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1、运动生物化学运动生物化学第一章第一章 运动和糖代谢运动和糖代谢第一节第一节 糖的分解代谢糖的分解代谢第二节第二节 运动对糖代谢的影响运动对糖代谢的影响第三节第三节 乳酸代谢与运动能力乳酸代谢与运动能力糖代谢概况糖代谢概况合成合成糖原合成：糖原合成：GGn糖异生：非糖物质（生糖糖异生：非糖物质（生糖AA、甘油、甘油、HL）糖糖分解分解糖原分解：糖原分解：GnG（肌糖原供肌肉急需，肝糖原补充血糖）（肌糖原供肌肉急需，肝糖原补充血糖）糖酵解：糖酵解：Gn 、G HL（无氧、胞液、较快、不彻底）（无氧、胞液、较快、不彻底）糖的有氧氧化：糖的有氧氧化：Gn 、G CO2、H2O（有氧、需线粒体、较慢、（
2、有氧、需线粒体、较慢、彻底）彻底）磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径：Gn 、G NADPH、R-5-P（提供还原当量、核（提供还原当量、核酸合成原料）酸合成原料）第一节第一节 糖的分解代谢糖的分解代谢o 糖的分解代谢中伴随释放能量是运动时骨糖的分解代谢中伴随释放能量是运动时骨骼肌细胞获得能量的主要方式。骼肌细胞获得能量的主要方式。o 糖的分解代谢有三条途径：糖的分解代谢有三条途径：1.1. 在无氧条件下，葡萄糖在无氧条件下，葡萄糖( (糖原糖原) )经酵解生成乳酸经酵解生成乳酸2.2. 在有氧条件下，葡萄糖在有氧条件下，葡萄糖( (糖原糖原) )经三羧酸循环进经三羧酸循环进行有氧氧化生成水和二氧化碳
3、。行有氧氧化生成水和二氧化碳。3.3. 葡萄糖经磷酸戊糖途径被氧化为水和二氧化碳。葡萄糖经磷酸戊糖途径被氧化为水和二氧化碳。一、糖的无氧酵解一、糖的无氧酵解（一）糖酵解的反应过程（一）糖酵解的反应过程 1 1从葡萄糖或糖原生成从葡萄糖或糖原生成 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 21.6-1.6-二磷酸果糖生成二磷酸果糖生成 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 3 33-3-磷酸甘油醛生成丙磷酸甘油醛生成丙 酮酸酮酸 4 4丙酮酸还原生成乳酸丙酮酸还原生成乳酸（二）糖酵解过程中（二）糖酵解过程中ATPATP的合成的合成- -磷酸果糖磷酸果糖1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 -1 -1 1
4、，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2分子分子3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +1*2烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙酮酸丙酮酸 +1*2糖原糖原1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖 -1 -1 葡萄糖葡萄糖- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 -1 -1 反反 应应 ATPATP分子数分子数净增净增ATP分子数分子数 +2（葡萄糖葡萄糖），），+3（糖原糖原）（三）糖酵解在人体运动中的生理意义（三）糖酵解在人体运动中的生理意义o 缺氧状态下的能量来源缺氧状态下的能量来源 对短时间大强度运动而言，即使氧不缺乏，葡萄糖对短时间大强度运动而言，即使氧不缺乏，葡萄糖有氧氧化生成有氧氧化生成ATPATP的速度也远不如糖酵
5、解来得快，其最的速度也远不如糖酵解来得快，其最大功率输出仅为糖酵解的二分之一。大功率输出仅为糖酵解的二分之一。o 维持极量运动的能量来源维持极量运动的能量来源o 高耗能组织的能量来源高耗能组织的能量来源 运动中骨骼肌、心肌；视网膜、肾髓质、红细胞等运动中骨骼肌、心肌；视网膜、肾髓质、红细胞等代谢活跃的组织。代谢活跃的组织。二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化（一）有氧氧化的反应过程（一）有氧氧化的反应过程 1 1从葡萄糖（糖原）分从葡萄糖（糖原）分 解生成丙酮酸解生成丙酮酸 2 2丙酮酸氧化脱羧生成丙酮酸氧化脱羧生成 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 3 3乙酰辅酶乙酰辅酶A A进入三羧进入三羧 酸循环生成
6、二氧化碳酸循环生成二氧化碳 和水和水（二）糖有氧氧化过程中（二）糖有氧氧化过程中ATPATP的合成的合成（三）有氧氧化在人体运动中的生理意义（三）有氧氧化在人体运动中的生理意义o 供给能量供给能量o 能量代谢的共同途径能量代谢的共同途径三、糖的磷酸戊糖途径三、糖的磷酸戊糖途径 （一）磷酸戊糖代谢主要过程（一）磷酸戊糖代谢主要过程（二）磷酸戊糖途径在人体运动中的生理意义（二）磷酸戊糖途径在人体运动中的生理意义o 供给能量供给能量 磷酸戊糖途径中脱下的氢磷酸戊糖途径中脱下的氢(NADPH+H+)(NADPH+H+)，可经生物氧化，可经生物氧化作用释放能量合成作用释放能量合成ATPATP。o 抗氧化
7、损伤抗氧化损伤 NADPH+H+NADPH+H+是某些重要物质生物合成的供氢体。如脂肪是某些重要物质生物合成的供氢体。如脂肪酸，胆固醇和类固醇类激素的合成。同时由于酸，胆固醇和类固醇类激素的合成。同时由于NADPH+H+NADPH+H+具具有还原性，可以保护酶和蛋白质的巯基不易被氧化。有还原性，可以保护酶和蛋白质的巯基不易被氧化。o 核苷酸核苷酸 生成的磷酸戊糖是合成核糖，核苷酸及生成的磷酸戊糖是合成核糖，核苷酸及ATPATP等的原料。等的原料。第二节第二节 运动对糖代谢的影响运动对糖代谢的影响o 肌糖原肌糖原o 血糖血糖o 肝糖原肝糖原 运动时需要动用糖代谢供能时，首先动用的是肌糖运动时需要
8、动用糖代谢供能时，首先动用的是肌糖原，随着运动的持续，肌肉摄取血糖的数量增加，可反原，随着运动的持续，肌肉摄取血糖的数量增加，可反射性地引起肝糖原分解成葡萄糖，补充及维持血糖浓度射性地引起肝糖原分解成葡萄糖，补充及维持血糖浓度的相对稳定，确保运动能力的正常发挥。的相对稳定，确保运动能力的正常发挥。 一、运动对肌糖原的影响一、运动对肌糖原的影响运动强度运动强度- -肌糖原利用率的关系肌糖原利用率的关系 以以30% VO2max30% VO2max强度运动时，肌强度运动时，肌 肉主要由脂肪酸氧化供能，很肉主要由脂肪酸氧化供能，很 少利用肌糖原。少利用肌糖原。 以以65-85% VO2max65-8
9、5% VO2max强度运动时，强度运动时， 肌糖原消耗量与运动时间有关。肌糖原消耗量与运动时间有关。 以以90-95%VO2max90-95%VO2max以上强度运动以上强度运动 时，肌糖原消耗速率最大。时，肌糖原消耗速率最大。肌糖原利用量运动时间运动时间- -肌糖原利用量的关系肌糖原利用量的关系 （60%85%VO2max60%85%VO2max） 最初阶段最初阶段- -利用率最快利用率最快 持续阶段持续阶段- -利用率减慢利用率减慢 最后阶段最后阶段- -利用率最慢利用率最慢o因直接参与收缩的肌群不同，运动时肌糖原的利用不同。因直接参与收缩的肌群不同，运动时肌糖原的利用不同。o型肌纤维肌糖
10、原的利用随强度的增大而减少；型肌纤维肌糖原的利用随强度的增大而减少；型肌纤型肌纤维肌糖原的利用随强度的增大而增大。维肌糖原的利用随强度的增大而增大。o 在运动前在运动前3030分钟或运动间歇，适量吃糖可参促进运动肌分钟或运动间歇，适量吃糖可参促进运动肌摄取和利用血糖，抑制脂解作用，降低内源性糖贮备的消摄取和利用血糖，抑制脂解作用，降低内源性糖贮备的消耗。耗。o运动前运动前1 1小时喝咖啡，可以使肌肉氧化脂肪酸供能比例增小时喝咖啡，可以使肌肉氧化脂肪酸供能比例增大，也能减慢肌糖原的利用速率。大，也能减慢肌糖原的利用速率。o热天运动使肌糖原分解供能增多，寒冷时人体利用脂肪供热天运动使肌糖原分解供能
11、增多，寒冷时人体利用脂肪供能增多。能增多。（二）肌糖原与运动能力（二）肌糖原与运动能力p 在长时间在长时间(45-200(45-200分钟分钟) )大强度运动中，运动前肌糖大强度运动中，运动前肌糖原储量决定达到运动力竭的时间，直接影响到运动原储量决定达到运动力竭的时间，直接影响到运动能力。能力。 中等强度中等强度（75%VO2max75%VO2max）运动时，运动前运动时，运动前肌糖原的储量是运动能力的一个限制因素。肌糖原的储量是运动能力的一个限制因素。1. 糖原在肌细胞内分隔存在，当运动肌肉糖原耗尽时，难以从非运动肌肉得到补充。2. 肌糖原含量低者，在完成相同负荷运动时，肌肉要较多地吸取血糖
12、供能，可能引起低血糖症，影响中枢神经系统的能量供应。3. 肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物，缺糖将影响脂肪氧化供能的能力和供能量。4. 肌糖原储量不足，脂肪酸供能比例增加，使运动能力下降。p 低强度运动低强度运动（50%VO2max50%VO2max）时，肌糖原的储存量降低时，肌糖原的储存量降低并不伴随着运动能力的下降。并不伴随着运动能力的下降。p 短时间极量运动时，一般不会引起明显的糖原耗竭，短时间极量运动时，一般不会引起明显的糖原耗竭，肌糖原的储存量降低并不伴随着运动能力的下降。肌糖原的储存量降低并不伴随着运动能力的下降。p 总之，肌糖原储量对耐力运动和极量运动都是必要总之，肌糖原储量对耐力
13、运动和极量运动都是必要的能源。设法提高体内肌糖原储量，降低运动时糖的能源。设法提高体内肌糖原储量，降低运动时糖原利用速率，加快运动后糖原恢复，并达到超量恢原利用速率，加快运动后糖原恢复，并达到超量恢复，对耐力运动能力的提高尤其重要。复，对耐力运动能力的提高尤其重要。（二）肌糖原与运动能力（二）肌糖原与运动能力二、运动对血糖的影响二、运动对血糖的影响定义：定义：血液中的葡萄糖。血液中的葡萄糖。正常范围：正常范围：以空腹以空腹( (进食进食1212小时之后小时之后) )值为准，正常值为准，正常范围是范围是4.44.46.6mmol6.6mmolL(80L(80120mg/100ml)120mg/1
14、00ml)。 低血糖：低血糖：血糖低于血糖低于3.8mmol3.8mmolL(70mg/100ml)L(70mg/100ml)。 高血糖：高血糖：血糖高于血糖高于7.2mmo/L(130mg/100ml)7.2mmo/L(130mg/100ml)。 肾糖阈：肾糖阈：血糖浓度高于血糖浓度高于8.8mmol/L(160mg/100ml)8.8mmol/L(160mg/100ml) 时，肾小球滤过的葡萄糖在肾小管不能全部被重时，肾小球滤过的葡萄糖在肾小管不能全部被重新吸收，糖由尿中排出，所以血糖新吸收，糖由尿中排出，所以血糖8.8mmol8.8mmolL L (160mg/ml)(160mg/ml)
15、称为肾糖阈称为肾糖阈。（一）血糖在人体运动中的生理意义（一）血糖在人体运动中的生理意义1. 1. 中枢神经系统的主要供能物质中枢神经系统的主要供能物质o日常情况下，脑生理活动所需能量的85-95%靠葡萄糖氧化。对60Kg体重而言，脑每日消耗葡萄糖120-130克，而脑内糖原贮量仅2克。故脑对血糖浓度极为敏感。2. 2. 红细胞的唯一能源红细胞的唯一能源o成熟红细胞不含线粒体，不能进行有氧氧化。其燃料主要来自血糖。循环系统红细胞每天利用25克糖，其中90-95%由糖酵解供给，5-10%由磷酸戊糖途径供给。3. 3. 血糖是运动肌的肌外燃料血糖是运动肌的肌外燃料o运动时骨骼肌不断吸收与利用血糖，降
16、低肌糖原的消耗，可延迟肌肉疲劳的发生。（二）运动对血糖的影响（二）运动对血糖的影响1.1. 运动强度运动强度 在短时间极量在短时间极量运动初始阶段，肌运动初始阶段，肌细胞不吸收血糖。细胞不吸收血糖。中等强度运动初期，中等强度运动初期，肌肉吸收血糖急剧肌肉吸收血糖急剧上升，在上升，在4040分钟时分钟时净吸收血糖量是运净吸收血糖量是运动前的动前的7 72020倍。倍。 （二）运动对血糖的影响（二）运动对血糖的影响 2. 2.运动时间运动时间 随着运动时间延长，随着运动时间延长，运动肌摄取利用血糖的量运动肌摄取利用血糖的量保持上升趋势，但强度不保持上升趋势，但强度不同，摄取血糖的高峰时间同，摄取血糖的高峰时间不同。运动强度低不同。运动强度低(30%(30%最最大摄氧量大摄氧量) )时，摄取血糖的时，摄取血糖的高峰时出现在高峰时出现在9090180180分钟分钟之间，运动强度较高之间，运动强度较高(60%(60%最大摄氧量最大摄氧量) )时，摄取血糖时，摄取血糖的高峰时间出现在的高峰时间出现在9090120120分钟之间，随后骨骼肌摄分钟之间，随后骨骼肌摄取血糖的速率逐渐下降。取血糖的速率逐
