運動生理學1-運動的能量代謝

1、第二章第二章 運動的運動的能量代謝能量代謝第一節(jié) 人體運動中的能量來源n生理活動是以能量消耗為基礎的，生理活動是以能量消耗為基礎的，運動時更是如此。運動時更是如此。n能量代謝能量代謝( (Energy Metabolism) )是是指在物質代謝中伴隨著的能量釋放、指在物質代謝中伴隨著的能量釋放、轉移和利用的過程轉移和利用的過程 。 人體內的能源物質ATP、ADP、AMPnATP由腺嘌呤與核糖構成的腺苷再與3個磷酸基團結合而成，故稱為三磷酸腺苷。nATP脫去一個磷酸根形成ADP（二磷酸腺苷），脫去2個磷酸根形成AMP（一磷酸腺苷）。此過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，運動員糖原儲量可達運動員糖原儲量可達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的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血糖是包括大腦在內的中樞神經(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態(tài)平衡的標志。饑餓及長時間運動持動態(tài)平衡的標志。饑餓及長時間運動時，血糖水平下降，運動員會出現(xiàn)工作時，血糖水平下降，運動員會出現(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充血糖，維持血糖的動速分解入血以補充血糖，維持血糖的動態(tài)平衡。態(tài)平衡。 CP、蛋白質、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：由氨基酸構成。約占每天能量供應量的18%。雖然稱為能源物質，但其主要作用是構成體質，參與生理功能的調節(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。n( (一一) )骨骼肌收縮的直接能源骨骼肌收縮的直接能源ATPATP骨骼肌細胞只骨骼肌細胞只能通過分解能通過分解ATPATP釋放出的能量釋放出的能量驅動肌絲的滑驅動肌絲的滑行，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的分解供能及補充的分解供能及補充 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，便迅速補充。一旦被分解

5、，便迅速補充。 ATPATP分解極為迅速。但由于分解極為迅速。但由于ATPATP貯量有限，運動中貯量有限，運動中ATPATP消耗后的補充速度成為影響運動能力的關鍵因消耗后的補充速度成為影響運動能力的關鍵因素。素。 n肌肉中肌肉中ATPATP的再合成則要靠其他能源物質的分解供的再合成則要靠其他能源物質的分解供能。能。 ( (二二)ATP)ATP的補充的補充三個供三個供能系統(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反應式 CP+ADP C+ATPCP+ADP C+ATP 特點：不耗氧（無氧代謝）；供能速度特點：不耗氧（無氧代謝）；供能速度極快；持續(xù)時間短，只能維持極快

6、；持續(xù)時間短，只能維持6-86-8秒。秒。 是速度、力量運動項目的供能基礎。如是速度、力量運動項目的供能基礎。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反應式：反應式： 葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸+ ATP+ ATPn特點：不耗氧（特點：不耗氧（無氧代謝）；供能無氧代謝）；供能速度快；產(chǎn)生乳酸；持續(xù)時間較短速度快；產(chǎn)生乳酸；持續(xù)時間較短（2-32-3分鐘）。分鐘）。 是速度耐力項目的供能基礎。如是速度耐力項目的供能基礎。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、脂肪能源形式：糖、蛋白質、脂肪反應式：反應式：糖糖脂肪脂肪 +O +O2 2 CO CO2 2+H+H2 2O +ATPO +ATP蛋白質蛋白質n特點：耗氧（特點：耗氧（有氧代謝）；供能速有氧代謝）；供能速度慢；持續(xù)時間長度慢；持續(xù)時間長(1-2(1-2小時小時) )n是耐力項目的供能基礎。如長跑、是耐力項目的供能基礎。如長跑、自行車、滑雪、鐵人三項等。自行車、滑雪、鐵人三項等。 （三）機體能量的利用n能量利用的三個途徑（1）基礎代謝：指人體在基礎狀態(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（食物特殊動力作用）（

8、3）身體活動第二節(jié) 運動狀態(tài)下的能量代謝n人體運動時，能量供應來自三個供能系統(tǒng)。但不同運動項目，由于運動強度和時間不同，對能量供應的速率、時間和總量要求不同，所以三個供能系統(tǒng)發(fā)揮的作用大小也不相同。( (一一) )能源系統(tǒng)與運動能源系統(tǒng)與運動能能量統(tǒng)一體量統(tǒng)一體n1.1.不同運動項目的能量供應不同運動項目的能量供應n不同運動項目運動中能量供應的比不同運動項目運動中能量供應的比例不同。例不同。n盡管不同運動項目的能量供應具有盡管不同運動項目的能量供應具有各自的特征，但運動中不存在絕對各自的特征，但運動中不存在絕對的某一個單一能源系統(tǒng)的供能。的某一個單一能源系統(tǒng)的供能。 徑賽項目的主要能量供應系統(tǒng)

9、項目項目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.運動中能源物質的動員順運動中能源物質的動員順序序 n運動啟動階段，首先運用的是運動啟動階段，首先運用的是CPCP。n運動開始后機體先分解運動開始后機體先分解肌糖原肌糖原，持續(xù)運動，持續(xù)運動5-5-1010分鐘后，分鐘后，血糖血糖開始參與供能。開始參與供能。 n脂肪脂肪在安靜時即為主要供能物質，在運動達在安靜時即為主要供能物質，在運動達3

10、030分鐘左右時，機體開始大量分解脂肪。分鐘左右時，機體開始大量分解脂肪。n在持續(xù)在持續(xù)3030分鐘以上的耐力項目，機體也會分分鐘以上的耐力項目，機體也會分解一部分解一部分蛋白質蛋白質。n隨著運動員耐力水平的提高，機體利用脂肪隨著運動員耐力水平的提高，機體利用脂肪的能力提高，可以產(chǎn)生肌糖原及蛋白質的節(jié)的能力提高，可以產(chǎn)生肌糖原及蛋白質的節(jié)省化現(xiàn)象。省化現(xiàn)象。 （二）能量代謝對運動的反應與適應1、能量代謝在急性運動時的反應 運動開始時，能量主要來源于ATP-CP的分解。如果大強度運動持續(xù)，隨后動用糖的酵解，此時產(chǎn)生大量乳酸，易致運動性疲勞。如果運動持續(xù)，強度較低時，機體將以三大物質的氧化分解供能為主。2、急性運動中能量代謝的整合 運動中各能量代謝系統(tǒng)的參與并非順序出現(xiàn)，而是相互整合、協(xié)調，共同滿足運動時對能量的需求。3、能量代謝對慢性（長期）運動的適應n長期運動可增加能量代謝相關酶的活性，使運動時神經(jīng)、激素的調節(jié)更加敏感高效，各器官系統(tǒng)的功能更加協(xié)調，同時加速能源物質以及各代謝調節(jié)系統(tǒng)的恢復，促進疲勞