运动的能量代谢专家讲座

第一节生物能量学概要一、叶绿体和线粒体是高等生物细胞主要能量转换器运动的能量代谢专家讲座第1页

叶绿体存在在绿色植物细胞中，能进行光合作用，将光能转化为化学能，并储存于糖、脂肪、和蛋白质等有机大分子中运动的能量代谢专家讲座第2页线粒体普遍存在于动、植物细胞内，是进行生物氧化场所，产生机体生命活动唯一直接能源—— ATP运动的能量代谢专家讲座第3页

二、ATP与ATP稳态（一）细胞能量代谢主要媒介：ATP由腺嘌呤核苷酸再加上三个磷酸根组成，后面两个磷酸之间键称为高能磷酸键，能够贮存或释放能量。

运动的能量代谢专家讲座第4页（二）ATP稳态ATP贮量有限，运动中ATP消耗后补充速度成为影响运动能力主要原因。ATP稳态其实就是ATP生成和释放机体在能量转换过程中维持其ATP含量恒定现象称为ATP稳态运动的能量代谢专家讲座第5页（三）ATP分解释能ATP分解释能，实际上是被酶断开末端高能磷酸键，即：ATPADP+Pi+能

肌肉收缩就是利用肌细胞内ATP分解释放能量供肌肉收缩克服阻力来做功，以实现化学能向机械能转化。当前必定是，这种能量转化部位就在肌球蛋白横桥于肌动蛋白结合位点。ATP酶运动的能量代谢专家讲座第6页（四）ATP生成过程（一）、ATP生成无氧代谢过程

1、磷酸原供能系统

ATP→ADP+Pi+ECP+ADP→C+ATP特点：无氧代谢；供能速度极快；能源：CP；

ATP生成极少；肌肉中贮量少，最大强度运动连续供能时间6-8秒；用于短跑或任何高功率、短时间活动。运动的能量代谢专家讲座第7页2、糖酵解供能系统肌糖元+ADP+Pi→乳酸+ATP特点：无氧代谢；供能速度快；能源：肌糖元；ATP生成有限；终产物乳酸可造成肌肉疲劳；用于2—3’最大强度运动。运动的能量代谢专家讲座第8页（二）ATP供能有氧代谢过程有氧氧化系统糖脂肪+ADP+Pi+O2CO2+H2O+ATP蛋白质特点：有氧代谢；供能速度慢；能源：糖、脂肪、蛋白质；没有造成疲劳副产品；用于耐力或长时间活动。运动的能量代谢专家讲座第9页一二三磷酸原系统糖酵解系统有氧氧化系统能源物质ATP、CP糖原、葡萄糖糖、脂肪、蛋白质体内贮量极少962j·kg-1体重无限大输出功率56j·kg-1·s-129.3j·kg-1·s-115j·kg-1·s-1连续时间7.5s33s长时间供能特点不需 O2不需O2产生乳酸需O2项目短跑投掷跳跃举重1min以内运动耐力运动指标血乳酸VO2max无氧阈不一样路径合成ATP总量及效率运动的能量代谢专家讲座第10页运动的能量代谢专家讲座第11页

三、生命活动能量起源：糖、脂肪、蛋白质

人体主要营养物质包含糖、脂肪、蛋白质、无机盐、维生素、水、膳食纤维七大类。其中糖、脂肪、蛋白质有提供能量生理作用，称为三大能源物质。其它营养物质起介导作用。运动的能量代谢专家讲座第12页(一)糖代谢1．糖在体内存在形式

人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，经过食物取得。

单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖浓度。

因而，人体糖以血糖、肝糖原和肌糖原形式存在，并以血糖为中心，使之处于一个动态平衡。葡萄糖是人体内糖类运输形式，而糖原是糖类贮存形式。

运动的能量代谢专家讲座第13页运动的能量代谢专家讲座第14页2.糖分解供能供能特点:1克葡萄糖在体内彻底氧化释放约4千卡热能。人体供能50-70%有氧供能、无氧也可供能；动员快、耗氧少、能效高

（1）糖有氧分解（2）糖无氧分解底物葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原氧气有无1分子葡萄糖生成38分子ATP2分子ATP产能速率较低较高运动的能量代谢专家讲座第15页糖有氧氧化

糖有氧氧化路径酮运动的能量代谢专家讲座第16页糖无氧分解

糖酵解与乳酸生成

运动的能量代谢专家讲座第17页3.糖在体内以肌糖原和肝糖原形式贮备，储量有限，一次性大量摄入糖并不能有效增加肌糖原贮备。只有高糖膳食和耐力运动结合，既促进了肌糖原消耗，又进行随即肌糖原超量赔偿，才能使肌糖原贮备增加。

超长时间运动会造成机体糖原耗竭，需要合理科学补糖。普通认为，运动前3-4小时补糖能够增加运动开始时肌糖原贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。首先，糖从胃排空→小肠吸收→血液转运→刺激胰岛素分泌释放，需要一定时间；另首先，可引发一些激素如肾上腺素快速释放，从而抑制胰岛素释放，使血糖水平升高；同时还能够降低运动时肌糖原消耗。

运动的能量代谢专家讲座第18页进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力伎俩，需在运动前3天或更早些时间暂时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛，能够经过设置途中饮料站适量补糖。运动后补糖将有利于糖原恢复。耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗70%，有利于糖原恢复。运动前或赛前补糖可采取稍高浓度溶液，服用量40-50克糖。运动中或赛中补糖应采取浓度较低糖溶液，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。运动的能量代谢专家讲座第19页禁止：赛前1小时-赛前15分钟之间和比赛较短间歇时间内补充浓度20%以上高糖含量糖饮料。运动的能量代谢专家讲座第20页(二)脂肪代谢

脂肪生理功效氧化供能—含能量多，9.5千卡/克脂肪。构建细胞组成成份促进脂溶性维生素吸收和利用保护作用运动的能量代谢专家讲座第21页1、脂肪储存与动员人体脂肪贮存量很大，约占体重10%-20%。普通认为，最适宜体脂含量为：男性为体重6%-14%，女性为10%-14%。脂肪储存：脂肪细胞可摄取血液中过多自由脂肪酸，并与甘油结合形成甘油三脂储存起来。脂肪动员：当血液中自由脂肪酸水平下降时，储存在脂肪细胞内脂肪在激素敏感酶作用下，逐步分解为脂肪酸和甘油，释放入血，以供给其它组织氧化利用。运动的能量代谢专家讲座第22页2、脂肪在体内分解代谢

脂肪在脂肪酶作用下，分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在氧供给充分时进行运动，脂肪可被大量消耗利用。运动的能量代谢专家讲座第23页3、运动中脂肪代谢特点（与糖代谢比较）

A)动员慢：脂肪酸从脂肪组织中分解动员入血液较慢，只有在糖原贮备降低情况下，才能成为肌肉主要供能物质。

B)耗氧量大：彻底氧化时消耗氧气多。

C)能效率低：分解供能效率比糖慢一倍。因为以上特点，长时间耐力运动后期才主要依靠脂肪供能（马拉松后半程）运动的能量代谢专家讲座第24页4、运动对脂肪代谢影响1）提升脂肪酸氧化能力：耐力训练是提升机体氧化利用脂肪酸供能能力最有效办法。长久耐力训练会使骨骼肌线粒体数量、体积、单位肌肉毛细血管密度、线粒体酶及脂蛋白酶活性增加。所以，优异耐力运动员氧化利用脂肪能力以及氧化酮体能力要比普通人强。运动的能量代谢专家讲座第25页2）改进血脂异常：甘油三酯(TG)总胆固醇（TCH）低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白（HDL)耐力运动可改进血脂异常3）降低体脂积累。运动的能量代谢专家讲座第26页(三)蛋白质代谢

1、蛋白质生理功效

1）组成和修补机体组织2）调整机体生理功效3）氧化供能2、体内氨基酸起源和去路

起源：1）食物消化分解产生2）组织细胞蛋白质降解3）其它物质中间代谢转化而来去路：

1）再合成蛋白质,更新和修复组织2）合成肽类激素、激酶及核酸碱基等3）脱氨基后深入氧化供能4）脱氨基后再合成糖、脂肪贮存5）再合成新氨基酸运动的能量代谢专家讲座第27页3、蛋白质在体内代谢氮总平衡氮正平衡氮负平衡氮平衡意义：能够反应体内蛋白质代谢慨况。

4、运动对蛋白质影1）机体运动时蛋白质可提供一部分能量。2）运动造成骨骼肌蛋白质合成增加—肌肉壮大。

运动的能量代谢专家讲座第28页六、能源物质消化与吸收

消化：食物在消化道内被分解为小分子过程。吸收：经过消化食物，透过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环过程。（一）消化消化方式：机械性消化或物理性消化：经过消化道肌肉舒缩活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不停地向消化道远端推送。化学性消化：经过消化腺分泌消化液来完成，消化液中所含各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质等物质分解成小分子颗粒。

运动的能量代谢专家讲座第29页消化液主要功效

①稀释食物，使之与血浆渗透压相等，以利于吸收；②改变消化道内pH，使之适应于消化酶活性需要；③水解复杂食物成份，使之便于吸收；④经过分泌粘液、抗体和大量液体，保护消化道粘膜。比如，胃粘液含有较高粘滞性和形成凝胶特征。

运动的能量代谢专家讲座第30页

消化液作用

运动的能量代谢专家讲座第31页

营养物质在消化道各部位消化过程

口腔内消化胃内消化小肠内消化大肠内消化

运动的能量代谢专家讲座第32页

口腔内消化运动的能量代谢专家讲座第33页2、胃内消化

胃液性质、成份和作用

性质：无色，pH0.9～1.5是体内pH最低液体

分泌量：1.5～2.5L/日

成分：盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子和HCO3-

等无机物。运动的能量代谢专家讲座第34页胃排空：食物由胃进入十二指肠过程食物排空速度与食物物理性状及化学组成相关：通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空快，颗粒小食物比大块食物排空快。糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。运动的能量代谢专家讲座第35页3、小肠内消化

A.胰液

胰液为无色透明碱性液体pH7.8～8.4，渗透压≈血浆胰液呈间歇性分泌,分泌量约为1～2L/每日。胰液是消化液中最主要一个消化液。a、水和碳酸氢盐b、碳水化合物水解酶：胰淀粉酶c、脂类水解酶：胰脂肪酶d、蛋白质水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶运动的能量代谢专家讲座第36页B.胆汁

a、胆盐:促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物促脂溶性维生素吸收:促胆汁本身分泌:肠--肝循环

b、胆固醇:正常时，胆固醇与胆盐浓度呈一定百分比，若胆固醇↑→胆石症。

c、胆色素:运动的能量代谢专家讲座第37页

C.小肠液弱碱性液体，pH≈7.6。渗透压与血浆相等。特点：酶种类多；连续分泌。分泌量大(1～3L/日)小肠液成份和作用:a、中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。b、稀释肠腔内容物，利于吸收。c、肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性胰蛋白酶。d、肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。e、各种消化酶深入消化水解食糜。运动的能量代谢专家讲座第38页4、大肠内消化

功效：吸收水分；储存食物残渣。大肠液：黏液蛋白保护和润滑作用。运动的能量代谢专家讲座第39页(二）吸收

1、吸收部位

食物在口腔及食道内不被吸收。胃所吸收食物也极少，只吸收酒精和少许水分。小肠是吸收主要部位，普通认为糖类、脂肪和蛋白质消化产物大部分在十二指肠和空肠吸收，回肠能够吸收胆盐和维生素B12。大肠主要吸收水分和盐类，结肠可吸收其肠腔内80%水和90%Na+及Cl-。

运动的能量代谢专家讲座第40页2、小肠吸收特点

小肠吸收有利条件：①面积确保：长5～6米＋皱褶＋绒毛＋微绒毛→200m2；②设备确保：酶多＋转运工具＋运输路径；③时间确保：停留时间长，约3～8h；④动力确保：绒毛伸缩含有唧筒样作用。运动的能量代谢专家讲座第41页3、三大能源物质吸收糖：分解成单糖，被小肠上皮细胞吸收入血。蛋白质分解成氨基酸，被小肠上皮细胞吸收入血。脂肪与胆盐结合形成水溶性复合物，自小肠上皮吸收入淋巴，然后再进入血液循环运动的能量代谢专家讲座第42页七、机体能量利用

机体中能量除以ATP形式提供给各种生理功效利用以外，大部分转化为热能。运动的能量代谢专家讲座第43页运动中各能源物质动员

运动开始时机体首先分解肌糖原，连续运动5-10分钟后，血糖开始参加供能。脂肪在平静时即为主要供能物质，在运动达30分钟左右时，其输出功率达最大。蛋白质在运动中作为能源供能时，通常发生在连续30分钟以上耐力项目。伴随运动员耐力水平提升，能够产生肌糖原及蛋白质节约化现象。

运动的能量代谢专家讲座第44页

八、基础代谢基础代谢：指基础状态下能量代谢。所谓基础状态是指人体处于清醒、平静、空腹、室温在20-25ºC条件下。基础代谢率：指单位时间内基础代谢。影响能量代谢原因1、肌肉活动2、精神担心3、食物特殊动力作用4、环境温度运动的能量代谢专家讲座第45页基础代谢率随年纪、性别不一样而有生理改变。其它条件相同时，男性基础代谢率平均比女性高。幼儿比成人高，年纪越大，基础代谢率越低。运动的能量代谢专家讲座第46页第二节运动状态下能量代谢

一、肌肉活动时能量供给代谢特征（一）ATP供能连续性

运动时能量供给是连续，所以ATP消耗与再合成也必须是连续性。（二）耗能与产能之间匹配性

运动时，不一样运动强度耗能不一样，因而需求供能速率也不一样。即产能速率必须与耗能强度相匹配。三个能量系统输出功率各有特点，分别满足不一样运动强度需要。运动的能量代谢专家讲座第47页（三）供能路径与强度对应性人体在进行不一样强度运动时，因为不一样产能和耗能速率匹配关系，优先开启对应供能系统为主要供能系统。（四）无氧供能暂时性由运动强度决定运动供能方式是有氧或无氧。大强度运动需无氧代谢供能，而无氧代谢终产物造成疲劳产生，所以，无氧供能时间是短暂。（五）有氧代谢基础性有氧代谢是人类生命活动基本代谢方式能把三大营养物质彻底氧化成CO2和H2O，产生较多能量。同时