運動生物化學(xué)第二章

運動生物化學(xué)第二章⒈掌握糖的概念，葡萄糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)、人體內(nèi)糖的存在形式與儲量、糖代謝不同化學(xué)途徑與ATP和成的關(guān)系、糖代謝及其產(chǎn)物對人體運動能力的影響；2.了解糖的組成、成分和運動時的生物學(xué)功能；3.熟悉糖酵解、糖的有氧氧化、糖原和成和糖異生作用的基本代謝過程及其在運動中的意義；4.理解運動訓(xùn)練和體育鍛煉中糖代謝產(chǎn)生的適應(yīng)性變化。教學(xué)目標第2頁,共80頁，2024年2月25日，星期天糖類作物第一節(jié)糖質(zhì)概述第3頁,共80頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖水果中富含果糖纖維素第4頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、糖質(zhì)的概念和化學(xué)組成糖質(zhì)的概念糖質(zhì)是一類多羥基醛或多羥基酮，或通過水解可以產(chǎn)生多羥基醛或酮的物質(zhì)第5頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一些糖質(zhì)的化學(xué)構(gòu)成第6頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、糖的分類㈠單糖單糖是最簡單的糖，只含一個多羥基醛或多羥基酮單位。葡萄糖的開鏈結(jié)構(gòu)和構(gòu)型第7頁,共80頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)第8頁,共80頁，2024年2月25日，星期天㈡寡糖寡糖又稱低聚糖，是由幾個(一般為2～10個)糖單位通過糖苷鍵連接形成的短鏈聚合物。第9頁,共80頁，2024年2月25日，星期天㈢多糖多糖由10個以上糖單位組成，某些則含成百上千個糖單位。第10頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共80頁，2024年2月25日，星期天糖原glycogen第12頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三、糖的生物學(xué)功能1）氧化供能（主要功能）2）提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料3)組成人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分4)參與組成特殊功能的糖蛋白5)形成許多重要的生物活性物質(zhì)第13頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（一）人體內(nèi)糖的存在形式與儲量

（1）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，維持血糖的動態(tài)平衡。第14頁,共80頁，2024年2月25日，星期天(2)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，運動員糖原儲量可達400-550克。肌糖原既是高強度無氧運動時機體的重要能源，又是大強度有氧運動時的主要能源。許多研究表明，糖原貯量(特別是肌糖原)的增多，有助于耐力性運動成績的提高。

第15頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）運動時糖的生物學(xué)功能1）提供機體所需能量2)對脂肪代謝具有調(diào)節(jié)作用3）具有解約蛋白質(zhì)的作用4）具有促進運動性疲勞恢復(fù)的作用第16頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)糖的分解代謝一、糖酵解(glycolysis)二、糖的有氧氧化(aerobicoxidation)三、磷酸戊糖途徑（pentosephosphatepathway)第17頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、糖的無氧酵解(glycolysis)概念：無氧，葡萄糖（糖原）→乳酸(lactate)

反應(yīng)部位：細胞液(cytoplasm)

過程：葡萄糖→二磷酸果糖→磷酸丙糖×2丙酮酸×22H×2乳酸×2①②③④第18頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（一）糖酵解過程的4個階段1、葡萄糖果糖-1，6-二磷酸2、果糖-1，6-二磷酸2分子磷酸丙糖3、甘油醛-3-磷酸丙酮酸4、丙酮酸乳酸第19頁,共80頁，2024年2月25日，星期天1.葡萄糖果糖-1，6-二磷酸(glucose)(fructose-1，6-bisphosphate)反應(yīng)不可逆己糖激酶葡萄糖激酶（肝）第20頁,共80頁，2024年2月25日，星期天反應(yīng)不可逆果糖磷酸激酶-1第21頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.果糖-1，6-二磷酸2分子磷酸丙糖fructose-1,6-bisphosphatetriosephosphate第22頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3.甘油醛-3-磷酸丙酮酸glyceraldehydes–3-phosphatepyruvate糖酵解過程中惟一的脫氫反應(yīng)第23頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

底物水平磷酸化生成ATP（substratelevelphosphorylation)第24頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共80頁，2024年2月25日，星期天底物水平磷酸化產(chǎn)生ATP丙酮酸激酶反應(yīng)不可逆第26頁,共80頁，2024年2月25日，星期天4.乳酸的生成丙酮酸在無氧條件下還原為乳酸，有氧則進入線粒體氧化。來自甘油醛-3-磷酸脫氫第27頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

果糖-1，6-二磷酸第29頁,共80頁，2024年2月25日，星期天糖酵解小結(jié)反應(yīng)部位在胞液不需氧的產(chǎn)能過程（底物水平磷酸化）

1G→2ATP，Gn（G）→3ATP3.終產(chǎn)物乳酸：釋放入血，進入肝臟代謝

分解利用乳酸循環(huán)第30頁,共80頁，2024年2月25日，星期天4.有3步不可逆反應(yīng)：①GG-6-P②F-6-PF-1,6-BP③PEP丙酮酸ATPADPATPADPADPATP己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖酵解小結(jié)第31頁,共80頁，2024年2月25日，星期天糖酵解的調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶①己糖激酶②

果糖磷酸激酶-1

(最重要)③丙酮酸激酶調(diào)節(jié)代謝途徑中關(guān)鍵酶的活性而影響代謝速度第32頁,共80頁，2024年2月25日，星期天果糖磷酸激酶-1AMPADP果糖-2,6-二磷酸果糖-1,6-二磷酸ATP（高濃度）檸檬酸長鏈脂肪酸激活抑制己糖激酶G-6-P長鏈脂酰CoA抑制丙酮酸激酶果糖-1,6-二磷酸激活A(yù)TP丙氨酸抑制第33頁,共80頁，2024年2月25日，星期天ATP的生成數(shù)量反應(yīng)ATPGG-6-PF-6-PF-1,6-BP甘油酸-1,3-二磷酸丙酮酸烯醇丙酮酸磷酸丙酮酸1分子葡萄糖凈生成ATP數(shù)-1-1+1×2+1×2+2第34頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）糖酵解生理意義

是機體相對缺氧時補充能量的一種有效方式某些組織在有氧時也通過糖酵解供能：第35頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、糖的有氧氧化

概念：有氧，葡萄糖（糖原）→CO2+H2O+ATP

反應(yīng)部位：細胞液、線粒體cytoplasmmitochondria第36頁,共80頁，2024年2月25日，星期天有氧氧化的概況第37頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第一階段：葡萄糖→→丙酮酸（胞液）第二階段：丙酮酸→→乙酰CoA（線粒體）第三階段：乙酰CoA→→CO2+H2O+ATP

（三羧酸循環(huán)）（線粒體）（一）有氧氧化的反應(yīng)過程第38頁,共80頁，2024年2月25日，星期天Glc2CH3COCOOH2NADH+2H+呼吸鏈(respiratorychain)H2O+2×3ATP（2×2ATP）1.葡萄糖氧化分解為丙酮酸同糖酵解途徑，反應(yīng)在細胞液進行第39頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA反應(yīng)不可逆第40頁,共80頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶TPP（VitB1）HSCoA（泛酸）硫辛酸FAD（VitB2

）NAD+

（VitPP）酶輔酶（維生素）丙酮酸脫氫酶系的組成第41頁,共80頁，2024年2月25日，星期天丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)過程第42頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)

指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復(fù)進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸的重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。3.三羧酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)Krebs循環(huán)第43頁,共80頁，2024年2月25日，星期天所有的反應(yīng)均在線粒體中進行TACCH3CO~SCOA

（C2）草酰乙酸（C4）檸檬酸（C6）α-酮戊二酸（C5）HSCoA第44頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（1）反應(yīng)過程:反應(yīng)不可逆第45頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)不可逆第46頁,共80頁，2024年2月25日，星期天反應(yīng)不可逆第47頁,共80頁，2024年2月25日，星期天底物水平磷酸化生成ATP第48頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)的總反應(yīng)式：H2O+ATP電子傳遞鏈第51頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三羧酸循環(huán)第52頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATP

葡萄糖→葡萄糖-６-磷酸-1

第一階段：葡萄糖→２丙酮酸果糖-６-磷酸→果糖-1,6-二磷酸-1

2×甘油醛-3-磷酸→2×甘油酸-1,3-二磷酸NAD+

2×

3或2×

22×甘油酸-1,3-二磷酸→2×甘油酸-3-磷酸2×

12×烯醇式丙酮酸磷酸→2×丙酮酸2×

1輔酶

ATP6或8ATP第53頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第二階段：2×丙酮酸→2×乙酰CoANAD+

2×

3輔酶

ATP6ATP（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATP

第54頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第三階段：三羧酸循環(huán)2×異檸檬酸→2×

α-酮戊二酸NAD+

2×

32×

α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoANAD+

2×

32×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×

12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD

2×

22×蘋果酸→2×草酰乙酸NAD+

2×

3輔酶

ATP24ATP（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATP

第55頁,共80頁，2024年2月25日，星期天總ATP數(shù)：第一階段——6或8第二階段——636或38ATP第三階段——24葡萄糖有氧氧化生成的ATP第56頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（三）有氧氧化的生理意義有氧氧化是機體獲得能量的主要方式

三羧酸循環(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝的最終代謝通路；是三大物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐第57頁,共80頁，2024年2月25日，星期天糖原脂肪蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪酸氨基酸甘油乙酰輔酶ATCA2H1/2O2ADPPiATPH2OⅠⅢⅡ營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同通路第58頁,共80頁，2024年2月25日，星期天磷酸戊糖途徑第一階段第二階段6第59頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)糖原合成和糖異生作用一、糖原的合成概念：由葡萄糖、果糖或半乳糖等單糖在體內(nèi)合成糖原的過程稱為糖原合成。肌肉：肌糖原，180～300g，主要供肌肉收縮所肝臟：肝糖原，70～100g，維持血糖水平第60頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

Gn

G→G-6-P→G-1-P→UDPGGn+1

關(guān)鍵酶：糖原合酶

葡萄糖的供體：UDPG，需小分子糖原作引物

消耗的能量：2分子ATP

（一）基本代謝過程第61頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）糖原和成在運動中的意義1）運動補糖的生化基礎(chǔ)2）運動后糖原合成增加的機制第62頁,共80頁，2024年2月25日，星期天*部位*原料*概念主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程（二）糖異生

Gluconeogenesis第63頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、糖異生的基本過程第64頁,共80頁，2024年2月25日，星期天①②1.丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)----丙酮酸羧化支路第65頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.果糖-1,6-二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣?6-磷酸第66頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3.葡糖-6-磷酸水解為葡萄糖第67頁,共80頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-1-磷酸糖原果糖-6-磷酸果糖-1，6-二磷酸甘油醛-3-磷酸磷酸二羥丙酮甘油-3-磷酸甘油甘油酸-1，3-二磷酸甘油酸-3-磷酸甘油酸-2-磷酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸蘋果酸丙酮酸乳酸丙酮酸草酰乙酸蘋果酸磷酸烯醇式丙酮酸線粒體甘油和乳酸的糖異生途徑第68頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）糖異生的生理意義1、保證饑餓情況下血糖濃度的相對恒定2、糖異生作用有利于乳酸的回收利用3、協(xié)助氨基酸的分解代謝4、有助于維持酸堿平衡第69頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)糖代謝對人體運動能力的影響第70頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、糖原與運動能力（一）肌糖元1、肌糖原與無氧代謝運動能力：肌糖原儲量過低，可抑制乳酸的生成，從而降低無氧代謝能力。2、肌糖原與有氧代謝能力：在長時間、大強度運動中（45-200分鐘），運動前肌糖原儲量決定了運動員達到運動力竭的時間；肌糖原儲量與人體的有氧運動能力密切相關(guān)，在長時間運動的最后階段，肌糖原水平的高低可能是決定勝負的關(guān)鍵因素。第71頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）肝糖元1、運動時肝葡萄糖的生成（1）肝糖原的分解（2）糖異生作用2、運動時肝葡萄糖的釋放：運動時肝葡萄糖釋放速率是隨運動強度增大而加快的。第72頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、血糖與運動能力第73頁,共80頁，2024年2月25日，星期天血糖3.89～6.11mmol/L食物肝糖原糖異生H2O、CO2、能糖原脂肪、氨基酸、核糖等隨尿排出＞8.89mmol/L消化吸收分解非糖物質(zhì)合成