第八章-运动能力的生物化学

第八章-运动能力的生物化学第八章运动能力的生物化学运动生化在运动能力影响因素中的地位运动能力的影响因素身体形态素质机能技能心理能力生物化学的观点1、运动过程中能量的供给、转移和利用能力。2、特殊的生物分子，如自由基、神经递质等对运动能力影响。第一节运动能力的代谢根底第二节运动性疲劳的生物化学第三节运动后恢复的生物化学二、运动时的能量供给系统一、运动时的能量供给过程三、运动的代谢特点运动时肌肉的工作的能量来源于能源物质的分解代谢，并构成三个彼此关联的供能系统，不同的运开工程，运动时的代谢特点也不同。第一节运动能力的代谢根底ATP是肌肉工作时的唯一直接能源物质，肌肉工作时ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供给，必须通过其它能源物质分解代谢产生能量再合成ATP。一、运动时的能量供给过程运动时的能量供给过程ATPATPaseADP+Pi+ECP糖、脂肪、蛋白质有氧代谢2ADP缩合糖酵解ATP的再合成包括磷酸肌酸分解、糖酵解及有氧氧化三条途径，构成运动时骨骼肌内的三个能量供给系统。〔一〕磷酸原〔ATP-CP〕供能系统〔二〕糖酵解〔乳酸能〕供能系统〔三〕有氧代谢供能系统〔四〕运动时供能系统的相互关系二、运动时的能量供给系统1、定义：由ATP、CP分解反响组成的供能系统2、供能时间：与运动强度有关维持最大强度运动约6-8秒钟3、实践意义：磷酸原供能能力在短时间最大强度运动或最大用力的运动中起主要供能作用，与速度、爆发力关系密切。〔一〕磷酸原〔ATP-CP〕供能系统2、供能时间：维持30秒到2分钟以内最大强度运动1、定义：糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸，并合成ATP的供能代谢系统3、实践意义：糖酵解供能系统是速度、速度耐力工程中的主要供能系统，也是一些非周期性、体能要求高的工程中，如摔跤、柔道、拳击、武术等，发挥良好竞技能力的体能保障。〔二〕糖酵解〔乳酸能〕供能系统3、实践意义：有氧代谢供能是数分钟以上耐力性运开工程的根本供能系统，对速度和力量运动而言，提高有氧代谢能力，起着改善运动肌代谢环境和加速疲劳消除的作用。1、定义：在氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧化生成二氧化碳和水的过程，释放能量合成ATP的供能代谢系统。2、供能时间：糖：1.5-2小时、FFA不限时间〔三〕有氧代谢供能系统各种能源物质合成ATP的特点能源利用最大输出功率（毫摩尔～P/千克干肌·秒）可供能时间CP＋ADPATP＋Cr1.6－3.06－8秒最大速率GnHL1.030－60秒达最大供能速率，可维持2分钟以内GnCO2＋H2O0.51.5－2hrFFACO2＋H2O0.25不限时间三大供能系统是人体处于不同活动水平上，获氧量不同，代谢特点不同而进行的紧密相连、不可分割的供能系统；不同性质运动时，机体供能的系统主次有别，但没有绝对的界限。糖酵解总能量ATP-CP有氧代谢〔四〕运动时供能系统的相互关系三、运动的代谢特点不同体育工程运动时，由于运动强度、运动时间和参与收缩的肌肉类型不同，运动时物质代谢和能量代谢的特点也不同。〔一〕各体育工程的代谢类型〔二〕不同训练方法的能量代谢特点〔一〕各体育工程的代谢类型

磷酸原代谢类型

磷酸原

糖酵解

代谢类型

糖酵解代谢类型

糖酵解有氧代谢

类

型有氧代谢类

型磷酸原代谢糖酵解有氧代谢无氧代谢举重投掷跳高跳远撑竿跳短距离自行车高尔夫100米跑200米跑50米自由泳、短距离滑冰篮球足球垒球摔跤柔道体操等400米跑100米游泳1公里自行车800米跑1500米跑200米游泳400米游泳3000米跑5000米跑马拉松跑1500米游泳越野滑雪公路自行车公路竞走

磷酸原代谢类型

磷酸原

糖酵解

代谢类型

糖酵解有氧代谢

类

型有氧代谢类

型

糖酵解代谢类型〔二〕不同训练方法的能量代谢特点由于不同运开工程中起主导作用的能量系统不同，在选择训练方法和掌握运动量时，必须知道训练方法的供能代谢分布特点，从而较为科学地制定训练方案。各种训练方法开展各能量系统的比例〔%〕6、间歇训练0-800-800-804、穴形疾跑85105

训练方法ATP-CP和糖酵解糖酵解和有氧代谢有氧代谢1、加速疾跑90552、持续慢跑25933、持续快跑28905、间隙疾跑2010707、慢跑--1008、重复跑1050404分钟

228701分钟

86230

最大用力时间

ATP-CP系统

糖酵解系统

有氧代谢5秒钟

8510510秒钟

50351530秒

1565202分钟

4465010分钟

199030分钟

1495不同时间全力运动时无氧代谢和有氧代谢的供能比例〔%〕60分钟

0298120分钟

0199二、影响人体运动能力的因素〔一〕影响无氧代谢运动能力的因素〔二〕影响有氧代谢运动能力的因素〔一〕影响无氧代谢运动能力的因素1、年龄、性别和肌肉质量的影响2、肌肉结构和机能的影响3、遗传的影响4、训练的影响1、年龄、性别和肌肉质量的影响年龄：20－27岁前，无氧代谢能力随年龄的增加而增加；之后，随年龄的增加而降低。性别：男子>女子肌肉质量：〔在此理解为体成份较好〕2、肌肉结构和机能的影响肌肉的形态和肌纤维类型：快肌〔Ⅱ型〕比例高或横截面大，无氧能力强。供能物质含量：主要是CP。肌肉对H+的耐受能力：无氧代谢供能中糖酵解占有重要地位。代谢途径的效率：酶的活性影响ATP的合成。如CK，PFK〔磷酸果糖激酶〕3、遗传的影响4、训练的影响

从208页表9-8可以看出：短时间无氧代谢能力训练效果相对效小；女子无氧代谢能力训练效果较男子大。〔二〕影响有氧代谢运动能力的因素1、最大转运氧的能力2、肌肉利用氧的能力3、遗传的影响4、训练的影响5、性别和年龄的影响6、高原和高原训练的影响1、最大转运氧的能力血红蛋白：血红蛋白含量高，有氧能力高。每分输出量：每分输出量是影响最大摄氧量的重要因素。2、肌肉利用氧的能力肌肉微血管密度肌红蛋白含量线粒体有氧代谢酶的活性：三羧酸循环，β-氧化，呼吸链线粒体的数量和体积供能物质：糖>脂肪3、遗传的影响4、训练的影响训练可以提高有氧代谢能力〔肌肉、神经系统〕5、性别和年龄的影响男子高于女子女子14~16岁达最大摄氧量；男子19~30岁保持最大摄氧量6、高原和高原训练的影响高原地区人群，有氧代谢能力相对较高高原训练有利于训练提高有氧代谢能力第二节运动性疲劳的生物化学运动训练是改善机体化学组成和代谢供能能力的一个重要因素，适度运动负荷的刺激，可打破机体原来的代谢系统平衡，产生运动性疲劳，运动性疲劳和合理的恢复手段，可促进运发动机能水平的提高。运动训练不可防止地产生运动性疲劳，运动性疲劳和合理的恢复手段，可促进运发动机能水平提高；相反过度疲劳不仅影响训练效果，还可能引起各种机能障碍，以致损害运发动的身体健康。因此，了解运动性疲劳产生的生化机制，对加速和消除运动性疲劳有积极的意义。〔一〕运动性疲劳的概念〔二〕运动性疲劳发生的部位及变化〔三〕不同时间全力运动时疲劳的生化特点运动性疲劳的概念疲劳概念提出的开展史1915年，Mosso提出疲劳是细胞内化学变化衍生物导致的一种中毒改变1924年，Hill提出肌肉疲劳是由于乳酸堆积导致的酸中毒现象1935年，Simonson提出疲劳的根本过程运动性疲劳概念：机体生理过程不能维持其机能在一特定水平上和/或不能维持预定的运动强度如何理解这个定义？

A、从整体出发界定的〔区别于代谢基质耗竭、产物堆积等〕

B、落脚点在肌肉运动能力上〔根本标志和本质特征〕疲劳定义的特点：〔1〕把疲劳时体内组织、器官的机能水平和运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度。〔2〕有助于选择客观指标评定疲劳与运动性疲劳定义相关的概念力竭：是疲劳的一种特殊形式，是在疲劳时继续运动，直到肌肉或器官不能维持运动〔打死也不动了〕。==理论研究时的常用模型二、运动性疲劳发生的部位及变化运动性疲劳躯体性疲劳心理性疲劳中枢疲劳外周疲劳〔一〕中枢疲劳的生化特点中枢疲劳是指缺乏动机、中枢神经系统的传递或募集发生改变。生化特点〔脑组织中〕：

1、ATP浓度降低，GABA〔γ-氨基丁酸〕升高2、5-HT〔5-羟色胺〕升高，同时表现为血液中色氨酸/支链氨基酸比值升高。3、氨含量升高。4、血糖浓度下降〔长时间〕〔二〕外周疲劳的生化特点外周疲劳是指神经肌肉接点传递、肌肉点活动和肌肉收缩活动能力下降。生化特点：

1、神经肌肉接点

2、肌细胞膜

3、肌质网

4、代谢因素1、神经肌肉接点乙酰胆碱〔Ach〕：一种调节运动神经末梢及骨纤维之间必需的神经递质。〔1〕突触前衰竭：神经肌肉接点前膜释放的Ach缺乏导致运动终极板的去极化过程不出现，致使骨骼肌细胞不能产生收缩。〔举重，投掷等工程〕〔2〕Ach在接点后膜堆积，导致后膜持续性去极化。〔胆碱酯酶活性下降〕2、肌细胞膜影响肌细胞膜完整性的因素

A、机械牵拉；B、PH值下降；C、自由基增多；D、ATP缺损；E、热损伤膜功能改变：

〔1〕Na、K+-ATP酶活性下降

〔2〕G、FA、HL转运下降

〔3〕H+和乳酸根、Cl-/HCO3-、Na+/H+离子的交换

〔4〕Na、Ca2+-ATP酶活性下降

〔5〕多肽类、儿茶酚胺类激素受体构型改变3、肌质网肌质网终池：储存Ca2+及调节肌细胞浆钙浓度运动性疲劳时，肌质网摄取钙量减少的原因：

〔1〕Na、Ca2+-ATP酶〔ATP减少、抑制剂〕

〔2〕H+影响

〔3〕自由基4、代谢因素〔1〕能源物质的消耗：CP、糖原〔2〕代谢产物堆积：218页三、不同时间全力运动和不同代谢类型运开工程疲劳的代谢特点〔一〕不同时间全力运动疲劳时的代谢特点〔二〕不同代谢类型运开工程疲劳时的代谢特点220页冯炜权，1995221页第三节运动后恢复的生物化学运动后身体的恢复质量是机能水平是否提高和能否继续训练的关键。因此，训练效果的获得是在恢复期中，运动后能源物质的恢复是研究恢复的主要内容。能源物质恢复的一般规律是超量恢复。〔一〕超量恢复的概念〔二〕超量恢复的特点〔三〕超量恢复原理在运动训练中的应用〔一〕超量恢复的概念超量恢复学说由前苏联学者雅姆波斯卡娅提出，能源物质消耗和恢复过程的规律如下：1、在适宜的刺激强度下，运动肌能源物质消耗量随强度增大而增加。2、在恢复期的一个阶段中，会出现被消耗的物质超过原来数量的恢复阶段，称为超量恢复。3、超量恢复的数量与消耗过程有关，在一定范围内，消耗越多，超量恢复效果越明显。超量恢复的概念：在运动过程中，能源物质被消耗，在恢复期的一个阶段内，会出现被消耗的物质超过原来数量的恢复阶段，称为超量恢复。超量恢复的程度和出现的时间与所从事的运动负荷有密切的关系:

在一定范围内，肌肉活动量越大，消耗过程越剧烈，超量恢复越明显。如果活动量过大，超过了生理范围，恢复过程就会延长。

〔二〕超量恢复的特点运动后恢复期物质恢复的异时性运动后恢复期物质恢复的速度不同，可用半时反响来表示物质恢复的速度。半时反响：指恢复运动时所消耗的物质的二分之一所需的时间。运动后恢复期物质恢复速度依次为CP、糖原和蛋白质。1、确定训练课运动间歇的依据目前认为可以应用超量恢复原理来安排专项训练的休息间歇。根据不同能量物质恢复的速率来安排不同专项练习的间歇休息时间。参考依据：半时反响时间和完全恢复时间。1〕、磷酸原恢复规律的应用〔三〕超量恢复原理在运动训练中的应用

在10秒以内全力运动的训练中，二次运动的间歇时间不能短于30秒，保证磷酸原在尽可能短的时间内至少恢复一半以上，就可以维持预定的运动强度。

组间休息间歇控制在磷酸原完全恢复时。由表9-14可见，组间休息间歇在4—5分钟为宜，使机体活动在一个新的起点开始。2〕、乳酸消除规律的应用如果运动肌中有大量的乳酸生成，那么选择氢离子透过肌膜达二分之一量的时间，作为适宜休息间歇的最适宜的时间。目前研究结果认为，30秒全力运动的半时反响为60秒，因此，最适宜的休息间歇为60秒左右。1分钟全力运动后，半时反响约为3—4分钟，因此，休