肌肉活動的能量供應(yīng)

第一章肌肉活動的能量供應(yīng)第一頁，共六十一頁。教學(xué)目標(biāo)：一、使學(xué)生掌握肌肉活動時直接能源和間接能源的來源及其相互關(guān)系。二、了解食物的消化與吸收過程；理解糖、脂肪、蛋白質(zhì)在體內(nèi)的作用和代謝過程。三、掌握人體內(nèi)三種供能系統(tǒng)的供能特點(diǎn)及其與運(yùn)動的關(guān)系。四、掌握肌肉活動時能量的代謝特征和能量連續(xù)統(tǒng)一體理論及其應(yīng)用。五、了解肌肉活動時影響能量代謝的因素及其分析。六、使學(xué)生初步學(xué)會根據(jù)能量連續(xù)統(tǒng)一體理論制定以提高專項(xiàng)供能為主的課時訓(xùn)練計(jì)劃。第二頁，共六十一頁。教學(xué)要點(diǎn)：（一）肌肉活動時直接能源和間接能源的來源及其相互關(guān)系。（二）人體內(nèi)三種供能系統(tǒng)的供能特點(diǎn)及其與運(yùn)動的關(guān)系。（三）肌肉活動時能量的代謝特征。（四）能量連續(xù)統(tǒng)一體理論及其在體育運(yùn)動實(shí)踐中的應(yīng)用。第三頁，共六十一頁。第一講肌肉活動的能量來源及三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝一、人體運(yùn)動時的能量供應(yīng)與消耗(一)骨骼肌收縮的直接能源——ATP由腺嘌呤核苷酸再加上兩個磷酸衍生而來，后面的兩個磷酸之間的鍵稱為高能磷酸鍵，可以貯存或釋放能量。第四頁，共六十一頁。1.能量的釋放、轉(zhuǎn)移、利用過程圖上側(cè)表示：生物大分子（如：葡萄糖）在酶的催化下經(jīng)過多步驟反應(yīng)分解成（丙酮酸等）小分子，同時釋放出能量。圖中間部分表示：分解反應(yīng)所釋放出的能量，使無機(jī)磷酸結(jié)合到ADP分子上去，形成高能磷酸鍵，生成了ATP。ATP所攜帶的能量，也可釋放出來推動圖下側(cè)所示的反應(yīng)，同時產(chǎn)生ADP和無機(jī)磷酸。第五頁，共六十一頁。能量的利用第六頁，共六十一頁。2.ATP的分解供能及補(bǔ)充

ATP→ADP+Pi+E每克分子ATP可釋放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)ATP一旦被分解，便迅速補(bǔ)充

CP+ADP→C+ATP肌肉中CP的再合成則要靠三大能源物質(zhì)的分解供能。第七頁，共六十一頁。二、能量的間接來源----糖、脂肪、蛋白質(zhì)一、人體主要營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收

(一)主要營養(yǎng)物質(zhì)的生理功用1.三大能源物質(zhì)的生理功用2.水及無機(jī)鹽的生理功用3.維生素的生理功用第八頁，共六十一頁。(二)主要營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收

消化：食物在消化道內(nèi)被分解為小分子的過程。吸收：經(jīng)過消化的食物，透過消化道粘膜，進(jìn)入血液和淋巴循環(huán)的過程。第九頁，共六十一頁。1.消化消化的方式：機(jī)械性消化或物理性消化：通過消化道肌肉的舒縮活動，將食物磨碎，并使之與消化液充分混合，并將食物不斷地向消化道遠(yuǎn)端推送。化學(xué)性消化：通過消化腺分泌的消化液來完成，消化液中所含的各種消化酶能分別將糖類、脂肪及蛋白質(zhì)等物質(zhì)分解成小分子顆粒。第十頁，共六十一頁。(1)消化道平滑肌的一般特性

消化道平滑肌特性：興奮性、自律性、傳導(dǎo)性和收縮性。特點(diǎn)包括：①消化道平滑肌的興奮性比骨骼肌低；對電刺激不敏感，而對牽張、溫度和化學(xué)刺激特別敏感。②消化道平滑肌在體外適宜環(huán)境內(nèi)，仍能保持良好的節(jié)律性運(yùn)動；第十一頁，共六十一頁。③消化道平滑肌經(jīng)常保持一定的緊張性收縮，以維持消化道的形狀和位置，并使消化道管腔保持一定的基礎(chǔ)壓力，產(chǎn)生平滑肌的收縮活動；④消化道平滑肌具有較大的伸展性，從而使消化道能夠容納幾倍于自己原初體積的食物；第十二頁，共六十一頁。消化液的主要功能為：

①稀釋食物，使之與血漿的滲透壓相等，以利于吸收；②改變消化道內(nèi)的pH，使之適應(yīng)于消化酶活性的需要；③水解復(fù)雜的食物成分，使之便于吸收；④通過分泌粘液、抗體和大量液體，保護(hù)消化道粘膜。例如，胃的粘液具有較高的粘滯性和形成凝膠的特性。第十三頁，共六十一頁。(3)營養(yǎng)物質(zhì)在消化道各部位消化簡述

口腔內(nèi)消化胃內(nèi)消化小腸內(nèi)消化大腸內(nèi)消化第十四頁，共六十一頁。口腔內(nèi)消化第十五頁，共六十一頁?？谇粌?nèi)消化：唾液的性質(zhì)和成分

pH:6.6～7.1(無色無味近于中性的液體)。成分：水(占99%)，有機(jī)物(唾液淀粉酶、粘蛋白、球蛋白、溶菌酶等)，無機(jī)物(Na+、k+、HCO3-、Cl-等)。唾液的作用：

1.消化作用：唾液可濕潤食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物→味覺；唾液淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖。2.清潔作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物質(zhì)；溶菌酶還有殺菌作用。3.排泄作用：鉛、汞、碘等異物及狂犬病、脊髓灰質(zhì)炎的病毒可隨唾液排出。4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接對抗細(xì)菌，若缺乏時易患齲齒。第十六頁，共六十一頁。第十七頁，共六十一頁。第十八頁，共六十一頁。胃內(nèi)消化

胃液的性質(zhì)、成分和作用性質(zhì)：無色，pH0.9～1.5是體內(nèi)pH最低的液體分泌量：1.5～2.5L/日

成分：鹽酸、胃蛋白酶原、粘液、內(nèi)因子和HCO3-

等無機(jī)物。第十九頁，共六十一頁。

胃蛋白酶蛋白質(zhì)蛋白標(biāo)、蛋白胨、多肽胃排空：食物由胃進(jìn)入十二指腸的過程食物的排空速度與食物的物理性狀及化學(xué)組成有關(guān)。通常稀薄、流體食物比粘稠、固體食物排空快，顆粒小的食物比大塊食物排空快。糖類排空速度最快，蛋白質(zhì)次之，脂肪類最慢?；旌鲜澄锿耆趴胀ǔＰ枰?-6小時。第二十頁，共六十一頁。小腸內(nèi)消化

1.胰液胰液為無色透明的堿性液體pH7.8～8.4，滲透壓≈血漿.胰液呈間歇性分泌,分泌量約為1～2L/每日。胰液是消化液中最重要的一種消化液。(1)水和碳酸氫鹽(2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶(3)脂類水解酶：胰脂肪酶(4)蛋白質(zhì)水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶第二十一頁，共六十一頁。2.膽汁

(1)膽鹽:促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面積促脂肪吸收:與脂肪形成水溶性復(fù)合物促脂溶性Vit吸收:A\D\E等促膽汁的自身分泌:腸--肝循環(huán)

(2)膽固醇:正常時，膽固醇與膽鹽的濃度呈一定的比例，若膽固醇↑→膽石癥。(3)膽色素:膽紅素和膽綠素第二十二頁，共六十一頁。

3.小腸液

弱堿性液體，pH≈7.6。滲透壓與血漿相等。分泌量大(1～3L/日)

特點(diǎn)酶種類多持續(xù)分泌

小腸液的成分和作用:(1)中和胃酸,保護(hù)十二指腸粘膜免遭胃酸侵蝕。(2)稀釋腸腔內(nèi)容物，利于吸收。(3)腸激酶能激活胰蛋白酶原變?yōu)橛谢钚缘囊鹊鞍酌浮?4)腸淀粉酶能水解淀粉成為麥芽糖。(5)多種消化酶進(jìn)一步消化水解食糜。第二十三頁，共六十一頁。(2)小腸吸收的特點(diǎn)

小腸吸收的有利條件：①面積保證：長5～6米＋皺褶＋絨毛＋微絨毛→200m2；②設(shè)備保證：酶多＋轉(zhuǎn)運(yùn)工具＋運(yùn)輸途徑；③時間保證：停留時間長，約3～8h；④動力保證：絨毛伸縮具有唧筒樣作用。第二十四頁，共六十一頁。(3)小腸內(nèi)主要營養(yǎng)物質(zhì)的吸收

第二十五頁，共六十一頁。2.吸收

(1)吸收的部位食物在口腔及食道內(nèi)不被吸收。胃所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。小腸是吸收的主要部位，一般認(rèn)為，糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的消化產(chǎn)物大部分在十二指腸和空腸吸收，回腸能夠吸收膽鹽和維生素B12。大腸主要吸收水分和鹽類，結(jié)腸可吸收其腸腔內(nèi)80%的水和90%的Na+及Cl-。第二十六頁，共六十一頁。(三)肌肉運(yùn)動對消化和吸收機(jī)能的影響

肌肉運(yùn)動可以產(chǎn)生骨骼肌血管擴(kuò)張、血流量增加，內(nèi)臟血管收縮、血流量減少的效應(yīng)，導(dǎo)致胃腸道血流量明顯減少(約較安靜時減少2/3左右)，消化腺分泌消化液量下降；運(yùn)動應(yīng)激亦可致胃腸道機(jī)械運(yùn)動減弱，使消化能力受到抑制。第二十七頁，共六十一頁。為了解決運(yùn)動與消化機(jī)能的矛盾，一定要注意運(yùn)動與進(jìn)餐之間的間隔時間。飽餐后，胃腸道需要血液量較多，此時立即運(yùn)動，將會影響消化，甚至可能因食物滯留造成胃膨脹，出現(xiàn)腹痛、惡心及嘔吐等運(yùn)動性胃腸道綜合征。劇烈運(yùn)動結(jié)束后，亦應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)休息，待胃腸道供血量基本恢復(fù)后再進(jìn)餐，以免影響消化吸收機(jī)能。第二十八頁，共六十一頁。三、主要營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的代謝

(一)糖代謝1．人體的糖貯備及其供能形式人體內(nèi)糖類主要是糖原及葡萄糖，通過食物獲得。單糖被吸收進(jìn)入血液后，一部分合成肝糖原；一部分隨血液運(yùn)輸?shù)郊∪夂铣杉√窃A存起來；一部分被組織直接氧化利用；另一部分維持血液中葡萄糖的濃度。因而，人體的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖為中心，使之處于一種動態(tài)平衡。葡萄糖是人體內(nèi)糖類的運(yùn)輸形式，而糖原是糖類的貯存形式。第二十九頁，共六十一頁。(1)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350-400克，運(yùn)動員糖原儲量可達(dá)400-550克。肌糖原既是高強(qiáng)度無氧運(yùn)動時機(jī)體的重要能源，又是大強(qiáng)度有氧運(yùn)動時的主要能源。許多研究表明，糖原貯量(特別是肌糖原)的增多，有助于耐力性運(yùn)動成績的提高。第三十頁，共六十一頁。(2)血糖血液中的葡萄糖又稱血糖，正常人空腹?jié)舛葹?0-120mg%。血糖是包括大腦在內(nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要能源。運(yùn)動員安靜狀態(tài)下的血糖濃度與常人無異。血糖濃度是人體糖的分解及合成代謝保持動態(tài)平衡的標(biāo)志。饑餓及長時間運(yùn)動時，血糖水平下降，運(yùn)動員會出現(xiàn)工作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，維持血糖的動態(tài)平衡。第三十一頁，共六十一頁。2.糖在體內(nèi)的分解代謝

(1)糖酵解

糖酵解與乳酸生成成4生分子ATP第三十二頁，共六十一頁。乳酸的清除（引自A.W.S.Watson,1995）

第三十三頁，共六十一頁。(2)有氧氧化糖的有氧氧化途徑

生成36-38分子ATP第三十四頁，共六十一頁。3.運(yùn)動與補(bǔ)糖

(1)補(bǔ)糖時間與補(bǔ)糖量目前一般認(rèn)為，運(yùn)動前3-4小時補(bǔ)糖可以增加運(yùn)動開始時肌糖原的貯量。運(yùn)動前5分鐘內(nèi)或運(yùn)動開始時補(bǔ)糖效果較理想。一方面，糖從胃排空→小腸吸收→血液轉(zhuǎn)運(yùn)→刺激胰島素分泌釋放，需要一定的時間；另一方面，可引起某些激素如腎上腺素的迅速釋放，從而抑制胰島素的釋放，使血糖水平升高；同時還可以減少運(yùn)動時肌糖原的消耗。應(yīng)當(dāng)注意的是：在比賽前一小時左右不要補(bǔ)糖，以免因胰島素效應(yīng)反而使血糖降低。第三十五頁，共六十一頁。進(jìn)行一次性長時間耐力運(yùn)動時，以補(bǔ)充高糖類食物作為促力手段，需在運(yùn)動前3天或更早些時間臨時食用。在長時間運(yùn)動中，如馬拉松比賽，可以通過設(shè)立途中飲料站適量補(bǔ)糖。運(yùn)動后補(bǔ)糖將有利于糖原的恢復(fù)。耐力運(yùn)動員在激烈比賽或大負(fù)荷量訓(xùn)練期，膳食中糖類總量應(yīng)與其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢復(fù)。運(yùn)動前或賽前補(bǔ)糖可采用稍高濃度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。運(yùn)動中或賽中補(bǔ)糖應(yīng)采用濃度較低的糖溶液(5%-10%)，有規(guī)律地間歇補(bǔ)充，每20分鐘給15-20克糖。第三十六頁，共六十一頁。(2)補(bǔ)糖種類

低聚糖是一種人工合成糖(目前多使用由2-10個葡萄糖單位聚合成的低聚糖)，滲透壓低，分子量大于葡萄糖。研究表明，濃度為25%的低聚糖的滲透壓相當(dāng)于5%葡萄糖的滲透壓，故可提供低滲透壓高熱量的液體，效果較理想。對糖原恢復(fù)的研究發(fā)現(xiàn)，淀粉、蔗糖合成肌糖原的速率大于果糖，但果糖合成肝糖原的效果則比蔗糖或葡萄糖為佳。因此，補(bǔ)糖時應(yīng)注意合理選擇搭配糖的種類，同時，運(yùn)動員膳食中應(yīng)注意保持足夠量的淀粉。第三十七頁，共六十一頁。(二)脂肪代謝

1.人體的脂肪貯備人體脂肪的貯存量很大，約占體重的10%-20%。一般認(rèn)為，最適宜的體脂含量為：男性為體重的6%-14%，女性為10%-14%。2.脂肪在體內(nèi)的分解代謝脂肪在脂肪酶的作用下，分解為甘油及脂肪酸，然后再分別氧化成二氧化碳和水，同時，釋放出大量能量，用以合成ATP。在氧供應(yīng)充足時進(jìn)行運(yùn)動，脂肪可被大量消耗利用。第三十八頁，共六十一頁。3.脂肪代謝與運(yùn)動減肥

運(yùn)動減肥通過增加人體肌肉的能量消耗，促進(jìn)脂肪的分解氧化，降低運(yùn)動后脂肪酸進(jìn)入脂肪組織的速度，抑制脂肪的合成而達(dá)到減肥的目的。減肥的方式一是參加運(yùn)動，二是控制食物攝入量。第三十九頁，共六十一頁。選擇較適宜的運(yùn)動方式，提倡采用動力型、大肌肉群參與的有氧運(yùn)動，如步行、跑步、游泳、騎自行車、舞蹈等運(yùn)動，均可以有效地降低體脂水平。水中運(yùn)動減肥為近年來提倡的減肥方式。水中運(yùn)動已發(fā)展到在水中行走、跑步、跳躍、踢水、水中球類游戲等多種運(yùn)動。第四十頁，共六十一頁。4.減肥運(yùn)動量的設(shè)定

適宜：每周減輕體重0.45公斤(1磅)上限：每周減輕體重0.9公斤(2磅)具體措施為：運(yùn)動頻度：每周運(yùn)動3-5次運(yùn)動時間：每次持續(xù)30-60分鐘運(yùn)動強(qiáng)度：刺激體脂消耗的“閾值”即60%-70%最大心率第四十一頁，共六十一頁。(三)蛋白質(zhì)代謝

1．蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝2.關(guān)于蛋白質(zhì)的補(bǔ)充問題成人最低生理需要量約為30-45克/天或0.8克/公斤體重。生長發(fā)育期的青少年由于組織增長及再建的需要，蛋白質(zhì)的需要量為2.5-3克/公斤體重。第四十二頁，共六十一頁。運(yùn)動員的蛋白質(zhì)供給量比普通人高，目前認(rèn)為我國運(yùn)動員為1.2-2克/公斤體重，優(yōu)秀舉重運(yùn)動員蛋白質(zhì)補(bǔ)充量每日1.3-1.6克/公斤體重，耐力性運(yùn)動中，即使糖類足以供應(yīng)機(jī)體運(yùn)動中所需能量，膳食中蛋白質(zhì)的補(bǔ)充量也應(yīng)達(dá)到1.5-1.8克/公斤體重。第四十三頁，共六十一頁。(四)水代謝

1.人體的水貯備及分布水是人體重要的組成成分，是維持生命活動必需的營養(yǎng)物質(zhì)。成人體內(nèi)含水約占體重的60%，其中，細(xì)胞內(nèi)液約占40%，細(xì)胞外液約占20%(血漿占5%，組織間液占15%)。存在形式：一是游離水，二是結(jié)合水人體絕大部分水均以結(jié)合水的形式存在。第四十四頁，共六十一頁。2.人體的水平衡

第四十五頁，共六十一頁。3.運(yùn)動員脫水及其復(fù)水

脫水是指體液丟失達(dá)體重1%以上。被動脫水：運(yùn)動員在運(yùn)動訓(xùn)練過程中，由于氣溫、運(yùn)動強(qiáng)度及運(yùn)動持續(xù)時間等因素的影響，可能產(chǎn)生程度不同的水分丟失。主動脫水：為了達(dá)到降低體重的目的，賽前采用人工手段，如使用利尿劑等，人為地造成機(jī)體脫水。復(fù)水：為改善和緩解脫水狀況所采用的補(bǔ)水方法。運(yùn)動員的復(fù)水，應(yīng)以補(bǔ)足丟失的水分、保持機(jī)體水平衡為原則。已經(jīng)證明，賽前和賽中復(fù)水有明顯的益處。第四十六頁，共六十一頁。(五)無機(jī)鹽代謝

1.人體無機(jī)鹽的種類2.微量元素的抗衰老作用3.運(yùn)動中無機(jī)鹽代謝的特點(diǎn)第四十七頁，共六十一頁。第四十八頁，共六十一頁。4.關(guān)于運(yùn)動員補(bǔ)鹽問題

多數(shù)研究指出，即使是長跑運(yùn)動員在熱環(huán)境下每日跑27.35公里，由于大量出汗而丟失一定量的Na+、K+、Ca++、Fe++、Mg++、Zn++和其他微量元素，但只要攝入平衡膳食，并補(bǔ)充丟失的水分，仍能保持無機(jī)鹽的平衡。而且，由于汗液中無機(jī)鹽的濃度低于體液中的濃度，運(yùn)動中沒有必要補(bǔ)充無機(jī)鹽。但是，在一些超長距離項(xiàng)目中，如超長馬拉松跑、鐵人三項(xiàng)比賽等，有必要適當(dāng)補(bǔ)充無機(jī)鹽。第四十九頁，共六十一頁。第二節(jié)肌肉活動的能量系統(tǒng)、代謝特征及影響因素一、人體的三個供能系統(tǒng)1.磷酸原系統(tǒng)

ATP→ADP+Pi+ECP+ADP→C+ATP特點(diǎn)：無氧代謝；供能速度極快；能源：CP；ATP生成很少；肌肉中貯量少，最大強(qiáng)度運(yùn)動持續(xù)供能時間6-8秒；用于短跑或任何高功率、短時間活動

第五十頁，共六十一頁。2.酵解能系統(tǒng)

肌糖元+ADP+Pi→乳酸+ATP特點(diǎn)：無氧代謝；供能速度快；能源：肌糖元；ATP生成有限；終產(chǎn)物乳酸可導(dǎo)致肌肉疲勞；用于2-3’的最大強(qiáng)度運(yùn)動第五十一頁，共六十一頁。3.氧化能系統(tǒng)

糖脂肪+ADP+Pi+O2→CO2+H2O+ATP蛋白質(zhì)特點(diǎn)：有氧代謝；供能速度慢；能源：糖、脂肪、蛋白質(zhì)；沒有導(dǎo)致疲勞的副產(chǎn)品；用于耐力或長時間的活動

第五十二頁，共六十一頁。第五十三頁，共六十一頁。二、運(yùn)動時能源物質(zhì)動用的影響因素（一）運(yùn)動強(qiáng)度和持續(xù)時間的影響1、極限強(qiáng)度運(yùn)動與次極限強(qiáng)度運(yùn)動

ATP—CP、乳酸能系統(tǒng)2、遞增負(fù)荷的力竭性運(yùn)動

有氧氧化系統(tǒng)→無氧供能系統(tǒng)3、中低強(qiáng)度的長時間有氧耐力運(yùn)動

糖有氧氧化供能→脂肪有氧氧化供能第五十四頁，共六十一頁。（二）訓(xùn)練水平的影響①能量利用的節(jié)省化。動用同一供能系統(tǒng)供能的能力高，表現(xiàn)為持續(xù)時間長、能量利用率高。②體內(nèi)能源物質(zhì)的儲量多并動用快。肌肉中CP含量和肌糖原含量等較高，最大供能的持續(xù)時間也較長第五十五頁，共六十一頁。三、肌肉活動時能量供應(yīng)的代謝特征1、ATP供能的連續(xù)性2、耗能與產(chǎn)能之間的匹配性3、供能途徑與強(qiáng)度的對應(yīng)性4、無氧供能的暫時性5、有氧代謝