运动与蛋白质和氨基酸代谢
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蛋白质是组成人体结构成分和酶等特殊的 功能性物质，并在几乎所有生命活动过程 中发挥关键性作用。在运动过程中，骨骼 肌收缩活动影响蛋白质和氨基酸代谢，这 种运动的影响还延续到运动后。
第一节
运动和恢复期蛋白质代谢
一、概述
在正常的情况下机体的蛋白质摄入量与排 出量处于动态平衡。短时间激烈运动时蛋 白质基本不参与供能；长时间耐力运动时， 能量需求的失去平衡，为了补充骨骼肌和 大脑正常活动对糖的需求，蛋白质和氨基 酸分解代谢增强，氨基酸的糖异生作用加 强。长期接受力量性运动训练可以明显促 进蛋白质合成代谢，引起运动肌壮大。
(4) 因运动引起的内环境酸化和体温上升， 在运动后逐渐恢复正常，使对蛋白质合成过 程的阻遏作用解除。 (5) 由运动中ATP浓度暂时下降诱导的多胺 含量增加，它的作用之一是直接促进氨酰 tRNA合成酶和氨酰tRNA转移酶活性，从核糖 体水平提高蛋白质合成速率。 (6) 激素浓度改变，加速复制转录mRNA。
肌肉内肌红蛋白量提高80％，使肌肉转运 氧的能力提高。又如，人骨骼肌经耐力训 练谷-丙转氨酶活性提高两倍。耐力训练 使机体葡萄糖-丙氨酸循环加速，使生成 三羧酸循环中间代谢产物的回补作用增强， 从而提高有氧代谢供能能力。
2．力量训练的作用
力量训练使训练肌的体积增大，肌纤维增 粗，力量增强，这种适应性变化出现在快 收缩肌纤维。肌肉粗大的原因是肌蛋白数 量增多，包括收缩蛋白总量增多。此外， 肌纤维周围的结缔组织、肌腱、韧带组织 数量和力量增长。
26.5 2.1 40.9 2.6（54%） 35.4 1.2（34%）
注：以50%VO2max强度跑台运动3.75小时，n=6 引自伦尼（Rennie），1981
（二）判断肌肉蛋白质分解代谢的强度指标
评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指 标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。内源性 3-甲基组氨酸的来源主要是肌原纤维的肌 动蛋白和肌球蛋白，这些肌纤维进行分解 代谢时释放出3-甲基组氨酸。
（二）运动时代谢利用的氨基酸
运动时人体可利用的氨基酸有三方面来源： (1) 血浆和组织内游离氨基酸； (2) 组织蛋白降解时释出的氨基酸； (3) 非氨基酸类物质，主要是糖分解的中间 代谢产物转变生成的氨基酸。 组织蛋白质分解释出或生成的氨基酸是运动 可利用的主要部分，而游离氨基酸库在运动 中的供能作用不大。血液氨基酸浓度的变化 可以反映游离氨基酸库动态平衡的改变。
运动与蛋白质代谢 二、运动时蛋白质代谢
（一）运动时蛋白质净降解 耐力运动时机体的蛋白质分解速率超过合成速率， 存在净降解的现象。
安静、运动、运动后人体蛋白质转换（mg/KgBW· hr） 合成速率 分解速率
安静 运动 运动后
33.02.0 28.4 1.6（14%） 40.3 1.9（22%）
3.激素变化 运动时血胰岛素、睾酮浓度下降，胰高血 糖素、儿茶酚胺和皮质醇浓度上升，促进 蛋白质分解代谢。 4.酶活性变化 运动引起细胞内组织蛋白酶D、溶酶体酶 的活性升高；酶活性增强可以持续到运动 后3-5天。
三、运动后蛋白质代谢
（一）运动后蛋白质净合成 运动后骨骼肌内蛋白质代谢改变，大多数 研究结果是蛋白质合成代谢增强。 (1)运动后恢复1小时内，骨骼肌内蛋白质 合成明显减弱； (2)运动后第2小时内蛋白质合成速率上升， 并在尚未确定的时间内持续上升。
(二) 影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
(1) 运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增 加，促使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内 的游离氨基酸数量增加，为合成蛋白质提供 了基本原料。 (2) 在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅 速恢复到正常水平。 (3) 肌浆中Ca2+浓度升高，可诱导氧化酶活 性升高。
(三 )
运动训练对蛋白质代谢的影响
1．耐力训练的作用：耐力训练使骨骼肌线 粒体的数目增多，体积增大，线粒体蛋白质 量和组成酶活性提高。例如，耐力训练使鼠 腓肠肌每千克肌肉内细胞浆中谷—丙转氨酶 的活性升高50％，线粒体中谷—丙转氨酶活 性升高80％；训练后肌肉中氧化支链氨基酸 的酶活性提高，代谢利用支链氨基酸的供能 能力提高；
二、运动与氨基酸供能
参与氧化供能的氨基酸主要是：丙氨酸、 谷氨酸、天冬氨酸和支链氨基酸。
（一）丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸代谢
耐力运动时谷丙转氨酶、谷氨酸脱氢酶活性 增高，嘌呤核苷酸循环速率加快，表现出长 时间运动期间肌内丙氨酸和谷氨酸氧化脱氨 基作用加快，含量下降。
（二）支链氨基酸代谢
支链氨基酸包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸 三种必需氨基酸。肌肉是氧化支链氨基酸的 主要组织。每分子亮氨酸、异亮氨酸、缬氨 酸完全氧化分别产生42、43、32分子ATP。 安静时，人骨骼肌总能量消耗的14％由支链 氨基酸氧化过程提供，属于非糖的能量来源。
3-甲基组氨酸既不能用于体内蛋白质合成， 也不能被氧化分解，所以，尿3-甲基组氨 酸总排泄量可作为人体肌蛋白质分解代谢 的强度指标。测定尿3-甲基组氨酸是检测 肌蛋白质降解的有效、无损伤技术。在实 际应用时，经常用3-甲基组氨酸／肌酐比 值表示。
（三）运动使蛋白质分解代谢增强的原因
1.训练状态 运动员在激烈运动训练初期，由于细胞破坏 增多，肌细胞和红细胞再生等合成代谢亢进， 以及运动应激时激素和神经调节等，使蛋白 质净降解。 2.训练的类型、强度及频率 长时间激烈的耐力运动训练，使肌肉中能量 物质大量消耗，导致膜的正常功能失调，细 胞酶外泄，蛋白质分解代谢加强。
第二节
运动与氨基酸代谢
长时间剧烈运动时，人体对氨基酸的利用 加强，某些氨基酸氧化成二氧化碳和水直 接参与供能，或者参与糖异生维持运动中 血糖水平。
一、氨基酸代谢库
（一）游离氨基酸库 人体各组织含有少量游离氨基酸，骨骼肌 和肝脏是重要的游离氨基酸库。大约80％ 游离氨基酸存在骨骼肌内，肝脏内约含10 ％，肾脏约含4％，血浆游离氨基酸仅占 0．2％-6％。 运动改变氨基酸、蛋白质代谢时，游离氨 基酸的组成、分布和数量相应改பைடு நூலகம்。
第一节
运动和恢复期蛋白质代谢
一、概述
在正常的情况下机体的蛋白质摄入量与排 出量处于动态平衡。短时间激烈运动时蛋 白质基本不参与供能；长时间耐力运动时， 能量需求的失去平衡，为了补充骨骼肌和 大脑正常活动对糖的需求，蛋白质和氨基 酸分解代谢增强，氨基酸的糖异生作用加 强。长期接受力量性运动训练可以明显促 进蛋白质合成代谢，引起运动肌壮大。
(4) 因运动引起的内环境酸化和体温上升， 在运动后逐渐恢复正常，使对蛋白质合成过 程的阻遏作用解除。 (5) 由运动中ATP浓度暂时下降诱导的多胺 含量增加，它的作用之一是直接促进氨酰 tRNA合成酶和氨酰tRNA转移酶活性，从核糖 体水平提高蛋白质合成速率。 (6) 激素浓度改变，加速复制转录mRNA。
肌肉内肌红蛋白量提高80％，使肌肉转运 氧的能力提高。又如，人骨骼肌经耐力训 练谷-丙转氨酶活性提高两倍。耐力训练 使机体葡萄糖-丙氨酸循环加速，使生成 三羧酸循环中间代谢产物的回补作用增强， 从而提高有氧代谢供能能力。
2．力量训练的作用
力量训练使训练肌的体积增大，肌纤维增 粗，力量增强，这种适应性变化出现在快 收缩肌纤维。肌肉粗大的原因是肌蛋白数 量增多，包括收缩蛋白总量增多。此外， 肌纤维周围的结缔组织、肌腱、韧带组织 数量和力量增长。
26.5 2.1 40.9 2.6（54%） 35.4 1.2（34%）
注：以50%VO2max强度跑台运动3.75小时，n=6 引自伦尼（Rennie），1981
（二）判断肌肉蛋白质分解代谢的强度指标
评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指 标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。内源性 3-甲基组氨酸的来源主要是肌原纤维的肌 动蛋白和肌球蛋白，这些肌纤维进行分解 代谢时释放出3-甲基组氨酸。
（二）运动时代谢利用的氨基酸
运动时人体可利用的氨基酸有三方面来源： (1) 血浆和组织内游离氨基酸； (2) 组织蛋白降解时释出的氨基酸； (3) 非氨基酸类物质，主要是糖分解的中间 代谢产物转变生成的氨基酸。 组织蛋白质分解释出或生成的氨基酸是运动 可利用的主要部分，而游离氨基酸库在运动 中的供能作用不大。血液氨基酸浓度的变化 可以反映游离氨基酸库动态平衡的改变。
运动与蛋白质代谢 二、运动时蛋白质代谢
（一）运动时蛋白质净降解 耐力运动时机体的蛋白质分解速率超过合成速率， 存在净降解的现象。
安静、运动、运动后人体蛋白质转换（mg/KgBW· hr） 合成速率 分解速率
安静 运动 运动后
33.02.0 28.4 1.6（14%） 40.3 1.9（22%）
3.激素变化 运动时血胰岛素、睾酮浓度下降，胰高血 糖素、儿茶酚胺和皮质醇浓度上升，促进 蛋白质分解代谢。 4.酶活性变化 运动引起细胞内组织蛋白酶D、溶酶体酶 的活性升高；酶活性增强可以持续到运动 后3-5天。
三、运动后蛋白质代谢
（一）运动后蛋白质净合成 运动后骨骼肌内蛋白质代谢改变，大多数 研究结果是蛋白质合成代谢增强。 (1)运动后恢复1小时内，骨骼肌内蛋白质 合成明显减弱； (2)运动后第2小时内蛋白质合成速率上升， 并在尚未确定的时间内持续上升。
(二) 影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
(1) 运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增 加，促使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内 的游离氨基酸数量增加，为合成蛋白质提供 了基本原料。 (2) 在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅 速恢复到正常水平。 (3) 肌浆中Ca2+浓度升高，可诱导氧化酶活 性升高。
(三 )
运动训练对蛋白质代谢的影响
1．耐力训练的作用：耐力训练使骨骼肌线 粒体的数目增多，体积增大，线粒体蛋白质 量和组成酶活性提高。例如，耐力训练使鼠 腓肠肌每千克肌肉内细胞浆中谷—丙转氨酶 的活性升高50％，线粒体中谷—丙转氨酶活 性升高80％；训练后肌肉中氧化支链氨基酸 的酶活性提高，代谢利用支链氨基酸的供能 能力提高；
二、运动与氨基酸供能
参与氧化供能的氨基酸主要是：丙氨酸、 谷氨酸、天冬氨酸和支链氨基酸。
（一）丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸代谢
耐力运动时谷丙转氨酶、谷氨酸脱氢酶活性 增高，嘌呤核苷酸循环速率加快，表现出长 时间运动期间肌内丙氨酸和谷氨酸氧化脱氨 基作用加快，含量下降。
（二）支链氨基酸代谢
支链氨基酸包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸 三种必需氨基酸。肌肉是氧化支链氨基酸的 主要组织。每分子亮氨酸、异亮氨酸、缬氨 酸完全氧化分别产生42、43、32分子ATP。 安静时，人骨骼肌总能量消耗的14％由支链 氨基酸氧化过程提供，属于非糖的能量来源。
3-甲基组氨酸既不能用于体内蛋白质合成， 也不能被氧化分解，所以，尿3-甲基组氨 酸总排泄量可作为人体肌蛋白质分解代谢 的强度指标。测定尿3-甲基组氨酸是检测 肌蛋白质降解的有效、无损伤技术。在实 际应用时，经常用3-甲基组氨酸／肌酐比 值表示。
（三）运动使蛋白质分解代谢增强的原因
1.训练状态 运动员在激烈运动训练初期，由于细胞破坏 增多，肌细胞和红细胞再生等合成代谢亢进， 以及运动应激时激素和神经调节等，使蛋白 质净降解。 2.训练的类型、强度及频率 长时间激烈的耐力运动训练，使肌肉中能量 物质大量消耗，导致膜的正常功能失调，细 胞酶外泄，蛋白质分解代谢加强。
第二节
运动与氨基酸代谢
长时间剧烈运动时，人体对氨基酸的利用 加强，某些氨基酸氧化成二氧化碳和水直 接参与供能，或者参与糖异生维持运动中 血糖水平。
一、氨基酸代谢库
（一）游离氨基酸库 人体各组织含有少量游离氨基酸，骨骼肌 和肝脏是重要的游离氨基酸库。大约80％ 游离氨基酸存在骨骼肌内，肝脏内约含10 ％，肾脏约含4％，血浆游离氨基酸仅占 0．2％-6％。 运动改变氨基酸、蛋白质代谢时，游离氨 基酸的组成、分布和数量相应改பைடு நூலகம்。