运动与糖代谢课件

运动与糖代谢概论糖氧化具有耗氧量低、输出功率大等特点。是大强度运动的主要能量来源，在运动供能中占据重要地位。1当以90％－95％最大摄氧量以上强度运动时糖供能占95％左右。2是中等强度运动的主要燃料。3低强度运动中，糖是脂肪氧化供能的引物，并维持血糖的平衡。4任何运动开始、加力、强攻，都需要有糖供能。一、影响肌糖原储量的因素1肌肉部位2肌纤维类型3运动训练水平4饮食第一节肌糖原与运动能力二、影响运动时肌糖原利用的因素（一）运动强度、持续时间1、在90％－95％最大摄氧量以上强度运动时肌糖原消耗速率最大，但其会抑制糖酵解，肌糖原消耗不到原储量的一半。2、在65％－85％最大摄氧量强度长时间运动时，能维持45－200分钟，肌糖原利用速率相当高，消耗量最大。其可分为三个阶段。3、以30％最大摄氧量强度运动时，肌肉主要由脂肪酸氧化供能，很少利用肌糖原。（二）训练水平耐力训练可以提高肌肉氧化糖、脂肪酸的能力。三、肌糖原与运动能力的关系（一）有氧运动能力与肌糖原储量长时间大强度运动中，肌糖原储量直接影响耐力训练和比赛的运动能力。

亚极量强度运动中，肌糖原消耗会导致肌肉疲劳，原因如下：1、肌糖原难以得到及时补充。2、血糖的利用导致低血糖，影响中枢神经系统的能量供应。3、影响脂肪氧化供能。4、脂肪供能比例增加会使运动能力下降。（二）无氧运动能力与肌糖原储量短时间或间歇性极量运动时，一般不会引起糖原耗竭或低血糖。但肌糖原储量过低时，会抑制乳酸生成和降低无氧代谢的能力。对于无氧代谢供能为主的运动项目，比赛前足够的肌糖原储量是必要的。

第二节血糖与运动能力一、概述空腹血糖4.4-6.6mmol/L低血糖<3.8mmol/L高血糖>7.2mmol/L肾糖阈8.8mmol/L（一）血糖的来源与去路来源：食物、肝脏释放。去路：合成糖原、氧化供能、转换成脂肪和氨基酸。（二）血糖的生物学功能1、是中枢神经系统的主要供能物质脑组织对血糖变化敏感2、是红细胞的唯一能源物质成熟红细胞无线粒体不能进行有氧氧化3、是运动肌的肌外燃料运动时骨骼肌不断吸收和利用血糖二、影响运动肌摄取和利用血糖的因素（一）运动强度和持续时间在15％－90％最大摄氧量强度、持续40分钟的运动中，随运动强度的增大，肌肉吸收血糖量增多，肌肉血流量增加促进肌肉摄取和利用血糖。

（二）肌糖原储量与血糖利用肌糖原储量充足时，运动肌对血糖供能的依赖较低；而在低糖原的肌肉中，对肌外燃料的依赖性高。

4、1－2小时长时间运动至疲劳时：肌糖原大量消耗，血糖水平处于正常水平的下限。5、超过2－3小时运动至疲劳时：可能会出现低血糖。（二）血糖与运动能力的关系血糖在极量运动的能量代谢中占很小的地位。长时间运动时，运动肌不断吸取血糖，从而保持或提高运动耐力。

第三节肝脏释放葡萄糖与运动能力一、安静时肝葡萄糖释放(一)安静时肝糖原分解正常进食后安静时，肝葡萄糖释放量较低，约为0.8-1.1毫摩尔／分，其中肝糖原分解速率为每分钟0.54毫摩尔葡萄糖，占肝脏释放葡萄糖总量的70％(其余由糖异生提供)，只能满足大脑和依靠糖酵解供能的组织需要。一天饥饿或缺糖饮食后，肝糖原储量接近零，糖原分解速率也下降到零或接近零。此时肝葡萄糖释放基本来自糖异生(二)安静时糖异生作用体内非糖物质转变成葡萄糖和糖原的过程称为糖异生。糖异生的途径如图5-6所示。基本上是糖酵解的逆反应，但须通过另外4种酶，克服糖酵解中的三个不可逆反应。正常进食后安静时，糖异生作用生成的葡萄糖只占肝脏输出葡萄糖总量的25％～30％。糖异生的底物有乳酸、丙酮酸、甘油和生糖氨基酸。二、运动时肝葡萄糖释放(一)运动时肝糖原分解1．短时间大强度运动时肝糖原分解占肝葡萄糖释放总量的90％，表明肝糖原分解速率大大提高。但由于运动持续时间短，肝糖原排空很少。(二)运动时糖异生作用

1、短时间大强度运动时，糖异生作用不明显。2、长时间持续运动的前40分钟内，糖异生速率变化不大。3、长时间中等强度运动中，随着肝糖原储量的下降以及糖异生基质的血浆浓度逐渐升高，糖异生供糖的相对比值可上升到40％～45％4、当肝糖原趋于耗竭时，血糖的来源几乎全部为糖异生过程提供。长时间运动中，糖异生基质的成分和相对作用不断变化：

(1)40分钟以内的运动，动用基质主要是乳酸(2)运动40分钟左右，生糖氨基酸的糖异生作用可达最大值，其中以丙氨酸最为重要。葡萄糖—丙氨酸循环成为肌肉-肝脏糖代谢的重要桥梁；(3)长时间运动后期，甘油异生作用的重要性随脂肪供能的增强而加大，利用量可以增大10倍。丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖目录三、膳食对肝糖原储备量的影响因素

肝糖原的储量受膳食糖含量的影响极大。1、普通膳食后，肝糖原总储量约为500毫摩尔葡萄糖。2、一天高糖膳食后，肝糖原总储量达800-900毫摩尔葡萄糖。3、一天低糖膳食后，肝糖原总储量下降到20-120毫摩尔葡萄糖。4、运动后恢复期摄取高糖膳食，能促使肝糖原合成加快。摄取果糖后在肝内转变成糖原的能力，比摄取葡萄糖高3—4倍。第四节乳酸与运动一、运动时肌乳酸的生成机理糖酵解是生物体内普遍存在的一种代谢方式，正常条件下也有乳酸生成。安静状态下，肌肉代谢率低，以氧化脂肪酸为主，亦有低速乳酸生成。运动时乳酸的生成

乳酸生成的多少取决于丙酮酸和NADH+H+的生成量和氧化量。线粒体膜细胞质线粒体葡萄糖糖原丙酮酸乳酸丙酮酸氧化缺氧水+[ATP][ADP]NAD+NADH-12NADHNAD+-缺氧引起乳酸生成增多的机制(一)短时间极量运动乳酸的生成在超过数秒的极量运动中，糖酵解约在运动30—60秒达到最大速度，肌乳酸迅速增多，直至运动结束。短时间极量运动的供能系统：1）ATP-CP系统，2）糖酵解系统ATPCPADPPiCAMP糖原分解糖酵解乳酸+(二)亚极量运动时乳酸的生成1、在运动开始时，由于局部性缺血引起的暂旺供氧不足，导致乳酸生成量增加。2、通过整体调节提高肌肉血液供应，需花费数分钟时间。大约在运动5-10分钟获得稳态氧耗速率后，糖酵解供能相应减少，乳酸生成速率下降。3、当战术变换采取加速度或增大运动强度时，乳酸生成速率又会相应提高。所以，长时间、亚极量强度运动时，乳酸的生成主要是在运动开始时氧亏空期间和获得稳态氧耗速率以前。在长时间亚极量运动的中、后期人体达到稳态氧耗速率时，运动肌仍有一定的乳酸生成。(三)中、低强度运动开始时乳酸的生成在线粒体在达到最大的有氧代谢速率之前，即使存在氧，也会因丙酮酸和还原型辅酶I的生成速率与氧化速率之间的暂时不平衡，导致细胞质内丙酮酸和还原型辅酶工堆积，引起乳酸生成增多。肌乳酸透出肌细胞膜的机理：肌乳酸的半时反应：9分30秒血乳酸的半时反应：10~15分钟半时反应的概念：物质代谢生成的代谢产物被清除一半时所需要的时间。（或代谢所消耗的物质恢复其一半时所需要的时间。）二、乳酸消除骨骼肌是乳酸生成的主要场所，亦是乳酸消除的主要场所。(一)乳酸消除的基本途径(1)在骨骼肌、心肌等组织内氧化成二氧化碳和水；(2)在肝和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖原；(3)在肝内合成脂肪、丙氨酸等。此外有少量的乳酸直接随汗、尿排出体外。(二)运动时乳酸代谢肌肉收缩时，Ⅱb型快肌纤维中生成的乳酸不断进入Ⅱa型快肌纤维或I型慢肌纤维中氧化利用。此外，部分乳酸则穿出肌细胞膜后经弥散作用进入毛细血管，再通过血液循环运送至非运动肌、心肌氧化利用，或进入肝脏、肾脏作为糖异生作用的底物。2、乳酸的糖异生葡萄糖6-磷酸葡萄糖1、6-二磷酸果糖磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乳酸6-磷酸果糖草酰乙酸NADH+H+NAD+LDH1丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶二磷酸果糖酶磷酸葡萄糖酶体内乳酸代谢分配比氧化55％～70％肝(肌)糖原<20％蛋白质成分5％～10％葡萄糖和乳酸<2％其他(氨基酸、三羧酸循环的中间代谢产物)<10％

(三)乳酸消除的生物学意义1．乳酸在快肌纤维内生成后，转移到邻近的慢肌纤维氧化，或随血液循环转移到其他运动强度较低的骨骼肌和心肌，提供氧化的底物。（氧化供能）2．通过糖异生作用转变为葡萄糖，用以维持血糖水平。3．肌乳酸不断释放人血，可以改善肌细胞内环境、防止酸中毒和维持糖酵解的供能速率。三、乳酸与运动能力的关系(一)乳酸