运动时骨骼肌供能系统
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– 脂肪储量理论上可供运动的时间不限，其供能随运动强度增 加而降低、随运动时间延长而增高。为静息状态与低中强度 运动时能量代谢的主要基质。
– 蛋白质的主要功能是承担生命活动，故虽能在长于30分钟的 激烈运动中供能，但最多不超过总耗能的18%。
• 输出功率：糖有氧氧化最大输出功率为糖酵解的一 半，脂肪氧化最大输出功率为糖有氧氧化的一半。
糖酵解过程简图
1,6 二磷酸果糖
ATP ADP PFK
ATP ADP
血葡萄糖 6-磷酸果糖
2（3-磷酸甘油醛）
2NAD NADH+H+
2（1，3二磷酸甘油酸）
2ADP 2ATP
肌糖原 2（3-磷酸甘油酸）
2（丙酮酸）
2ATP 2ADP
2（磷酸烯醇式丙酮酸）
LDH
2（乳酸）
运动时糖酵解供能
• 在以最大强度运动6～8秒时，CP成为主要的供能 物质。同时糖酵解过程被激活，肌糖原迅速分解 参与供能，程为维持极量运动的重要能量系统。
NAD
CH3 . CO.COOH （丙酮酸）
NADH+H+
CH3 . CO. SCOA （乙酰辅酶A） CO2
O
丙酮酸脱氢酶系 O
CH3CCOOH + HS-CoA+ NAD+
CH3C SCoA＋ CO2 ＋NADH
丙酮酸
辅酶A
乙酰辅酶A
丙酮酸生成乙酰CoA
紧接着乙酰辅酶A进行氧化，其先与草酰乙酸合 成柠檬酸，柠檬酸分子上有三个羧酸基，被氧化经 过脱氢和脱羧基，又转变为草酰乙酸，其间二次脱 羧、四次脱氢，生成2CO2。由丙酮酸开始，则生成 了3CO2和脱下5对氢，总的结果如下：
人体运动时的无氧代谢过程
是指维持运动需求能量的过程中，各种能源的 变化过程中没有消耗氧。
• 磷酸原系统 ——能量的直接来源及最快补充
• 糖酵解系统 ——乳酸生成和供能
磷酸原系统
——能量的直接来源及最快补充
• ATP、CP分子内均含有高能磷酸键，在代谢 中均通过转移磷酸基团的过程释放能量， 所以将ATP、CP合称磷酸原。由ATP、CP分 解反应组成的供能系统称为磷酸原系统。
C ATP AMP
CK
ATP酶 H2O MK
CP
ADP + Pi +能量
肌肉 收缩
ADP
磷酸原系统供能过程示意图
磷酸原系统供能特点
• 运动开始时最早启动 • 最快利用 • 快速供能 • 最大功率输出
不同强度运动磷酸原储量的变化
• 极量运动至力竭，CP储量接近耗尽 • 75%VO2max强度运动达疲劳， CP储量降
运动时骨骼肌供能系统
人体的三个供能系统
• 磷酸原系统
CP+ADP
ATP
无
• 乳酸能系统（糖酵解供能系统）
氧 代
糖
乳酸+ATP
谢 供
• 有氧氧化系统
能
糖、脂肪+ O2
CO2+H2O+ATP
人体运动时物质和能量代谢过程
• 人体运动时的无氧代谢过程
• 人体运动时的有氧代谢过程
是指代谢过程中有无氧的参与，而非身体内有无 氧的存在
• 在全力运动30～60秒时，糖酵解可达最大速率， 其输出功率约为磷酸原系统的一半。
• 骨骼肌肌糖原储量较高
Hale Waihona Puke Baidu
乳酸循环
人体运动时的有氧代谢过程
• 糖的有氧代谢 • 脂肪的有氧代谢 • 蛋白质的供能代谢
ATP ATP酶 ADP + 磷酸 + 能量（作功）
共 同
糖
ADP
ATP
点
脂肪
CO2+H2O+尿素等
蛋白质
糖的有氧代谢
• 骨骼肌糖原或由血液运输至肌肉的葡萄糖， 其有氧供能的过程可分为三个阶段：
1. 糖分解为丙酮酸——无氧代谢阶段 2. 丙酮酸脱氢脱羧氧化——糖代谢中CO2生成 3. 氢的氧化——释放能量和水生成
糖分解为丙酮酸
与糖酵解过程相同
丙酮酸氧化脱氢脱羧
• 丙酮酸在有氧代谢时先脱羧（生成CO2）和脱氢， 生成乙酰辅酶A，简式如下：
• 由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系 统组成的这种代谢途径一般称为生物氧化还原链， 当受氢体是氧时，称为呼吸链。
脂肪的有氧代谢
1、脂肪水解
脂肪
甘油 + 脂肪酸
2、甘油的分解代谢
甘油
磷酸甘油 （进入糖代谢途径）
3、脂肪酸的分解代谢
脂肪酸 + 辅酶A
脂肪酰辅酶A
β氧化
脂肪酰辅酶A n乙酰辅酶A
• 相互转化：糖极易转化为脂肪；脂肪分子中仅甘 油经糖异生可转化为糖；糖代谢中间产物可合成 某些氨基酸；某些氨基酸可转变为糖；氨基酸可 转变为脂肪酸；脂肪不能合成蛋白质。
（五）运动时有氧代谢供能
• 启动：安静时即在运转，只是运转速率等充分调动。 • 维持运动时间：
– 肌糖原储量以有氧方式氧化，可供大强度运动1-2小时能量之 需。
时间越长、强度越小，脂肪供能比例越高。
✓ 运动后恢复：有氧氧化供能系统（较高水平）。
✓ 安静：有氧氧化供能系统（一般水平）。
至安静时20％ • 低于60 %VO2max强度运动时， CP储量几
乎不下降
运动训练对磷酸原系统的影响
• 运动训练可以明显提高ATP酶的活性，促进运动时 加快ATP利用和再合成的速度，提高肌肉最大做功 能力。
• 速度训练可以提高肌酸激酶的活性，提高ATP的转 换速率和肌肉最大功率输出。
• 运动训练使骨骼肌CP储量明显增多，提高磷酸原 供能时间。
丙酮酸
5（2H）+3CO2
乙酰辅酶A的氧化——三羧酸循环
丙酮酸
NAD
NADH+H+
CO2
乙酰辅酶A
草酰乙酸 NAD NADH+H+
苹果酸
FADH2 FAD
琥珀酸
2CO2 GTP GDP
柠檬酸 NAD NADH+H+
a—酮戊二酸
NAD NADH+H+
• 细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要功 能是将代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所组成 的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。
脂 肪 酸 氧 化 步 骤
蛋白质的供能代谢
蛋白质 氨基酸
氨基酸 酮酸 + 氨
蛋白质的供能代谢
不同的氨基酸可生成相应的酮酸，20种氨基酸可 变成相应的酮酸或中间产物，最后进入三羧酸循环。
丙氨酸 谷氨酸 门冬氨酸
丙酮酸 + 氨 a-酮戊二酸 + 氨
草酰乙酸 + 氨
三大物质代谢的相互关系
• 共同途径——三羧酸循环：糖、脂肪和蛋白质的 合成代谢途径各不相同，但是它们的分解代谢途 径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列 分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最 后被氧化成CO2和H2O。
• 运动项目：数分钟以上耐力性项目的基本供能系统。
✓ 力量性运动（爆发力）：磷酸原供能系统。如投 掷。
✓ 速度性运动：磷酸原供能系统（10秒内主导）， 糖酵解供能系统（10秒外主导）。如100米。1500 米的加速与冲刺。
✓ 速度耐力性运动：糖酵解供能系统、有氧氧化供 能系统。如400米。
✓ 耐力性运动：有氧氧化供能系统（高水平）。如 马拉松。
• 运动训练对骨骼肌ATP储量影响不明显。
糖酵解系统 ——乳酸生成和供能
• 运动时，骨骼肌糖原或葡萄糖可在无氧条 件下酵解，生成乳酸并释放出能量供肌肉 运动，这个过程的简式为：
C6H12O6
2C3H6O3 + 3ATP
从肌糖原开始进行酵解，1分子肌糖原可净生成 3ATP（消耗1ATP，生成4ATP）；从葡萄糖开始进行 酵解可净生成2ATP（消耗2ATP，生成4ATP）。
胍基乙酸 （甲基化）
肌酸
肌 酸
蛋氨酸
（血）
合 成
简
肌酸
肌内吸收
图
（约占95％）
CP
ADP （约占60～65％）
AT P
氧化磷酸化
磷酸肌酸的功能
1、高能磷酸基团的储存库
CK（肌酸激酶）
ADP + CP
ATP + C（肌酸）
2、组成肌酸－磷酸肌酸能量穿梭系统
• 将线粒体内有氧代谢释放的部分能量转移到细胞 质内，即将能量从产能部位转运到利用能量的部 位。
磷酸原系统供能代谢包括下面的过程：
ATP ATP酶 ADP + 磷酸 + 能量（作功）
CK（肌酸激酶）
ADP + CP
ATP + C（肌酸）
2ADP AMP
MK（肌激酶） ATP + AMP AMP（脱氨酶） IMP + NH3
短时极量强 度运动时
磷酸肌酸的分子结构
精氨酸
磷
肾或胰脏
肝
酸
甘氨酸
（合成）
– 蛋白质的主要功能是承担生命活动，故虽能在长于30分钟的 激烈运动中供能，但最多不超过总耗能的18%。
• 输出功率：糖有氧氧化最大输出功率为糖酵解的一 半，脂肪氧化最大输出功率为糖有氧氧化的一半。
糖酵解过程简图
1,6 二磷酸果糖
ATP ADP PFK
ATP ADP
血葡萄糖 6-磷酸果糖
2（3-磷酸甘油醛）
2NAD NADH+H+
2（1，3二磷酸甘油酸）
2ADP 2ATP
肌糖原 2（3-磷酸甘油酸）
2（丙酮酸）
2ATP 2ADP
2（磷酸烯醇式丙酮酸）
LDH
2（乳酸）
运动时糖酵解供能
• 在以最大强度运动6～8秒时，CP成为主要的供能 物质。同时糖酵解过程被激活，肌糖原迅速分解 参与供能，程为维持极量运动的重要能量系统。
NAD
CH3 . CO.COOH （丙酮酸）
NADH+H+
CH3 . CO. SCOA （乙酰辅酶A） CO2
O
丙酮酸脱氢酶系 O
CH3CCOOH + HS-CoA+ NAD+
CH3C SCoA＋ CO2 ＋NADH
丙酮酸
辅酶A
乙酰辅酶A
丙酮酸生成乙酰CoA
紧接着乙酰辅酶A进行氧化，其先与草酰乙酸合 成柠檬酸，柠檬酸分子上有三个羧酸基，被氧化经 过脱氢和脱羧基，又转变为草酰乙酸，其间二次脱 羧、四次脱氢，生成2CO2。由丙酮酸开始，则生成 了3CO2和脱下5对氢，总的结果如下：
人体运动时的无氧代谢过程
是指维持运动需求能量的过程中，各种能源的 变化过程中没有消耗氧。
• 磷酸原系统 ——能量的直接来源及最快补充
• 糖酵解系统 ——乳酸生成和供能
磷酸原系统
——能量的直接来源及最快补充
• ATP、CP分子内均含有高能磷酸键，在代谢 中均通过转移磷酸基团的过程释放能量， 所以将ATP、CP合称磷酸原。由ATP、CP分 解反应组成的供能系统称为磷酸原系统。
C ATP AMP
CK
ATP酶 H2O MK
CP
ADP + Pi +能量
肌肉 收缩
ADP
磷酸原系统供能过程示意图
磷酸原系统供能特点
• 运动开始时最早启动 • 最快利用 • 快速供能 • 最大功率输出
不同强度运动磷酸原储量的变化
• 极量运动至力竭，CP储量接近耗尽 • 75%VO2max强度运动达疲劳， CP储量降
运动时骨骼肌供能系统
人体的三个供能系统
• 磷酸原系统
CP+ADP
ATP
无
• 乳酸能系统（糖酵解供能系统）
氧 代
糖
乳酸+ATP
谢 供
• 有氧氧化系统
能
糖、脂肪+ O2
CO2+H2O+ATP
人体运动时物质和能量代谢过程
• 人体运动时的无氧代谢过程
• 人体运动时的有氧代谢过程
是指代谢过程中有无氧的参与，而非身体内有无 氧的存在
• 在全力运动30～60秒时，糖酵解可达最大速率， 其输出功率约为磷酸原系统的一半。
• 骨骼肌肌糖原储量较高
Hale Waihona Puke Baidu
乳酸循环
人体运动时的有氧代谢过程
• 糖的有氧代谢 • 脂肪的有氧代谢 • 蛋白质的供能代谢
ATP ATP酶 ADP + 磷酸 + 能量（作功）
共 同
糖
ADP
ATP
点
脂肪
CO2+H2O+尿素等
蛋白质
糖的有氧代谢
• 骨骼肌糖原或由血液运输至肌肉的葡萄糖， 其有氧供能的过程可分为三个阶段：
1. 糖分解为丙酮酸——无氧代谢阶段 2. 丙酮酸脱氢脱羧氧化——糖代谢中CO2生成 3. 氢的氧化——释放能量和水生成
糖分解为丙酮酸
与糖酵解过程相同
丙酮酸氧化脱氢脱羧
• 丙酮酸在有氧代谢时先脱羧（生成CO2）和脱氢， 生成乙酰辅酶A，简式如下：
• 由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系 统组成的这种代谢途径一般称为生物氧化还原链， 当受氢体是氧时，称为呼吸链。
脂肪的有氧代谢
1、脂肪水解
脂肪
甘油 + 脂肪酸
2、甘油的分解代谢
甘油
磷酸甘油 （进入糖代谢途径）
3、脂肪酸的分解代谢
脂肪酸 + 辅酶A
脂肪酰辅酶A
β氧化
脂肪酰辅酶A n乙酰辅酶A
• 相互转化：糖极易转化为脂肪；脂肪分子中仅甘 油经糖异生可转化为糖；糖代谢中间产物可合成 某些氨基酸；某些氨基酸可转变为糖；氨基酸可 转变为脂肪酸；脂肪不能合成蛋白质。
（五）运动时有氧代谢供能
• 启动：安静时即在运转，只是运转速率等充分调动。 • 维持运动时间：
– 肌糖原储量以有氧方式氧化，可供大强度运动1-2小时能量之 需。
时间越长、强度越小，脂肪供能比例越高。
✓ 运动后恢复：有氧氧化供能系统（较高水平）。
✓ 安静：有氧氧化供能系统（一般水平）。
至安静时20％ • 低于60 %VO2max强度运动时， CP储量几
乎不下降
运动训练对磷酸原系统的影响
• 运动训练可以明显提高ATP酶的活性，促进运动时 加快ATP利用和再合成的速度，提高肌肉最大做功 能力。
• 速度训练可以提高肌酸激酶的活性，提高ATP的转 换速率和肌肉最大功率输出。
• 运动训练使骨骼肌CP储量明显增多，提高磷酸原 供能时间。
丙酮酸
5（2H）+3CO2
乙酰辅酶A的氧化——三羧酸循环
丙酮酸
NAD
NADH+H+
CO2
乙酰辅酶A
草酰乙酸 NAD NADH+H+
苹果酸
FADH2 FAD
琥珀酸
2CO2 GTP GDP
柠檬酸 NAD NADH+H+
a—酮戊二酸
NAD NADH+H+
• 细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要功 能是将代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所组成 的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。
脂 肪 酸 氧 化 步 骤
蛋白质的供能代谢
蛋白质 氨基酸
氨基酸 酮酸 + 氨
蛋白质的供能代谢
不同的氨基酸可生成相应的酮酸，20种氨基酸可 变成相应的酮酸或中间产物，最后进入三羧酸循环。
丙氨酸 谷氨酸 门冬氨酸
丙酮酸 + 氨 a-酮戊二酸 + 氨
草酰乙酸 + 氨
三大物质代谢的相互关系
• 共同途径——三羧酸循环：糖、脂肪和蛋白质的 合成代谢途径各不相同，但是它们的分解代谢途 径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列 分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最 后被氧化成CO2和H2O。
• 运动项目：数分钟以上耐力性项目的基本供能系统。
✓ 力量性运动（爆发力）：磷酸原供能系统。如投 掷。
✓ 速度性运动：磷酸原供能系统（10秒内主导）， 糖酵解供能系统（10秒外主导）。如100米。1500 米的加速与冲刺。
✓ 速度耐力性运动：糖酵解供能系统、有氧氧化供 能系统。如400米。
✓ 耐力性运动：有氧氧化供能系统（高水平）。如 马拉松。
• 运动训练对骨骼肌ATP储量影响不明显。
糖酵解系统 ——乳酸生成和供能
• 运动时，骨骼肌糖原或葡萄糖可在无氧条 件下酵解，生成乳酸并释放出能量供肌肉 运动，这个过程的简式为：
C6H12O6
2C3H6O3 + 3ATP
从肌糖原开始进行酵解，1分子肌糖原可净生成 3ATP（消耗1ATP，生成4ATP）；从葡萄糖开始进行 酵解可净生成2ATP（消耗2ATP，生成4ATP）。
胍基乙酸 （甲基化）
肌酸
肌 酸
蛋氨酸
（血）
合 成
简
肌酸
肌内吸收
图
（约占95％）
CP
ADP （约占60～65％）
AT P
氧化磷酸化
磷酸肌酸的功能
1、高能磷酸基团的储存库
CK（肌酸激酶）
ADP + CP
ATP + C（肌酸）
2、组成肌酸－磷酸肌酸能量穿梭系统
• 将线粒体内有氧代谢释放的部分能量转移到细胞 质内，即将能量从产能部位转运到利用能量的部 位。
磷酸原系统供能代谢包括下面的过程：
ATP ATP酶 ADP + 磷酸 + 能量（作功）
CK（肌酸激酶）
ADP + CP
ATP + C（肌酸）
2ADP AMP
MK（肌激酶） ATP + AMP AMP（脱氨酶） IMP + NH3
短时极量强 度运动时
磷酸肌酸的分子结构
精氨酸
磷
肾或胰脏
肝
酸
甘氨酸
（合成）