能和有氧供能分成了三个系合成的能源物质按无氧功能和有氧供能分成了三个系统。即磷酸原系统、乳酸能系统和有氧氧化系统（图统。即磷酸原系统、乳酸能系统和有氧氧化系统（图1 15 5）肌肉活动能量供应的三个系统肌肉
11、活动能量供应的三个系统一、磷酸原系统一、磷酸原系统v概念：通常是指概念：通常是指ATPATP和磷酸肌酸（和磷酸肌酸（CPCP）组成的系统，）组成的系统，由于二者的化学结构都属于高能磷酸化合物，故称由于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（为磷酸原系统（ATPCPATPCP系统）。系统）。v供能特点：供能总量少，持续时间短，功率输出最供能特点：供能总量少，持续时间短，功率输出最快，不需要氧，不产生乳酸等类中间产物。快，不需要氧，不产生乳酸等类中间产物。v磷酸原系统主要供能的运动项目：高功率输出项目，磷酸原系统主要供能的运动项目：高功率输出项目，如短跑、投掷、跳跃、举重等运动项目。
12、如短跑、投掷、跳跃、举重等运动项目。二、二、无氧糖酵解（乳酸）系统无氧糖酵解（乳酸）系统 v概念：乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细胞浆内无概念：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氧分解生成乳酸过程中（又称酵解），（又称酵解），再合成再合成ATPATP的能量系统。的能量系统。v供能特点：供能总量较磷酸原系统多，持续时间较供能特点：供能总量较磷酸原系统多，持续时间较 短，功率输出次之，不需要氧，终产物是导致疲劳短，功率输出次之，不需要氧，终产物是导致疲劳的物质的物质乳酸。乳酸。v衡量乳酸能系统供能能力的常用指标：血乳酸。衡量乳酸能系统供能能力的常用指标：血乳酸。v乳酸能系统主
13、要供能的运动项目：乳酸能系统主要供能的运动项目：1 1分钟高功率输分钟高功率输出出 项目，如项目，如400400米跑、米跑、100100米游泳等。米游泳等。v概念：指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化成概念：指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化成H H2 2O O和和COCO2 2的过程中，再合成的过程中，再合成ATPATP的能量系统。的能量系统。v供能特点：供能特点：ATPATP生成总量很大，但速率很低，持续生成总量很大，但速率很低，持续时间很长，需要氧的参与，终产物是时间很长，需要氧的参与，终产物是H H2 2O O和和COCO2 2，不，不产生乳酸类的副产品。产生乳酸类的副产品。v评定有氧工
14、作能力的指标：最大摄氧量和无氧阈等。评定有氧工作能力的指标：最大摄氧量和无氧阈等。三、有氧氧化系统三、有氧氧化系统能源物质的消化与吸收能源物质的消化与吸收1、消化与吸收的概念、消化与吸收的概念2、营养物质在体内消化过程概述、营养物质在体内消化过程概述3、物质吸收的主要部位、物质吸收的主要部位4、主要营养物质的吸收、主要营养物质的吸收5、肌肉运动对消化吸收功能的影响、肌肉运动对消化吸收功能的影响1、消化与吸收的概念、消化与吸收的概念消化消化 digestion)食物进入消化道后由大分食物进入消化道后由大分子物质分解成能被吸收的小分子物质的过子物质分解成能被吸收的小分子物质的过程。程。物理性消化物
15、理性消化化学性消化化学性消化依靠消化管肌肉的收缩依靠消化管肌肉的收缩依靠各种消化酶的分解依靠各种消化酶的分解消化消化物理过程物理过程生理过程生理过程依靠扩散、滤过、渗透等依靠扩散、滤过、渗透等依靠细胞膜上载体的作用依靠细胞膜上载体的作用吸收吸收 吸收吸收(absorption)：食物经消化后形成的小分：食物经消化后形成的小分子物质，以及维生素、无机盐和水通过消化道子物质，以及维生素、无机盐和水通过消化道粘膜上皮细胞进入血液或淋巴液的过程。粘膜上皮细胞进入血液或淋巴液的过程。2 2、营养物质在体内消化过程概述、营养物质在体内消化过程概述口腔内消化口腔内消化v食物在口腔内主要依靠咀嚼食物在口腔内主
16、要依靠咀嚼运动被磨碎，并与唾液充分运动被磨碎，并与唾液充分混合形成食团。唾液中含有混合形成食团。唾液中含有少量淀粉酶可对淀粉进行初少量淀粉酶可对淀粉进行初步消化。步消化。淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖唾液淀粉酶唾液淀粉酶胃内消化胃内消化v食物在胃内借胃壁肌肉运食物在胃内借胃壁肌肉运动与胃液混合，继续进行动与胃液混合，继续进行机械性消化和化学性消化。机械性消化和化学性消化。v胃内起化学性消化作用的胃内起化学性消化作用的是胃液中的是胃液中的盐酸盐酸和和胃蛋白胃蛋白酶酶。其中盐酸为胃蛋白酶其中盐酸为胃蛋白酶提供酸性环境提供酸性环境并能引起促并能引起促胰液素的分泌。胃蛋白酶胰液素的分泌。胃蛋白酶可将蛋白质可将蛋
17、白质水解水解成成更小分更小分子多肽。子多肽。vHCl的主要作用的主要作用A.激活胃蛋白酶，并为其提供适宜的催化环境（激活胃蛋白酶，并为其提供适宜的催化环境（pH：2.0）；）；B.促使蛋白质变性，使之易于消化；促使蛋白质变性，使之易于消化；C.杀菌；杀菌；D.HCl进入小肠，引起胰泌素和缩胆囊素的释进入小肠，引起胰泌素和缩胆囊素的释 放，进而促进胰液、胆汁、小肠液的分泌；放，进而促进胰液、胆汁、小肠液的分泌；E.造成小肠上段的酸性环境造成小肠上段的酸性环境,与钙、铁形成可溶性盐，与钙、铁形成可溶性盐，促使其吸收。促使其吸收。粘液粘液-碳酸氢盐屏障碳酸氢盐屏障：保护胃粘膜免遭：保护胃粘膜免遭 机
18、械、机械、H H+和胃蛋白酶的损伤。和胃蛋白酶的损伤。紧密连接：阻止紧密连接：阻止H H+对胃粘膜损伤对胃粘膜损伤胃排空1.概念：概念：食糜由胃排入十二指肠的过程。食糜由胃排入十二指肠的过程。v不同成份和性状的食物排空速度不一。不同成份和性状的食物排空速度不一。糖糖蛋白质蛋白质脂肪脂肪小肠内消化小肠内消化胰液是所有消化液中胰液是所有消化液中消化力消化力最强最强小肠内的消化消化液消化液 分泌量（分泌量（ml/dml/d）PHPH值值 主要消化酶主要消化酶 消化作用消化作用1.唾液唾液 1000-1500 6.6-7.1 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 2.胃液胃液 1500-250
19、0 0.9-1.5 胃蛋白酶胃蛋白酶 蛋白质蛋白质 胨、胨、shi 3.小肠液小肠液 1000-3000 7.6 肠淀粉酶肠淀粉酶 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 肠麦芽糖酶肠麦芽糖酶 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 肠脂肪酶肠脂肪酶 脂肪脂肪 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 肠肽酶肠肽酶 多肽多肽 氨基酸氨基酸4.胰液胰液 1000-1500 7.8-8.4 胰淀粉酶胰淀粉酶 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 糖糖 胰脂肪酶胰脂肪酶 脂肪脂肪 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 胰蛋白酶胰蛋白酶 蛋白质蛋白质 多肽、氨基酸多肽、氨基酸5.胆汁胆汁 800-1000 6.8-7.4？乳化脂肪乳化脂肪表表1 1 各种消化液的分泌量和
20、主要消化作用各种消化液的分泌量和主要消化作用3、物质吸收的主要部位口腔和食管口腔和食管胃胃小肠小肠大肠大肠基本不吸收基本不吸收只吸收酒精和少量水分只吸收酒精和少量水分绝大部分营养物质在此吸收，绝大部分营养物质在此吸收，是物质吸收的主要部位是物质吸收的主要部位吸收盐类和剩余水分吸收盐类和剩余水分小肠内的吸收吸收面积大吸收面积大；消化产物在小肠内停留时间长；消化产物在小肠内停留时间长；肌肉运动对消化吸收功能的影响肌肉运动对消化吸收功能的影响1.1.运动运动骨骼肌血流增加骨骼肌血流增加胃肠道血流减少胃肠道血流减少消化腺分泌减弱消化腺分泌减弱胃肠运动减弱胃肠运动减弱基础代谢基础代谢（一）概念（一）概念
21、 基础代谢基础代谢基础状态（清醒、空腹（进食后基础状态（清醒、空腹（进食后1214h）、）、静卧、安静、无精神紧张、室温静卧、安静、无精神紧张、室温2025 ）下的）下的能量代谢。能量代谢。基础代谢率：基础代谢率：基础状态下，单位时间内的能量代谢。基础状态下，单位时间内的能量代谢。以单位体表面积以单位体表面积衡量衡量BMRv基础代谢率随性别基础代谢率随性别、年龄等不同而有生理变、年龄等不同而有生理变化。化。基础代谢率的相对数值基础代谢率的相对数值BMR=（实测值正常值）（实测值正常值）/正常值正常值100正常范围：正常范围：10%15%BMR+20为异常为异常意义：辅助诊断甲状腺疾病意义：辅助诊断甲状腺疾病Go Ahead!Fly higher!
