運(yùn)動(dòng)生理學(xué)1-運(yùn)動(dòng)的能量代謝

1、第二章第二章 運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的能量代謝能量代謝第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)中的能量來(lái)源n生理活動(dòng)是以能量消耗為基礎(chǔ)的，生理活動(dòng)是以能量消耗為基礎(chǔ)的，運(yùn)動(dòng)時(shí)更是如此。運(yùn)動(dòng)時(shí)更是如此。n能量代謝能量代謝( (Energy Metabolism) )是是指在物質(zhì)代謝中伴隨著的能量釋放、指在物質(zhì)代謝中伴隨著的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用的過(guò)程轉(zhuǎn)移和利用的過(guò)程 。 人體內(nèi)的能源物質(zhì)ATP、ADP、AMPnATP由腺嘌呤與核糖構(gòu)成的腺苷再與3個(gè)磷酸基團(tuán)結(jié)合而成，故稱為三磷酸腺苷。nATP脫去一個(gè)磷酸根形成ADP（二磷酸腺苷），脫去2個(gè)磷酸根形成AMP（一磷酸腺苷）。此過(guò)程中伴隨大量能量釋放。 ATP酶酶 ATP ADPPi 能能

2、n糖原與葡萄糖糖原與葡萄糖n糖原：人體各種組織中大多含有糖原，糖原：人體各種組織中大多含有糖原，但其含量的差異很大。例如，腦組織但其含量的差異很大。例如，腦組織中糖原含量甚少，而肝臟和肌肉中以中糖原含量甚少，而肝臟和肌肉中以糖原方式貯存的糖類約有糖原方式貯存的糖類約有350-400350-400克，克，運(yùn)動(dòng)員糖原儲(chǔ)量可達(dá)運(yùn)動(dòng)員糖原儲(chǔ)量可達(dá)400-550400-550克?？?。n葡萄糖：主要在血液中，又稱血糖，正葡萄糖：主要在血液中，又稱血糖，正常人空腹?jié)舛葹槌Ｈ丝崭節(jié)舛葹?0-120mg%80-120mg%。n血糖是包括大腦在內(nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血糖是包括大腦在內(nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要能源。主要能源

3、。n血糖濃度是人體糖的分解及合成代謝保血糖濃度是人體糖的分解及合成代謝保持動(dòng)態(tài)平衡的標(biāo)志。饑餓及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)持動(dòng)態(tài)平衡的標(biāo)志。饑餓及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)，血糖水平下降，運(yùn)動(dòng)員會(huì)出現(xiàn)工作時(shí)，血糖水平下降，運(yùn)動(dòng)員會(huì)出現(xiàn)工作能力下降及疲勞的征象。肝糖原可以迅能力下降及疲勞的征象。肝糖原可以迅速分解入血以補(bǔ)充血糖，維持血糖的動(dòng)速分解入血以補(bǔ)充血糖，維持血糖的動(dòng)態(tài)平衡。態(tài)平衡。 CP、蛋白質(zhì)、脂肪nCP即磷酸肌酸，總量雖然不多，但能快速分解供能。n蛋白質(zhì)：由氨基酸構(gòu)成。約占每天能量供應(yīng)量的18%。雖然稱為能源物質(zhì)，但其主要作用是構(gòu)成體質(zhì)，參與生理功能的調(diào)節(jié)，供能只是其次要作用。n脂肪（甘油三酯）：貯量龐大，是重要

4、的供能物質(zhì)。n( (一一) )骨骼肌收縮的直接能源骨骼肌收縮的直接能源ATPATP骨骼肌細(xì)胞只骨骼肌細(xì)胞只能通過(guò)分解能通過(guò)分解ATPATP釋放出的能量釋放出的能量驅(qū)動(dòng)肌絲的滑驅(qū)動(dòng)肌絲的滑行，才能發(fā)生行，才能發(fā)生收縮，所以收縮，所以ATPATP是骨骼肌收縮是骨骼肌收縮的唯一直接能的唯一直接能源形式。源形式。 ATPATP的分解供能及補(bǔ)充的分解供能及補(bǔ)充 ATP ADP+Pi+EATP ADP+Pi+E（能量）（能量）n每克分子每克分子ATPATP可釋放可釋放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)29.26-50.16KJ(7-12Kcal)nATPATP一旦被分解，便迅速補(bǔ)充。一旦被分解

5、，便迅速補(bǔ)充。 ATPATP分解極為迅速。但由于分解極為迅速。但由于ATPATP貯量有限，運(yùn)動(dòng)中貯量有限，運(yùn)動(dòng)中ATPATP消耗后的補(bǔ)充速度成為影響運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)鍵因消耗后的補(bǔ)充速度成為影響運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)鍵因素。素。 n肌肉中肌肉中ATPATP的再合成則要靠其他能源物質(zhì)的分解供的再合成則要靠其他能源物質(zhì)的分解供能。能。 ( (二二)ATP)ATP的補(bǔ)充的補(bǔ)充三個(gè)供三個(gè)供能系統(tǒng)能系統(tǒng) n1.1.磷酸原系統(tǒng)磷酸原系統(tǒng) n能源形式：CP（磷酸肌酸）n反應(yīng)式 CP+ADP C+ATPCP+ADP C+ATP 特點(diǎn)：不耗氧（無(wú)氧代謝）；供能速度特點(diǎn)：不耗氧（無(wú)氧代謝）；供能速度極快；持續(xù)時(shí)間短，只能維持極快

6、；持續(xù)時(shí)間短，只能維持6-86-8秒。秒。 是速度、力量運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如是速度、力量運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如短跑、舉重、投擲、跳躍等。短跑、舉重、投擲、跳躍等。2.2.糖酵解供能系糖酵解供能系統(tǒng)統(tǒng) n能源形式：糖能源形式：糖n反應(yīng)式：反應(yīng)式： 葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸+ ATP+ ATPn特點(diǎn)：不耗氧（特點(diǎn)：不耗氧（無(wú)氧代謝）；供能無(wú)氧代謝）；供能速度快；產(chǎn)生乳酸；持續(xù)時(shí)間較短速度快；產(chǎn)生乳酸；持續(xù)時(shí)間較短（2-32-3分鐘）。分鐘）。 是速度耐力項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如是速度耐力項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如800-1500800-1500米、中距離的游泳、劃船米、中距離的游泳、劃船等。等。3.3.有氧氧化供

7、有氧氧化供能系統(tǒng)能系統(tǒng) 能源形式：糖、蛋白質(zhì)、脂肪能源形式：糖、蛋白質(zhì)、脂肪反應(yīng)式：反應(yīng)式：糖糖脂肪脂肪 +O +O2 2 CO CO2 2+H+H2 2O +ATPO +ATP蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)n特點(diǎn)：耗氧（特點(diǎn)：耗氧（有氧代謝）；供能速有氧代謝）；供能速度慢；持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度慢；持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)(1-2(1-2小時(shí)小時(shí)) )n是耐力項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如長(zhǎng)跑、是耐力項(xiàng)目的供能基礎(chǔ)。如長(zhǎng)跑、自行車、滑雪、鐵人三項(xiàng)等。自行車、滑雪、鐵人三項(xiàng)等。 （三）機(jī)體能量的利用n能量利用的三個(gè)途徑（1）基礎(chǔ)代謝：指人體在基礎(chǔ)狀態(tài)下（清晨、空腹、清醒、室溫20-25攝氏度）的能量代謝。（2）食物的消化吸收（食物特殊動(dòng)力作用）（

8、3）身體活動(dòng)第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的能量代謝n人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量供應(yīng)來(lái)自三個(gè)供能系統(tǒng)。但不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間不同，對(duì)能量供應(yīng)的速率、時(shí)間和總量要求不同，所以三個(gè)供能系統(tǒng)發(fā)揮的作用大小也不相同。( (一一) )能源系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)能源系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)能能量統(tǒng)一體量統(tǒng)一體n1.1.不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的能量供應(yīng)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的能量供應(yīng)n不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的比不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的比例不同。例不同。n盡管不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的能量供應(yīng)具有盡管不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的能量供應(yīng)具有各自的特征，但運(yùn)動(dòng)中不存在絕對(duì)各自的特征，但運(yùn)動(dòng)中不存在絕對(duì)的某一個(gè)單一能源系統(tǒng)的供能。的某一個(gè)單一能源系統(tǒng)的供能。 徑賽項(xiàng)目的主要能量供應(yīng)系統(tǒng)

9、項(xiàng)目項(xiàng)目ATP-CP和和酵解能系統(tǒng)酵解能系統(tǒng)酵解能和氧酵解能和氧化能系統(tǒng)化能系統(tǒng)氧化能系統(tǒng)氧化能系統(tǒng)100、200米米982400米米80155800米米306551500米米2055255000米米10207010000米米51580馬拉松馬拉松5952.2.運(yùn)動(dòng)中能源物質(zhì)的動(dòng)員順運(yùn)動(dòng)中能源物質(zhì)的動(dòng)員順序序 n運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)階段，首先運(yùn)用的是運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)階段，首先運(yùn)用的是CPCP。n運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后機(jī)體先分解運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后機(jī)體先分解肌糖原肌糖原，持續(xù)運(yùn)動(dòng)，持續(xù)運(yùn)動(dòng)5-5-1010分鐘后，分鐘后，血糖血糖開(kāi)始參與供能。開(kāi)始參與供能。 n脂肪脂肪在安靜時(shí)即為主要供能物質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)達(dá)在安靜時(shí)即為主要供能物質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)達(dá)3

10、030分鐘左右時(shí)，機(jī)體開(kāi)始大量分解脂肪。分鐘左右時(shí)，機(jī)體開(kāi)始大量分解脂肪。n在持續(xù)在持續(xù)3030分鐘以上的耐力項(xiàng)目，機(jī)體也會(huì)分分鐘以上的耐力項(xiàng)目，機(jī)體也會(huì)分解一部分解一部分蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。n隨著運(yùn)動(dòng)員耐力水平的提高，機(jī)體利用脂肪隨著運(yùn)動(dòng)員耐力水平的提高，機(jī)體利用脂肪的能力提高，可以產(chǎn)生肌糖原及蛋白質(zhì)的節(jié)的能力提高，可以產(chǎn)生肌糖原及蛋白質(zhì)的節(jié)省化現(xiàn)象。省化現(xiàn)象。 （二）能量代謝對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)與適應(yīng)1、能量代謝在急性運(yùn)動(dòng)時(shí)的反應(yīng) 運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，能量主要來(lái)源于ATP-CP的分解。如果大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)持續(xù)，隨后動(dòng)用糖的酵解，此時(shí)產(chǎn)生大量乳酸，易致運(yùn)動(dòng)性疲勞。如果運(yùn)動(dòng)持續(xù)，強(qiáng)度較低時(shí)，機(jī)體將以三大物質(zhì)的氧化分解供能為主。2、急性運(yùn)動(dòng)中能量代謝的整合 運(yùn)動(dòng)中各能量代謝系統(tǒng)的參與并非順序出現(xiàn)，而是相互整合、協(xié)調(diào)，共同滿足運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)能量的需求。3、能量代謝對(duì)慢性（長(zhǎng)期）運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)n長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可增加能量代謝相關(guān)酶的活性，使運(yùn)動(dòng)時(shí)神經(jīng)、激素的調(diào)節(jié)更加敏感高效，各器官系統(tǒng)的功能更加協(xié)調(diào)，同時(shí)加速能源物質(zhì)以及各代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)的恢復(fù)，促進(jìn)疲勞