第五章 糖質(zhì)代謝與運(yùn)動

糖代謝與運(yùn)動能力第五章糖的分解代謝運(yùn)動時(shí)糖動用與運(yùn)動能力乳酸代謝與運(yùn)動能力第一節(jié)糖的分解代謝糖氧化途徑糖無氧代謝（糖酵解）有氧氧化磷酸戊糖途徑(自學(xué))糖酵解代謝過程1.6--二磷酸果糖血葡萄糖6--磷酸果糖肌糖原2(3--磷酸甘油醛)2（1.3--二磷酸甘油酸）2(丙酮酸)2(乳酸)2（3-磷酸甘油酸）2(磷酸烯醇式丙酮酸)ATPADP磷酸果糖激酶ATPADP2ADP2ATPLDHNADNADH+H+2ATP2ADP已糖激酶丙酮酸激酶一、糖酵解（無氧代謝）通過《糖無氧代謝（糖酵解）過程》講解思考回答以下問題：１、糖無氧代謝（糖酵解）過程在何部位進(jìn)行？２、從葡萄糖至１，６－２磷酸果糖生成消耗多少ATP?消耗ATP的作用是什么？３、１分子１，６－２磷酸果糖可生成多少分子３－磷酸甘油醛？4、３－磷酸甘油醛至丙酮酸的生成過程中可底物水平磷酸化合成多少分子ATP?５、丙酮酸生成乳酸此反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)是什么？氫來源于何物？６、根據(jù)代謝過程概括什么叫糖無氧代謝（糖酵解）？７、糖酵解過程可凈合成多少分子ATP?根據(jù)運(yùn)動實(shí)踐談?wù)勌墙徒馐呛畏N運(yùn)動狀態(tài)下的主要能量來源。１、糖無氧代謝（糖酵解）過程在細(xì)胞什么部位進(jìn)行在細(xì)胞的胞質(zhì)中進(jìn)行。２、從葡萄糖至１，６－２磷酸果糖生成消耗多少ATP?消耗ATP的作用是什么？1)消耗２ATP2)消耗ATP作用：A、提供合成新化學(xué)鍵的能量

B、提供磷酸基團(tuán)3)此過程也叫磷酸化（活化）過程３、１分子１，６－２磷酸果糖可生成多少分子３－磷酸甘油醛？一個(gè)6C的物質(zhì)變成2×3C的物質(zhì)4、３－磷酸甘油醛至丙酮酸的生成過程中可底物水平磷酸化合成多少分子ATP?*可合成2×2ATP代謝物脫氫或脫水引起分子內(nèi)能量重新分布，而形成的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP的方式，稱為底物水平磷酸化。５、丙酮酸生成乳酸此反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)是什么？氫來源于何物？*丙酮酸生成乳酸此反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)---還原反應(yīng)*氫（NADH+H+)來自于３－磷酸甘油醛*糖原或葡萄糖無氧分解生成乳酸，并合成ATP的過程稱為糖的無氧代謝，又稱糖酵解。６、根據(jù)代謝過程概括什么叫無氧代謝（糖酵解）？ADPATP無氧代謝物脫氫或脫水引起分子內(nèi)能量重新分布，而形成的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP的方式，稱為底物水平磷酸化。７、糖酵解過程可凈合成多少分子ATP?根據(jù)運(yùn)動實(shí)踐談?wù)勌墙徒馐呛畏N運(yùn)動狀態(tài)下的主要能量來源。*糖酵解是短時(shí)間（30-90秒）激烈運(yùn)動時(shí)肌肉獲得能量的重要來源。也是中長跑、游泳、球類等項(xiàng)目運(yùn)動員完成加速和沖刺時(shí)，能量的主要來源。why血葡萄糖2乳酸2ATP+糖原（1葡萄糖單位）2乳酸３ATP+運(yùn)動時(shí)，機(jī)體總是處于相對缺氧狀態(tài)，并隨運(yùn)動強(qiáng)度的增大而增加，盡管運(yùn)動時(shí)呼吸和循環(huán)速率加快，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足體內(nèi)組織對氧的需要，亦即肌肉的工作處于極度缺氧的條件下進(jìn)行，顯然，隨著ATP、CP消耗增加，糖酵解過程加強(qiáng)，肌糖原迅速分解生成乳酸，參與運(yùn)動時(shí)能量供應(yīng)，成為維持極量運(yùn)動時(shí)重要能量來源。why二、生物氧化－釋放能量和水的生成

3-磷酸甘油醛脫下的NADH+H+和丙酮酸脫下的NADH+H+以及三羧酸循環(huán)階段中脫下的（NADH+H+）和FADH2，這些脫氫酶接受氫后，在有氧代謝時(shí)經(jīng)過傳遞氫和電子的氧化還原體系——生物氧化途徑，最后生成并釋放能量生成ATP，此過程在呼吸鏈上進(jìn)行。物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解釋放能量的過程由一系列執(zhí)行氧化的酶及輔酶在線粒體內(nèi)膜上按一定順序排列成的電子傳遞鏈。體內(nèi)重要的兩條呼吸鏈2HNADH氧化呼吸鏈3ATP2HFAD氧化呼吸鏈2ATP因此這種ADP磷酸化合成ATP的方式叫做氧化磷酸化NADH氧化呼吸鏈和琥珀酸氧化呼吸鏈(FAD氧化呼吸鏈)代謝物脫下的氫，經(jīng)呼吸鏈氧化為水時(shí)所釋放的能量，使ADP磷酸化生成ATP的反應(yīng)過程，稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化三、糖有氧氧化（一）部位糖CO2H2O+丙酮酸TCA細(xì)胞質(zhì)線粒體糖在有氧的條件下，完全氧化生成CO2和H2O，同時(shí)釋放能量的過程。+能量（二）糖有氧氧化的基本過程1、糖分解為丙酮酸2、丙酮酸氧化脫羧3、乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)反應(yīng)與糖酵解相同產(chǎn)物：2丙酮酸、2ATP或3ATP脫下

2（NADH+H+）通過進(jìn)入線粒體進(jìn)行氧化產(chǎn)生2×3＝6分子ATP1、糖分解為丙酮酸2、丙酮酸氧化脫羧脫羧一次脫下1CO2（3C→2C）脫下2（NADH+H+）生成2×3＝6分子ATP身體內(nèi)生成CO2的過程并沒有釋放能量3、乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化乙酰輔酶A經(jīng)過合成檸檬酸和脫羧、脫氫后，再重復(fù)進(jìn)行，使乙酰輔酶A完全氧化，這個(gè)過程稱為三羧酸循環(huán)。在三羧酸循環(huán)中：1.脫羧：身體內(nèi)生成CO2的過程并沒有釋放能量2.氧化過程中脫下的氫還要繼續(xù)氧化，最后生成水，釋放能量合成ATP3.糖有氧氧化中ATP的生成每分子葡萄糖或糖原完全氧化，釋放能量可以合成38或39分子ATP。是糖酵解的18-19倍，因此，它是長時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)的重要能量來源。課堂作業(yè)：1.糖酵解是葡萄糖或糖原在

條件下，在細(xì)胞的

進(jìn)行的分解反應(yīng)，終產(chǎn)物是

。在肌肉中每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解可生成

分子ATP。2.糖的有氧氧化是在

條件下，在細(xì)胞的

和

進(jìn)行的糖的氧化過程，終產(chǎn)物是

。在肌肉中每分子葡萄糖經(jīng)有氧氧化可生成

分子ATP。3.NADH+H+經(jīng)NADH氧化呼吸鏈釋放的能量可合成（）ATP。

A、1B、2C、3D、44.大強(qiáng)度運(yùn)動持續(xù)10秒至30秒時(shí)，主要由（）途徑提供能量供運(yùn)動肌收縮利用。

A、糖異生B、糖酵解

C、糖有氧氧化D、脂肪有氧氧化5.糖酵解過程中唯一脫氫的物質(zhì)是（）。

A3-磷酸甘油醛B丙酮酸

C1-磷酸葡萄糖D6-磷酸葡萄糖6.運(yùn)動時(shí)人體內(nèi)氧化乳酸主要部位是心肌。7.以最大速度進(jìn)行短跑至力竭時(shí)，運(yùn)動肌糖原接近耗盡。8.人體內(nèi)各種能量物質(zhì)都能以有氧分解和無氧分解兩種代謝方式氧化供能。一、肌糖原動用與運(yùn)動能力二、血糖與運(yùn)動能力三、肝臟釋放葡萄糖與運(yùn)動能力

運(yùn)動時(shí)需要?jiǎng)佑锰谴x供能時(shí)，首先動用的是肌糖原，隨著運(yùn)動的持續(xù)，肌肉吸收血糖的數(shù)量增加，可反射性地引起肝糖原分解成葡萄糖，補(bǔ)充及維持血糖水平的相對穩(wěn)定。第二節(jié)運(yùn)動時(shí)糖動用與運(yùn)動能力肌糖原動用與運(yùn)動能力運(yùn)動時(shí)，參與肌糖原分解的酶迅速激活，肌糖原成為骨骼肌最重要的能源物質(zhì)之一。持續(xù)時(shí)間纖維類型運(yùn)動方式訓(xùn)練水平膳食營養(yǎng)環(huán)境條件肌糖原的利用運(yùn)動強(qiáng)度運(yùn)動強(qiáng)度增大，肌糖原動員速率相應(yīng)增大。中等強(qiáng)度長時(shí)間運(yùn)動時(shí)，最初階段，糖利用速度最快，VO2max強(qiáng)度運(yùn)動力竭時(shí)，糖原消耗最多。不同強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)，糖原動用是不同的低強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)Ｉ型纖維內(nèi)糖原動員多，高強(qiáng)度運(yùn)動Ⅱ纖維糖原動用多。不同的運(yùn)動方式，可引起特定的肌群內(nèi)糖原動用，其結(jié)果令局部肌糖原被大量消耗，而出現(xiàn)疲勞訓(xùn)練水平高的人，可節(jié)省糖的利用。高糖膳食、運(yùn)動中運(yùn)動后補(bǔ)糖對運(yùn)動能力有好的作用氣溫高、氧分壓低及賽場噪聲均引起糖動員增加。血糖與運(yùn)動能力血糖濃度以空腹（進(jìn)食12小時(shí)之后）值為準(zhǔn)，正常值為4.4-6.6mmol/L(80-120mg%)。當(dāng)血糖低于3.3mmol/L(70mg%)時(shí)，臨床上稱為低血糖；血糖8.8mmol/L(160mg%)稱為腎糖閾。血糖高于7.2mmol/L(130mg%)，成為高血糖；血糖的生物學(xué)功能（1）血糖是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要供能物質(zhì)，用以維持中樞的正常機(jī)能。（2）血糖是紅細(xì)胞的唯一能源。（3）血糖是運(yùn)動肌的肌外能源物質(zhì)。運(yùn)動時(shí)血糖濃度變化與運(yùn)動能力(I)運(yùn)動時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)吸收血糖的速率基本不變，對血糖需求劇增的組織主要是收縮肌。所以，血糖濃度反映肝臟與收縮肌之間的動態(tài)平衡。在不同時(shí)間的全力運(yùn)動中血糖濃度變化特點(diǎn)如下：運(yùn)動時(shí)血糖濃度變化與運(yùn)動能力(II)長時(shí)間運(yùn)動時(shí)，血糖對于保持或提高運(yùn)動耐力起決定性的作用。因此，血糖可能成為長時(shí)間運(yùn)動能力的限制因素之一，原因表現(xiàn)在：中樞神經(jīng)系統(tǒng)因血糖供能缺乏而出現(xiàn)中樞疲勞;影響紅細(xì)胞的能量代謝，供氧的運(yùn)輸能力下降；運(yùn)動肌外源性糖供應(yīng)不足導(dǎo)致外周疲勞而使運(yùn)動能力下降。短時(shí)間激烈運(yùn)動時(shí)，血糖在運(yùn)動中的供能比例很小，只有1%。肝臟釋放葡萄糖與運(yùn)動能力肝臟葡萄糖生成和輸出的重要性反映在耐力運(yùn)動中，它與血糖水平的維持、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉的供能有關(guān)。肝糖原釋放是由肝糖原降解及糖異生途徑提供的。安靜時(shí)肝葡萄糖釋放運(yùn)動時(shí)肝葡萄糖的釋放耐力訓(xùn)練對肝糖原的影響安靜時(shí)肝葡萄糖釋放安靜時(shí)肝糖原分解正常進(jìn)食后安靜時(shí)，肝葡萄糖釋放量較低，滿足大腦和依靠糖酵解供能的組織需要。安靜時(shí)糖異生作用體內(nèi)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖和糖原的過程稱為糖異生。糖異生的底物有乳酸、丙酮酸、甘油和生糖氨基酸。運(yùn)動時(shí)肝葡萄糖的釋放運(yùn)動時(shí)肝糖原分解短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)，肝糖原分解速率大大提高（占90%），但由于運(yùn)動持續(xù)時(shí)間短，肝糖原排空很少。長時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)，肝糖原分解占肝葡萄糖釋放總量比例逐漸減少，而糖異生生成的葡萄糖所占比例增大。當(dāng)肝中儲存糖原接近排空時(shí)，肝糖原分解減少到最低程度。運(yùn)動時(shí)糖異生作用短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)，糖異生作用不明顯。長時(shí)間持續(xù)運(yùn)動的前40分鐘內(nèi)，糖異生速率變化不大；長時(shí)間中等強(qiáng)度運(yùn)動中，糖異生作用加強(qiáng)，可提高40-45%；當(dāng)肝糖原趨于耗竭時(shí)，血糖的來源幾乎全部為糖異生過程提供。第三節(jié)乳酸代謝與運(yùn)動能力乳酸在供能體系中占有重要地位，乳酸是糖酵解供能系統(tǒng)的終產(chǎn)物，又是有氧代謝供能系統(tǒng)的重要氧化基質(zhì)，還可在肝臟經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)化為葡萄糖。同時(shí)，乳酸過多對內(nèi)環(huán)境酸堿平衡的影響又成為負(fù)面效應(yīng)，導(dǎo)致疲勞發(fā)生。因此，乳酸的生成和消除與運(yùn)動能力關(guān)系密切。安靜時(shí)乳酸的生成運(yùn)動時(shí)肌乳酸的生成運(yùn)動時(shí)和運(yùn)動后乳酸的消除安靜時(shí)乳酸的生成安靜時(shí)乳酸的生成乳酸生成的化學(xué)本質(zhì)是丙酮酸的還原，因此，肌細(xì)胞內(nèi)乳酸生成量的多少取決于丙酮酸和NADH+H+的生成和氧化程度。安靜是肌乳酸濃度約為1mmol/kg濕肌。在安靜條件下，還有如表皮、神經(jīng)、視網(wǎng)膜、腎髓質(zhì)和紅細(xì)胞等細(xì)胞糖酵解很活躍，以糖無氧代謝獲得部分或大部分能量，故有乳酸的生成。血乳酸的正常值肌乳酸和以上組織、細(xì)胞生成的乳酸進(jìn)入血液就成為血乳酸。其值一般在2mmol/L以內(nèi)。大運(yùn)動量訓(xùn)練后或比賽后，運(yùn)動員的血乳酸安靜值比平時(shí)高。運(yùn)動時(shí)肌乳酸的生成運(yùn)動時(shí)，骨骼肌是產(chǎn)生乳酸的主要場所。乳酸的生成與骨骼肌肌纖維類型、運(yùn)動強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間有密切關(guān)系。短時(shí)間極量運(yùn)動時(shí)乳酸的生成亞極量運(yùn)動時(shí)乳酸的生成中、低強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)乳酸的生成短時(shí)間極量運(yùn)動時(shí)乳酸的生成由于ATP-CP供能時(shí)間短，要維持最大功率運(yùn)動的時(shí)間不到１０秒。激活糖原分解，使糖酵解速度大大加快，約在運(yùn)動30-60秒達(dá)到最大速度，肌乳酸迅速增多，直至運(yùn)動結(jié)束。如在竭盡全力的自行車運(yùn)動中，肌乳酸濃度可高達(dá)39mmol/Kg.wm。亞極量運(yùn)動時(shí)和中、低強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)乳酸產(chǎn)生主要是開始時(shí)。此時(shí)乳酸的生成并非缺氧所致，而是循環(huán)系統(tǒng)處于提高過程和尚未建立穩(wěn)態(tài)代謝時(shí)，糖酵解速率超過有氧代謝速率的結(jié)果。（三）運(yùn)動后血乳酸水平運(yùn)動后血乳酸水平，是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、進(jìn)入血液的速率和血液中乳酸消除速率之間平衡的表現(xiàn)，因此，測定運(yùn)動后血乳酸的最高值可以了解運(yùn)動時(shí)骨骼肌乳酸的代謝狀況。

肌乳酸血乳酸滲透3-10分鐘運(yùn)動時(shí)和運(yùn)動后乳酸的消除骨骼肌是乳酸生成的主要場所，也是乳酸消除的主要場所。乳酸的消除主要通過生物化學(xué)的代謝過程實(shí)現(xiàn)。乳酸消除的基本途徑運(yùn)動時(shí)乳酸代謝運(yùn)動時(shí)和運(yùn)動后乳酸消除的意義乳酸的透出及轉(zhuǎn)移速率乳酸的透出及轉(zhuǎn)移速率乳酸生成主要在骨骼肌，但其消除可在骨骼肌、心肌和肝臟。

乳酸主要以分子形式被動擴(kuò)散入血液。擴(kuò)散速率取決于肌細(xì)胞內(nèi)和血液的H+濃度。運(yùn)動后乳酸消除速率大于生成速率，肌乳酸消失的半時(shí)反應(yīng)約為9.5分鐘；血乳酸消失的半時(shí)反應(yīng)約為10-15分鐘（受休息方式影響），基本恢復(fù)在安靜時(shí)水平約30分鐘左右。且與訓(xùn)練水平有關(guān)。乳酸消除的基本途徑人體內(nèi)乳酸有三條代謝轉(zhuǎn)換途徑運(yùn)動時(shí)乳酸代謝運(yùn)動過程中，工作肌內(nèi)生成的乳酸約有半數(shù)以上在工作肌不同類型的肌纖維中進(jìn)行重新