運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)第十二章課件

第十二章

提高運(yùn)動(dòng)能力方法的生化分析1教學(xué)目標(biāo)了解影響運(yùn)動(dòng)能力的生化因素,掌握提高機(jī)體代謝能力的訓(xùn)練方法和提高運(yùn)動(dòng)能力的常用物質(zhì)手段,熟悉提高運(yùn)動(dòng)能力物質(zhì)手段的生化原理,并能在體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中結(jié)合實(shí)際靈活運(yùn)用。2第一節(jié)影響運(yùn)動(dòng)能力的生化因素一、影響磷酸原供能系統(tǒng)的生化因素（一）ATP、CP的儲(chǔ)量以磷酸原供能為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,ATP、CP的儲(chǔ)量及其供能能力是短時(shí)間無氧運(yùn)動(dòng)能力的限制因素之一。3（二）ATP分解和再合成的速率ATP生成速率依賴于CP分解的代謝能力,這取決于CK活性的高低,也依賴于參與高強(qiáng)度收縮肌纖維的特性和數(shù)目。二、影響糖酵解供能系統(tǒng)的生化因素（一）糖酵解過程的限速酶（二）乳酸生成4三、影響有氧代謝供能系統(tǒng)的生化因素（一）供能底物有氧代謝能力與能源物質(zhì)的儲(chǔ)備量,尤其與肌糖原儲(chǔ)量有關(guān),在60-85%VO2max強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)前肌糖原的儲(chǔ)備量多少是有氧代謝能力的限制因素。長(zhǎng)時(shí)間耐力運(yùn)動(dòng)中,脂肪的動(dòng)員、游離脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和利用也是影響有氧代謝能力的因素之一。（二）線粒體氧化磷酸化能力5第二節(jié)提高機(jī)體代謝能力訓(xùn)練方法的生化分析一、發(fā)展磷酸原代謝能力的訓(xùn)練（一）生物化學(xué)理論依據(jù)1.磷酸原的供能時(shí)間磷酸原供能系統(tǒng)的供能特點(diǎn)是供能時(shí)間短（常為６－８秒），輸出功率最大，因此，磷酸原供能系統(tǒng)的訓(xùn)練可采用專項(xiàng)或?qū)ｉT的最大用力５－１０秒重復(fù)性練習(xí)。且在恢復(fù)間歇中僅有少量乳酸的生成。62.磷酸原的恢復(fù)時(shí)間ＡＴＰ－ＣＰ半時(shí)反應(yīng)約為２０－３０秒，故其最適宜的間歇時(shí)間應(yīng)為３０秒左右。但訓(xùn)練中應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的具體情況，區(qū)別對(duì)待，適宜安排間歇時(shí)間。7從生化原理出發(fā),發(fā)展磷酸原供能能力常采用最大速度（力量）的間歇（重復(fù)）訓(xùn)練,無氧——低乳酸訓(xùn)練。（二）訓(xùn)練方法的生化分析81.最大速度或最大力量，練習(xí)時(shí)間不超過１０秒；無氧-低乳酸訓(xùn)練的原則是:2.每次練習(xí)的休息間歇不能低于30秒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練水平休息間歇可選范圍是30-90秒；3.成組練習(xí)后，組休息間歇不能短于3分鐘，通常在3-4分鐘。910提高糖酵解供能能力的最有效方法是高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),保證運(yùn)動(dòng)中主要由糖酵解供能,運(yùn)動(dòng)機(jī)體內(nèi)有明顯量的乳酸積累。二、發(fā)展糖酵解系統(tǒng)供能能力的訓(xùn)練（一）生物化學(xué)理論依據(jù)

11糖酵解供能的最大速率約在30-90秒之間,故最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)1-2分鐘為宜。在1-2分鐘最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),乳酸積累會(huì)導(dǎo)致機(jī)體疲勞或機(jī)能衰減,影響運(yùn)動(dòng)能力。但大量積累乳酸可刺激機(jī)體對(duì)酸性物質(zhì)的緩沖和適應(yīng),從而提高糖酵解供能能力。1.最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)間12如果運(yùn)動(dòng)肌中有大量的乳酸生成,則選擇H+透過肌膜達(dá)二分之一量的時(shí)間,作為適宜休息間歇的最適宜的時(shí)間。1分鐘全力運(yùn)動(dòng)后,半時(shí)反應(yīng)約為3-4分鐘,因此,休息時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)4-5分鐘。2.適宜休息間歇時(shí)間的選擇13（二）訓(xùn)練方法的生化分析提高糖酵解供能能力的訓(xùn)練,目前常采用最高乳酸訓(xùn)練和乳酸耐受力訓(xùn)練兩種方法。1.最高乳酸間歇訓(xùn)練訓(xùn)練目的:使糖酵解供能能力達(dá)到最高水平，提高以糖酵解供能為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目如400m跑和100m、200m游泳以及最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)1-2分鐘運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能力。訓(xùn)練方法:大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)1-2min，間歇休息3-5min的間歇訓(xùn)練法。14（1）運(yùn)動(dòng)次數(shù)與血乳酸血乳酸在12-20mmol/L是最大無氧代謝訓(xùn)練的敏感范圍,要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),采用一次1分鐘左右的超量負(fù)荷是可以實(shí)現(xiàn)的,但完成的訓(xùn)練量太小。為實(shí)現(xiàn)超負(fù)荷訓(xùn)練,在訓(xùn)練課中必須重復(fù)多次。即1分鐘左右的超量強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng),可以使身體獲得最大的乳酸刺激,提高最大乳酸能力。15（2）1分鐘左右大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)提高最大乳酸能力分析①1分鐘左右的超量強(qiáng)度跑時(shí),基本由糖酵解供能,運(yùn)動(dòng)后,可使肌肉乳酸升高到較高水平；②在4分鐘的間歇休息,可使骨骼肌細(xì)胞中已升高的H+降到接近運(yùn)動(dòng)前水平,使H+對(duì)糖酵解的抑制作用明顯減弱,在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí),骨骼肌中糖原可持續(xù)分解供能,結(jié)果使間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)血乳酸大大高于一次力竭性運(yùn)動(dòng)后血乳酸的濃度,從而提高身體的最大乳酸耐受力。16（3）休息間歇時(shí)間與血乳酸變化

因此,在訓(xùn)練中,可調(diào)整間歇休息的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)與休息的比例來提高乳酸的生成量。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷相同,而間歇休息時(shí)間安排不同,運(yùn)動(dòng)后血乳酸變化不同。172.乳酸耐受力訓(xùn)練乳酸耐受力訓(xùn)練:以1-2分鐘的較大強(qiáng)度進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，休息間歇在4-5分鐘，每次運(yùn)動(dòng)后使血乳酸維持在12毫摩爾/升左右，多次重復(fù)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間承受較高但非最高的酸環(huán)境刺激，從而產(chǎn)生生理上的適應(yīng)和提高酸耐受力的訓(xùn)練方法。18（1）訓(xùn)練方法乳酸耐受力訓(xùn)練常采用超量負(fù)荷的方法。在第一次練習(xí)后使血乳酸達(dá)到較高水平,目前認(rèn)為以12mmol/L的血乳酸濃度為宜,然后保持在這一水平上,使機(jī)體在訓(xùn)練中忍受較長(zhǎng)時(shí)間的刺激,從而產(chǎn)生生理上的適應(yīng)和提高耐受力。在訓(xùn)練中可采用１-1.5分鐘運(yùn)動(dòng)和4-5分鐘休息的多次重復(fù)的間歇訓(xùn)練方法。19Bla(mmol/L)

次1234561'游泳,1'30"休息1'游泳,4'休息20（2）生化分析１分鐘的運(yùn)動(dòng)可使血乳酸達(dá)到12mmol/L左右,休息４－５分鐘,血乳酸有一定的轉(zhuǎn)移,再進(jìn)行下一次練習(xí),使血乳酸又上升至１２mmol／Ｌ左右,運(yùn)動(dòng)重復(fù)進(jìn)行,血乳酸保持在較高水平,使機(jī)體適應(yīng)這種刺激,從而提高耐受力,提高運(yùn)動(dòng)能力。21三、發(fā)展有氧代謝供能系統(tǒng)供能能力的訓(xùn)練（一）生物化學(xué)理論依據(jù)有氧代謝供能的先決條件是氧,運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體只有在中、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)才能獲得充足的氧氣。所以,根據(jù)有氧代謝供能的特點(diǎn),在進(jìn)行有氧代謝能力訓(xùn)練時(shí),除要求運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)以外,還要求降低運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,間歇時(shí)間也需延長(zhǎng)。即要遵循量大、時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度相對(duì)較小的原則。。22（二）訓(xùn)練方法的生化分析1.間歇訓(xùn)練（1）運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度選擇在以發(fā)展有氧代謝耐力為目的的間歇訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要求在接近80-85%最大攝氧量強(qiáng)度或接近無氧閾強(qiáng)度。23

（2）間歇時(shí)間安排

運(yùn)動(dòng)時(shí)間3-5分鐘,間歇休息時(shí)間與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同2分鐘、4分鐘間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)能源物質(zhì)供能情況

24（2）乳酸閾訓(xùn)練乳酸閾訓(xùn)練:在訓(xùn)練中控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度使血乳酸達(dá)4毫摩爾/升左右的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，以發(fā)展最大有氧代謝供能能力的訓(xùn)練方法。①生化分析:用乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練，刺激乳酸的生成和消除，體內(nèi)不產(chǎn)生酸血癥，又能長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練，不斷提高身體的適應(yīng)能力。②訓(xùn)練方法:乳酸閾強(qiáng)度訓(xùn)練屬?gòu)?qiáng)化耐力訓(xùn)練，按這樣的強(qiáng)度訓(xùn)練，每次跑或游泳30-45分鐘，每周訓(xùn)練1-2次即可。25（3）最大乳酸穩(wěn)態(tài)訓(xùn)練

進(jìn)行一般性耐力訓(xùn)練時(shí),強(qiáng)度要降低,比乳酸閾強(qiáng)度低10-15%,跑或游的時(shí)間在30分鐘以上。在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間里,用較穩(wěn)定的不太大的強(qiáng)度,不間歇地連續(xù)進(jìn)行練習(xí)的方法,這期間血乳酸達(dá)到一個(gè)最大的穩(wěn)態(tài)水平。這是提高有氧代謝供能能力最大負(fù)荷強(qiáng)度和量度最適宜的訓(xùn)練方法。其訓(xùn)練的強(qiáng)度可用接近比賽的強(qiáng)度。26男女馬拉松運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到比賽速度時(shí)的血乳酸值

27（四）高原訓(xùn)練

高原訓(xùn)練的目的在于提高運(yùn)動(dòng)員機(jī)體組織在缺氧條件下ATP再合成能力。即利用高原缺氧訓(xùn)練提高組織細(xì)胞獲得氧和利用氧的能力,使機(jī)體的有氧代謝能力得以加強(qiáng)。在利用高原環(huán)境進(jìn)行有氧代謝訓(xùn)練時(shí)要注意以下問題:1、高原適宜高度2、訓(xùn)練的量和強(qiáng)度3.高原訓(xùn)練的持續(xù)時(shí)間28第三節(jié)提高運(yùn)動(dòng)能力的物質(zhì)手段及生化基礎(chǔ)一、補(bǔ)糖與運(yùn)動(dòng)能力補(bǔ)糖不僅有助于長(zhǎng)時(shí)間、耐力性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力,也有益于短時(shí)間、大強(qiáng)度的間歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。（一）補(bǔ)糖的意義可以防止運(yùn)動(dòng)疲勞的過早發(fā)生,延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間,提高運(yùn)動(dòng)能力。

29運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)糖可優(yōu)化肌肉和肝臟糖原儲(chǔ)備,維持運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖穩(wěn)定,保障1h內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)能力和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)末期的沖刺力。運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)糖可顯著改善糖代謝環(huán)境,保持運(yùn)動(dòng)中血糖濃度,維持高的糖氧化速率,節(jié)省肝糖原,減少蛋白質(zhì)消耗。運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)糖可以加強(qiáng)肝、肌糖原的合成和儲(chǔ)存,促進(jìn)疲勞消除和體能恢復(fù)。30（二）補(bǔ)糖的方法1.運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)糖在大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷訓(xùn)練或比賽前數(shù)日增加膳食中糖類食物的攝入（糖類攝入占攝入總能量的60%-70%或10g/kg體重）或采用改良的糖原負(fù)荷法?；蛟谫惽?-4h補(bǔ)糖1-5g/kg體重，31糖原填充法

糖原填充法是一種比較常用的補(bǔ)糖方法,它結(jié)合運(yùn)動(dòng)和飲食二方面進(jìn)行調(diào)整,用這種方法可將糖原含量提高到正常水平的2-3倍。322.運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)糖運(yùn)動(dòng)中每隔20分鐘補(bǔ)充含糖飲料或容易吸收的含糖食物，補(bǔ)糖量一般推薦20-60g/h，多達(dá)40-102g/h，或1-2g/Kg體重，不低于21.5g/h。運(yùn)動(dòng)中攝入果糖或等量混合果糖和葡萄糖或低聚糖的效果要比單獨(dú)葡萄糖好。333.運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)糖運(yùn)動(dòng)后開始補(bǔ)糖的時(shí)間越早效果越好，理想的是在運(yùn)動(dòng)后即刻、運(yùn)動(dòng)后2小時(shí)內(nèi)以及每隔1-2小時(shí)連續(xù)補(bǔ)糖，補(bǔ)糖量為0.75-1.0g/kg體重，24小時(shí)內(nèi)補(bǔ)糖總量達(dá)到9-16g/kg體重。運(yùn)動(dòng)后最好補(bǔ)充葡萄糖-果糖及低聚糖,這樣可使胃的排空速率增加,小腸吸收速度加快,利于合成肌糖原。34運(yùn)動(dòng)后即刻補(bǔ)糖的效果優(yōu)于運(yùn)動(dòng)后稍后時(shí)間,原因在于運(yùn)動(dòng)后及早補(bǔ)糖能盡快提供肌糖原合成的原料。35（三）補(bǔ)充糖類物質(zhì)類型的選擇1、單糖補(bǔ)充葡萄糖有利于合成肌糖原，補(bǔ)充果糖有利于合成肝糖原，果糖和葡萄糖聯(lián)合使用更加有利于糖的吸收和能量的補(bǔ)充2、低聚糖應(yīng)用含4～8個(gè)葡萄糖單位的低聚糖，有助于降低飲料的滲透壓和提高糖的供應(yīng)3.淀粉類食物36二、補(bǔ)液與運(yùn)動(dòng)能力（一）運(yùn)動(dòng)時(shí)水的失衡體液丟失的現(xiàn)象叫脫水。不同環(huán)境、不同性質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體的脫水程度不同。1、輕度脫水以丟失細(xì)胞外液為主，失水量約為體重的2％。輕度脫水可影響運(yùn)動(dòng)能力。

373、重度脫水失水量為體重的6-10%，細(xì)胞內(nèi)液丟失比例增加。將嚴(yán)重影響身體健康。

2、中度脫水失水量達(dá)體重的4%左右，細(xì)胞內(nèi)外失水量約相等?？梢疬\(yùn)動(dòng)能力下降。

38（二）補(bǔ)液的意義合理補(bǔ)液可以維持血漿容量，防止運(yùn)動(dòng)中心率和體溫的過度升高，有助于提高運(yùn)動(dòng)能力。（三）補(bǔ)液的方法補(bǔ)液應(yīng)該遵循的原則:預(yù)防性補(bǔ)充和少量多次。補(bǔ)液的總量一定要大于失水的總量。特別是鈉的補(bǔ)充量一定要大于丟失的量。391、運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)前2小時(shí)內(nèi)可以飲用400-600ml的含電解質(zhì)和糖的運(yùn)動(dòng)飲料。2、運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)液每隔15-20分鐘補(bǔ)充含電解質(zhì)和糖的運(yùn)動(dòng)飲料150-300ml，補(bǔ)液的總量不超過800ml/h。3.運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)液運(yùn)動(dòng)后要及時(shí)補(bǔ)液，使進(jìn)出機(jī)體的液體達(dá)到平衡。40（三）運(yùn)動(dòng)飲料理想的運(yùn)動(dòng)飲料必須具備的三個(gè)條件：①促進(jìn)飲用；②迅速恢復(fù)和維持體液平衡；③提供能量，增進(jìn)運(yùn)動(dòng)能力1、飲料的滲透壓低滲性或等滲性2、飲料中的糖糖含量應(yīng)在4%~8%之間，可使用葡萄糖、蔗糖、低聚糖、短鏈淀粉等。3.飲料中的鈉鹽含量含少量鈉鹽有利于糖和水分的吸收，一般應(yīng)低于汗液中的鈉鹽含量。414、飲料的口味微酸的運(yùn)動(dòng)飲料可增加口感，促進(jìn)飲用5.飲料的溫度高溫環(huán)境下運(yùn)動(dòng)飲料的溫度應(yīng)低于環(huán)境溫度，5℃~13℃的飲料能降低體溫，也有利于攝入。42三、補(bǔ)充蛋白質(zhì)和氨基酸與運(yùn)動(dòng)能力運(yùn)動(dòng)會(huì)引起人體蛋白質(zhì)利用增多和組織損傷，因此運(yùn)動(dòng)員必須增加蛋白質(zhì)攝入量，以便恢復(fù)運(yùn)動(dòng)中消耗的組織蛋白，修復(fù)損傷組織；或者最大程度刺激蛋白質(zhì)合成，發(fā)展肌肉力量和體積，預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血。（一）補(bǔ)充蛋白質(zhì)和氨基酸的意義蛋白質(zhì)、氨基酸缺乏將削弱運(yùn)動(dòng)能力，補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和某些特殊氨基酸，能夠提高人體代謝能力。（二）運(yùn)動(dòng)員蛋白質(zhì)需要量及其補(bǔ)充大負(fù)荷訓(xùn)練期蛋白質(zhì)攝入量要達(dá)到2g/kg體重，訓(xùn)練時(shí)適應(yīng)后可稍減少。耐力運(yùn)動(dòng)員能量攝入充足時(shí)，蛋白質(zhì)需要量為1-1.8g