运动和糖代谢

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O:51%
产能23kJ
多余11.9%
能源物质 C:H:O比例
燃烧 1升氧
运动成绩
脂肪分子 C、H:90%
O:10%
产能19.6kJ
运动中肌糖原的作用-耗氧少产能多
糖分子中含氧比例高,氧化时耗氧少产能多, 肌糖原是运动的主要能源物质。
运动时在耗氧量等同的前提下,利用糖的氧 化供能可以产生更多的能量(多11.9%)。
3、运动类型
运动类型不同肌糖原的利用不同
同样的运动不同肌肉的糖原消耗不同。 2h跑步后的腓肠肌和比目鱼肌 糖原消耗比股外肌多。
不同的运动相同肌肉糖原的消耗不同。 强度相当的跑步和骑车运动,自行车运动员
股外肌糖原利用高于跑步运动员。
结论:除了不同肌肉本身存在的肌糖原含量上的差异外, 参与收缩的肌群多少与糖原的分解消耗有直接关系。
提示:准备活动对后来持续进行 的运动中血乳酸积累效应有减轻 作用,对推迟疲劳的出现有一定 意义。
亚极量运动时乳酸的生成
长时间亚极量运动初始阶段
糖酵解酶系活性高, 30s内NADH、丙酮酸 生成速率可达最大值
线粒体NADH、丙酮酸氧化 速率达最大值却需1-2min
血乳酸 生成速率>氧化速率
(安静值3-5倍)
四、运动与乳酸(lactate)
研究意义
运动训练
康复医学
运动负荷强度
训练方法
运动处方
安静时乳酸的生成
安静时血液乳酸浓度大约1mmol/L
肌肉中糖酵解作用很弱,仅生成少量乳酸, 其中35%释放入血
视网膜、肾髓质、红细胞等耗能多的组织 糖酵解作用活跃
运动时乳酸的生成
运动时骨骼肌是产生乳酸的主要场所。 乳酸生成量与运动强度,持续时间及肌纤
>160mg%
尿糖
CO2+H2O+能量 肝糖原、肌糖原
脂肪、氨基酸
核糖、脱氧核糖、 氨基已糖
一、运动与肝糖原(glycogen)
安静时
肝糖原1%-5.26% 平均3%左右
输出葡萄糖量 100-156mg/min
肝糖原分解 70%-75%
糖异生 25%-30%
运动时
肝糖原分解 糖异生速率 葡萄糖释入血液
糖的生理功能-A 提供运动所需的能量
通过血脑屏障营养神经细胞 含糖丰富的食物提供B族维生素 减少应激激素分泌,稳定免疫力
运动中糖营养的特殊生理功能
糖的生理功能-B 构成体质-核糖和脱氧核糖 调节脂肪酸代谢 节约蛋白质 增加饱腹感
糖 酵 解 途 径 示 意 图
(glycolytic pathway)
2、运动持续时间
运动不同时间和阶段肌糖原的利用
运动初,肌肉收缩的刺激,肾上腺素释放 和局部氧贮备下降,肌糖原分解比较迅速;
运动中,循环系统对运动负荷逐渐适应, 酶活性增强,糖原分解迅速,肌糖原大幅下降;
随运动持续时间推移,糖原相对减少, 肌肉补偿的措施是提高血糖吸收和脂肪利用。
结论:肌糖原的利用与运动持续时间呈正相关;肌糖原达到最低水平时 发生力竭;力竭出现的时间与运动开始的肌糖原水平有关。
运动超过1小时 肝糖原由原来的4.4%下降到2.0%
运动时间对肝糖原消耗量的影响
肝脏 (1.7kg)
剧烈运动1h
运动3h
葡萄糖总消耗量为41g (肝糖原重约75g)
低血糖
高糖膳食有利于肝糖原恢复
糖饥饿与高糖补充对肝糖原恢复的影响
剧烈运动后
前10天
后10天
保证能量 (糖摄入量<5g/天)
高糖膳食 (糖摄入量为400g/天)
环境因素影响肌糖原利用 高温下运动肌糖原分解供能增多 低温下运动人体利用脂肪供能增多 高原训练的初期肌糖原利用增多
运动后肌糖原的恢复
运动强度和持续时间是影响运动后肌糖原 恢复的主要因素
1、短时间大强度运动后肌糖原的恢复
功率车最大负荷
持续运动1min间歇休息3min至力竭
普通混合膳食
禁食2h
高糖膳食
无氧氧化在人体运动中的生理意义
糖酵解 (glycolysis)
缺氧状态下 的能量来源
维持极量运动 的能量来源
高耗能组织 的能量来源
三 羧 酸 循 环
(tricarboxybic acid cycle)
有氧氧化在人体运动中的生理意义
三羧酸循环
(tricarboxybic acid cycle)
供给能量
行车运动。第2小时在自行车功量计上,重复进 行短时间极限强度运动至力竭。 结果:运动结束时肌糖原含量显著降低,运动结 束后的恢复期内,肌糖原的恢复过程明显受膳食 条件的影响。
高糖膳食训练方法
运动前7天, 大运动量训练,
耗尽肌糖原
低糖膳食2-3天 (蛋白质6280KJ, 脂肪5442KJ),
进行运动
饥饿、无力感、行为改变、 严重者晕厥、昏迷
低血糖的防治
加强宣教
服用含糖饮料
对策
昏迷者急救
运动中补糖
Байду номын сангаас
目的
增加外源性糖氧化供能,延缓机体内源糖 的氧化,维持一定速度下运动所持续的时间
适应证
由于更高强度时,机体主要依赖内源糖供能, 所以糖饮料更适于时间长,强度不高的运动项目
注意
补糖时间,补糖量 和补糖种类的科学性
运动对肝糖原的影响-分解速度与运动强度成正比
输出量增加 8-9倍
葡萄糖输出 800-1100mg/min
自行车 70%VO2max
30 min
糖的异生率
运动对肝糖原的影响-分解速度与运动时间有关
短时间大强度运动 肝脏输出的葡萄糖中90%来自肝糖原的分解
运动超过40 min 肝糖原分解比例逐渐减小, 糖异生比例逐渐加大
蛋白、高脂肪膳食,而直接补充3天高糖膳食即可,这 样既能增加肌糖原,改善耐力,也可减少副作用。
三、运动与血糖
正常血糖浓度 80-120mg/dL, 全身含血糖5-6g。
静息时, 肌肉吸收血糖的量不多, 氧化时耗氧量不到肌肉
总耗氧量的10%。
运动时, 骨骼肌吸收和利用血糖增多, 数量与运动强度、持续时间 和运动前肌糖原贮量有关。
4、肌纤维类型
缓慢氧化型(Ⅰ)
快速氧化糖原分解型(Ⅱa)
骨骼肌纤维
快速糖原分解型(Ⅱb)
运动与肌纤维类型
肌纤维类型不同,肌糖原利用量不一样, 并因运动强度各异。
中等强度长时间运动,Ⅰ型肌纤维内糖原 下降较快,该类纤维适合中低强度运动;
较大强度运动时,先募集Ⅱa肌纤维, 后是Ⅱb肌纤维;
最大强度肌肉收缩时,Ⅱb肌纤维 全部募集,糖原迅速分解,下降量最多。
糖类的作用及贮存形式
糖类在人体中易被消化吸收、运输,也容易被 动员,是运动时的主要供能物质。
糖通过无氧酵解分解为乳酸及少量能量;通过 有氧氧化分解为二氧化碳、水及大量能量。
人体中的糖类主要是糖原(肝糖原、肌糖原)和 葡萄糖,前者是糖类的贮存形式,后者是糖类 的运输形式(血糖)。
运动中糖营养的特殊生理功能
在低糖原肌肉内,血糖供能可以高达46%。

高肌糖原储备可以使运动肌摄取和
示 利用血糖量减少,有利于维持运动 中正常血糖水平,延缓运动性疲劳的发生。
低血糖的表现
定义
血糖浓度低于 60-70mg/dl(3.3-3.9mmol/L)
原因
长时间运动、运动强度大 饮食不规则、不进餐、运动时间安排不合理
表现
糖的概念 碳

碳水化合物 (CH2O)n

膳食中主要的糖
分类(DP) 亚组
组成
糖(1-2) 单糖
葡萄糖、半乳糖、核糖
双糖
蔗糖、乳糖、海藻糖、麦芽糖
糖醇
三梨醇、甘露醇
寡糖(3-9) 异麦芽低聚寡糖 麦芽糊精
其它寡糖
棉子糖、水苏糖、低聚果糖
多糖(≥10) 淀粉
直链淀粉、支链淀粉、变性淀粉
非淀粉多糖
纤维素、半纤维素、果胶、亲水胶质 物
维类型等因素有关。 肌乳酸经被动扩散或主动转运进入血液。 常用血乳酸来了解肌乳酸的变化。
准备活动时乳酸的生成
实验组
对照组
乳酸阈(血乳酸4mmol/L) 负荷强度,
准备活动10min
静坐5min
血乳酸 4.62mM
80%VO2max强度 持续运动5min
P<0.05
血乳酸 6.48mM
结论
运动负荷前,进行一定量的准备 活动,使血乳酸的最高值发生显 著性意义的减少。
糖饥饿状态
肝糖原恢复
二、运动与肌糖原
肌肉占人体体重的40%左右 人体骨骼肌中肌糖原含量为1% -2% 普通人肌糖原含量为300-400g 运动员可达500g
不同肌肉肌糖原含量不同
股四头肌1.4%
三角肌0.92%
腓肠肌1.30%-1.60%
肌糖原分子构成比与能量效应
肌糖原分子 C、H:49%
这些激素的分泌还“惯性” 地继续进行,使血糖不断上升
长时间运动对血糖的影响
长时间运动时,血糖下降。低强度运动时增 加2-3倍,剧烈运动时增加4-5倍。
机制
肌肉毛细血管扩张
血流量增大 胰岛素相对增加 血糖进入肌细胞膜
糖原合成
肌糖原贮量对血糖的影响
正常肌糖原贮量的肌肉内,血糖供能只占总能 耗的8%。
在任何运动的开始,只要能量 需求超过有氧供能能力时,就 有乳酸生成。通常采用比赛后 血乳酸值来评定专项极量运动 的能力。
我国运动员在极量、亚极量赛跑后的血乳酸值
距离(m) 100 400 800 1500 5000
10000 马拉松
血乳酸(mmol/L) 9.461.33
11.78 1.28 15.19 1.87 13.33 2.42 12.70 1.98 11.90 2.63 4.08 6.33
亚极量运动中后期
血乳酸 出现速率>廓清速率
(安静值3-5倍)
稳态氧耗速率
乳酸增加
运动肌内部自身氧化
穿梭到邻近低强度 运动的肌纤维氧化
进入血液成血乳酸
极量运动时乳酸的生成
极量运动时(>90%VO2max)血乳酸持续升高直至力竭。 极量运动训练:提高血中乳酸最大浓度,增大肌肉中乳
酸浓度的极限,使糖酵解系统供能达到最高水平。
马拉松赛跑中被氧化的脂肪、蛋白质少于总 贮量的1%,而肌糖原则几乎全部排空。
肌糖原的动用有利于提高运动输出功率,获 得好的运动成绩。
运动中肌糖原的作用-释放结合水
每贮存1克肌糖原需要2.7g的结合水。 耐力运动时肌糖原大量排空,可释放出结
合水约1000-1600ml。 意义:维持运动过程中水的代谢,保证某
结论:Ⅰ型肌纤维对糖原的利用随运动强度的增大而减少,Ⅱ型肌纤 维随运动强度的增大而增加。
5、饮食和环境
饮食:补充和动员
运动前30 min或运动间歇,适量补充 含糖食物,可以稳定血糖,抑制脂解作用,
减少内源性肌糖原的消耗。
运动前促进脂肪动员如运动前1h喝咖啡, 升高血浆FFA的浓度,增加运动时肌肉
氧化脂肪酸的比重,节省肌糖原的利用。
5h和24h观察肌糖原
实验结果
运动停止后第一个5h内,肌糖原的恢复速度最 快,即使在禁食的条件下,也能使肌糖原有部 分的恢复;
5h以后,肌糖原的恢复较慢,并与进食及膳食 的性质有关。
24h完全恢复,不需高糖膳食。
2、长时间运动后肌糖原的恢复
受试者进行2h的长时间运动。 方法:第1小时包括耐力游泳、滑雪、跑和骑自
共同代谢途径
磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway)
磷酸戊糖途径在人体运动中的生理意义
磷酸戊糖
供能
抗氧化损伤
核苷酸
糖 代 谢 总 结
血糖的来源和去路
食物中糖
消化吸收
氧化
肝糖原 分解
合成
其它物质(甘 糖异生
血糖
转变
油、氨基酸、
100-120mg%
转变
乳酸)
转变
其他糖类(果 糖、半乳糖)
些生化过程进行,防止脱水。
影响肌糖原利用的因素
运动强度
运动时间
肌糖原利用
饮食与环境
运动类型
训练水平
1、运动强度
不同强度运动至力竭时肌糖原的消耗
30%VO2max运动,肌糖原下降15%
75%VO2max运动,肌糖原消耗80%-95%
90%-100%VO2max运动,肌糖原下降25%
结论:要发展耐力就要增加肌糖原的代谢能力,以70%80%VO2max强度进行训练为宜。
血糖在人体运动中的生理意义
血糖
中枢神经系统的主要供能物质 红细胞的唯一能量来源 血糖是运动肌的肌外燃料
短时间运动对血糖影响
短时间大强度(短跑、中长跑)运动时血糖变化不大,运动
之后血糖明显上升。


短时间大强度运动时
结 束
神经体液调节加强

肾上腺素分泌增加
胰高血糖素上升
抑制胰岛素分泌 引起肝糖原分解加强
乳酸与运动性疲劳
45s至2min最大强度运动时, 血乳酸浓度可达15mmol/L, 导致极量运动性疲劳的主要 原因。
运动训练时,提高耐受乳酸 最大浓度的能力,就可抗疲 劳出成绩。
高糖膳食3天 (糖9623kJ, 蛋白质2093KJ), 不运动或轻微活动
肌糖原可增加2-4倍
高糖膳食训练的意义
优点:有助于提高耐力运动。 缺点:每克肌糖原伴有约2.7g的结合水,水分增多,使
肌肉僵硬,不利于体操,短跑等项目运动; 高糖膳食训练之后可出现恶心、呕吐、肌红蛋白尿、心
肌缺血、缺氧等症状。 改良:一次大运动量的耐力负荷后,不需要进食3天高
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