運動和糖代謝學習

1、運動和糖代謝學習一、糖的概述一、糖的概述（一）什么是糖？所有的糖都是甜的嗎，甜的物質(zhì)就是糖嗎？糖是碳水化合物嗎，碳水化合物就是糖嗎？1、元素組成2、定義鼠李糖及巖藻糖（C6H12O5)、脫氧核糖（C5H10O4)甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2)碳酸(H2CO3 ）水（H2O ）糖是一類含有多羥基的醛類或酮類化合物的總稱。-OH O CH或-CHO O C或-CO-C（碳），H（氫），O（氧） CHOH-C-OHHO-C-HH-4C-OHH-C-OHCH2OH葡萄糖CH2OHCOHO-CHH-C-OHH-C-OHCH2OH果糖CHOH-C-OHHO-C-HHO-4CH

2、H-C-OHCH2OH半乳糖（二）糖的分類糖類化合物單糖寡糖多糖：不能用水解方法再降解的最簡單形式的糖。（低聚糖）：由210個分子單糖縮合而成的糖。：由多個單糖分子綜合而成的高分子有機物。單糖 戊糖（五碳糖）： 核糖、脫氧核糖已糖（六碳糖）： 葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖人體內(nèi)糖的運輸形式。血液中的糖稱為血糖，絕大多數(shù)情況下都是葡萄糖 自然界中最常見的低聚糖有雙糖(C12H22O11），由兩分子單糖縮合而成，是最簡單的低聚糖。常見的二（雙）糖有：蔗糖：葡萄糖+果糖 冰糖、白砂糖、棉白糖和赤砂糖（也稱紅糖或黑糖） 麥芽糖：葡萄糖+葡萄糖 “雙歧因子”異麥芽低聚糖 乳糖：葡萄糖+半乳糖 乳糖酶低聚糖

3、飲料健力寶-2010年廣州亞運會指定運 動飲料配入4-10個葡萄糖單位的低聚糖的運動飲料。淀粉與糖原多糖淀粉由直鏈淀粉（以-(1,4)糖苷鍵連接）與支鏈淀粉（分支點為-(1,6)糖苷鍵）組成。糖原又稱動物淀粉，存在于動物細胞的胞液內(nèi)，是動物體內(nèi)最容易動員的燃料物質(zhì)。與支鏈淀粉相似，區(qū)別在于分支頻率及分子量為其二倍。纖維素纖維素是自然界最豐富的有機化合物，占植物界碳素的50以上，是植物的結(jié)構(gòu)多糖，細胞壁的主要成分。由葡萄糖基借-(1,4)糖苷鍵連接的一種線性沒有分支的同多糖。微晶束相當牢固。植物細胞壁中的纖維素人體內(nèi)糖的分布存在形式與儲量血糖糖占人體干重2%左右 ，總量一般不超過500克肌糖原8

4、0100mmol/kg濕?。?015g/kg濕?。┛偭?50400克 肝糖原250mmol/kg(1.58.0g/100g）總量70100克 體液糖 共約20克，主要為葡萄糖，其中血糖4.26.6mmol/l（80120mg/100ml ）總量56g （三）糖的生物學功能2、糖是人體安靜、運動時及運動后恢復的重要能源物質(zhì)。1、糖是機體重要的組成成分。3、糖與機體其他物質(zhì)的正常代謝關(guān)系密切。（四）糖的分解代謝和能量的生成1、糖酵解（1）概念反應條件、反應物、反應產(chǎn)物（2）基本過程2乳酸糖原1-磷酸葡萄糖PiH2O已糖激酶果糖磷酸激酶丙酮酸激酶（3）反應場所細胞質(zhì)的基質(zhì)葡萄糖-葡萄糖-6-磷酸 A

5、TP果糖-6-P -果糖-1、6-2磷酸-ATP甘油酸-1、3-2磷酸-甘油酸-3-磷酸 +ATP*2磷酸烯醇丙酮酸-丙酮酸 +ATP*2（4）ATP的生成葡萄糖-（ ）乳酸+（ ）ATP+2H2O糖原（一個葡萄糖單位）- （ ）乳酸+（ ）ATP+2H2O（5）生化意義A 人體在缺氧條件下獲得能量的有效方式。 例如：是短時間劇烈運動能量的主要來源。B 對耐力項目的加速、沖刺也格外重要。C 是一些非周期及體能要求高的運動項目發(fā)揮良好技能的體能條件。D 少數(shù)人體細胞在有氧情況下，也進行糖酵解來獲得能量。2糖的有氧氧化（1）概念 反應條件、反應物、反應產(chǎn)物（2）基本過程 第一階段 葡萄糖(6C)

6、丙酮酸(3C)第二階段丙酮酸進入線粒體氧化脫羧乙酰CoA(2C)第三階段 三羧酸循環(huán)乙酰CoA(2C) 2 CO2CO2第一階段 葡萄糖(6C) 丙酮酸(3C)糖原1-磷酸葡萄糖葡萄糖 ( )丙酮酸+ ( ) ATP+( )NADHH+第二階段 丙酮酸進入線粒體氧化脫羧顯微鏡下酶1：丙酮酸脫羧酶 焦磷酸硫胺素(TPP)酶2：硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)換酶 硫辛酸、 輔酶A酶3：二氫硫辛酸脫氫酶 NAD+ 、 FAD+第三階段 三羧酸循環(huán)（TCA） krebs循環(huán)1937電子傳遞鏈（呼吸鏈）NADH.H+依次經(jīng)過復合物、輔酶Q、復合體、復合體最終把電子傳遞給氧氣，最終經(jīng)線粒體ATP合酶生成3個ATP.FADH

7、2經(jīng)復合體、輔酶Q、復合體、細胞色素C、復合體最終把電子傳遞給氧氣，最終經(jīng)線粒體ATP合酶生成2個ATP. TCA循環(huán)一周將乙酰- CoA的乙?；趸?個CO2產(chǎn)生1個FADH2 2ATP產(chǎn)生3個NADH+H+ ( 3*3)9ATP產(chǎn)生1個GTP 1 ATP 12ATP（3）葡萄糖有氧分解產(chǎn)生的ATPEMP：2ATP+2NADH（2 2 / 3 ）=6/ 8丙酮酸氧化脫羧產(chǎn)生： 2NADH (H +)3ATP = 6個 ATPTCA產(chǎn)生：2 12個ATP =24個 ATP 總共36/38個ATP糖原中的1個葡萄糖單位 總共37/39個ATP（4）反應場所細胞質(zhì)的基質(zhì) 和 線粒體（5）生化意義

8、1產(chǎn)生的能量多，是機體利用糖能源的主要途經(jīng)。2三羧循環(huán)是人體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的中心環(huán)節(jié)。（五）糖原的合成（六）糖異生作用1概念 反應原料2部位3生理意義丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸A維持血糖相對穩(wěn)定B有利于運動中乳酸消除C促進脂肪的分解供能和氨基酸代謝主要在肝臟中進行二、 運動對糖代謝的影響（一）肌糖原與運動能力（二）肝糖原與運動能力（三）血糖與運動能力（四）乳酸與運動能力（一）肌糖原與運動能力1運動強度、持續(xù)時間與肌糖原的利用運動強度增大，肌糖原消耗速率相應增大 ；運動時間延長，肌糖原消耗速率發(fā)生變化。（1）極量運動（90%95%最大攝氧量以上） 肌糖原消耗速率最大，糖原消耗量很少。

9、運動初，肌糖原分解迅速，第二階段，肌糖原分解速率下降，最后階段，肌糖原分解速率大幅下降，肌糖原大量消耗。（3）低強度運動（30%最大攝氧量以下） 很少利用肌糖原。（2）亞極量或亞極量下強度運動 （ 65%85%最大攝氧量長時間運動） 肌糖原消耗速率較高、 肌糖原消耗量最大。思考？要發(fā)展耐力時就要增加肌糖原的代謝能力，發(fā)展肌糖原代謝能力應以多大運動強度來進行訓練？為什么？2肌糖原儲量與運動能力（1）與有氧運動能力（2）與無氧運動能力（3）影響肌糖原儲量的因素單腿自行車實驗高糖飲食高糖飲食高糖飲食訓練+高糖飲食=糖原負荷法（二）肝糖原與運動能力 1安靜時肝糖原分解的情況2運動對肝糖原的影響(運動強

10、度、運動時間)3影響肝糖原儲量因素正常進食：?糖饑餓：?短時間大強度運動:?長時間中等強度運動：?運動初運動中期最后階段糖異生作用（三）血糖與運動能力1血糖濃度與生物學功能血液中的糖主要是葡萄糖，稱為血糖。正常人空腹靜脈血含葡萄糖4.46.6mmol/L；低于3.8mmol/L，低血糖；高于7.2mmol/L，高血糖超過8.8mmol/L，腎糖閾。生物學功能血糖是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要能量物質(zhì)。血糖是紅細胞的唯一能源。血糖是運動肌的肌外燃料。2血糖的來源和去路3運動時血糖濃度的變化12min短時大強度運動410min全力運動1530min全力運動12h運動至疲勞超過23h至疲勞運動肌血糖肝臟神經(jīng)激

11、素釋放G吸收G（四）乳酸與運動能力COOHC OHC CH3分子結(jié)構(gòu)式糖酵解反應簡式 G 無氧 2乳酸+2ATP Gn（一個G單位） 無氧 2乳酸+3ATP1、乳酸與運動能力(1)乳酸的生成和速度耐力型項目運動能力、運 動成績密切相關(guān) 時間 游速 血乳酸(毫摩爾/升) 1979 201 12.41984 15929 13.61986 15783 16.2 我國男子200百米自由泳優(yōu)秀選手血乳酸水平 項目國家集訓隊(毫摩爾/升) 上海市代表隊(毫摩爾/升) 備注 100米200米400米1500米 13.212.411.38.8 9.611.99.6 4.5 國家集訓隊運動水平普遍高于上海隊不同

12、運動水平游泳運動員賽后血乳酸比較 運動時乳酸生成愈多，則糖酵解供能能力愈強，運動員的運動能力也愈強，運動成績愈好。 最大血乳酸訓練法12min最大強度運動，休息45min，連續(xù)間歇訓練5次，血乳酸可達最大值。(2)乳酸的消除與運動能力 機體內(nèi)乳酸過多又會對內(nèi)環(huán)境酸堿平衡產(chǎn)生負面效應，導疲勞發(fā)生 。主要影響表現(xiàn)在：A 酶的活性下降 。B 降低Ca2+于肌動肌球蛋白的連接收縮過程，使肌力下降。 C 血乳酸濃度升高，血液pH值下降。從而影響其它組織器官的功能 。乳酸的生成和大量積累會造成肌肉pH值的下降。血乳酸1220mmol/l是最大無氧代謝訓練的敏感范圍。1min 左右超量負荷運動可以達到。1m

13、in超量負荷運動，休息4min，連續(xù)間歇訓練5次。乳酸耐受力訓練法運動過程與運動后乳酸的消除能力就與運動能力的保持和運動后的恢復密切相關(guān)。研究表明：乳酸的消除能力與訓練水平密切相關(guān)，也就是訓練水平愈高，血乳酸的消除能力也愈強。另研究表明：運動后乳酸的消除受休息方式的影響，低強度運動的活動性休息比靜止性休息乳酸消除的速率快。注意：訓練輔助手段的使用2運動時肌乳酸的生成機理 安靜狀態(tài)下，骨骼肌乳酸濃度約為1毫摩爾/千克濕肌。血乳酸 1-2mmol/L 安靜時，紅細胞、皮膚、視網(wǎng)膜以及腎髓質(zhì)等無氧酵解產(chǎn)生的乳酸進入血液，是血乳酸的主要來源。運動時乳酸的生成情況與運動強度及運動持續(xù)時間有密切關(guān)系。 運動時骨骼肌生成的乳酸是血乳酸的主要來源。 (1)短時間極量運動乳酸的生成 運動時間 磷酸原 糖酵解 有氧代謝10秒 53 44 330秒 23 49 2890秒 12 42 46 短時間極量運動時能量供應系統(tǒng)的相對分配(%)乳酸的大量生成是由于糖酵解系統(tǒng)大量參與供能引起的。 (2)亞極量運動時乳酸的生成 乳酸的生成主要是在氧虧空期間和獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率以前。運動開始局部供氧不足乳酸生成量增加 5-10分鐘后穩(wěn)態(tài)氧耗乳酸生成下降(3)中、低強度運動開始時乳酸的生成 尚未建立穩(wěn)態(tài)代謝時，糖酵解速率超過有氧代謝速率，氧的利用率不高的結(jié)果。肌糖原分解速率迅速提高30s線粒