[资料]第一节运动与心肌的能量代谢1
运动的能量代谢(1)幻灯片PPT
糖的有氧氧化反响过程简式
反响过程简式如下： 葡萄糖 糖原 丙酮酸
乙酰辅酶A 三羧酸循+O2 CO2+H2O+ATP 糖有氧氧化时，1mol葡萄糖生成 38moIATP。
?人体生理学?
?人体生理学?
三羧酸循环
乙酰辅酶A进入三羧酸循环彻底氧化 为CO2和H2O乙，酰同辅时酶释A放Co能A 量合成ATP。
肌细胞 糖酵解与乳酸生成
?人体生理学?
血液
糖的无氧酵解
▪ 糖无氧酵解时，1mol葡萄糖产生 2moIATP。
▪ 在氧供给充足时，大局部乳酸又可 以进一步氧化供能。
▪ 人体在从事一定持续时间的剧烈运 动时，肌肉活动所需要的ATP的再合 成便依赖于糖无氧酵解供能过程。
?人体生理学?
糖酵解在运动中的应用
第一章 运动的能量代谢
新陈代谢
物质代谢 能量代谢 分解代谢 合成代谢
?人体生理学?
能量代谢
在生物体内物质代谢的过程 中，伴随着能量的储存、释放、 利用和转移的过程。
?人体生理学?
第一节 生物能量学概要
一、叶绿体和线粒体是高等生物细胞 主要的能量转换器
生物体不能直接利用光能，需要其细 胞通过叶绿体和线粒体装置，将太阳能 转换成自身可被利用的化学能。超过 50%以热能形式散发体外。
?人体生理学?
ATP的构造
?人体生理学?
?人体生理学?
ATP是肌肉活动唯一的一种直接能量 来源
ATP酶
ATP
ADP＋Pi＋能
?人体生理学?
ATP的分解放能
肌肉活动时，贮存在肌纤维中的 ATP分解放出能量，使肌纤维缩短， 以完成机械功。
肌肉中ATP的贮量甚少，仅为 5mmol·kg-1湿肌左右 ，必需边分解 边再合成，才能不断地供给肌肉的 需要。
运动生理学课件能量代谢
能量平衡与慢性疾病预防
慢性疾病
如心血管疾病、糖尿病和某些癌 症等慢性疾病，与能量平衡密切
相关。
风险因素
长期能量摄入过多或过少，都可能 导致慢性疾病的发生。保持能量平 衡有助于降低这些风险。
预防措施
通过维持能量平衡，结合其他健康 生活方式，如合理饮食、规律运动 等，可以有效预防慢性疾病的发生 。
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能量就越多。
意义
活动代谢是人体能量消耗的重要 组成部分，适量的活动可以促进 能量消耗，有助于控制体重和预
防肥胖。
食物特殊动力作用
定义
食物特殊动力作用是指摄食过程中对食物进行消化、吸收 、代谢转化过程而消耗的热量。
影响因素
食物特殊动力作用的消耗与摄食量、食物种类和个体差异 有关。一般来说，摄食量越大、食物中蛋白质含量越高， 食物特殊动力作用所消耗的能量就越多。
脂肪
脂肪是运动中主要的慢速能源 ，能够提供大量的能量，帮助 运动员在长时间内维持运动。
脂肪的能量密度高，每克脂肪 可以提供9千卡的能量，比碳水 化合物和蛋白质都高。
在长时间、低强度的运动中， 脂肪的供能比例较高，而在高 强度运动中，脂肪供能比例较 低。
蛋白质
蛋白质在运动中主要起修复和构 建肌肉的作用，但在某些情况下
在动物体内，呼吸作用是主要的能量来源，通过氧化有机物来释放能量 。
能量代谢的生理意义
能量代谢是维持生物体正常生理功能的基础，为各种生理活动提供所需的能量。
通过能量代谢，生物体能够适应环境变化，维持内环境的稳态，保证正常的生理功 能。
能量代谢与生长发育、应激反应等生理过程密切相关，对生物体的生存和繁衍具有 重要意义。
有氧运动与心肌能量代谢
内
心肌能量代谢
容
运动与心肌能量代谢 有氧运动改善心肌能量代谢 有氧运动处方的制定
安静状态下心肌组织的供氧和供能特点
在安静状态下 ,人的心肌耗氧量为74ml/kg心肌 /min , 是同等骨骼肌的10～15倍 ,冠脉血流量为600～ 800ml/kg心肌/min,全部冠脉血流约占心输出同量的 4%～5%,而心脏重量却不到体重的 1%。因此 ,心肌是 机体内耗氧最高的组织之一。 这一特点是由心肌组织的超微结构所决定的: 心肌细胞 周围的毛细血管丰富 ,血液循环旺盛;心肌细胞的肌红蛋 白含量甚高 ,有利于氧弥散入细胞内;再者,心肌细胞内线 粒体含量特别丰富 ,氧化酶活性高。这些结构特点保证 了心肌组织的氧的供应和利用。
心肌能量代谢过程（线粒体内）
底物利用：食物中的游离脂肪酸（FFA）和 葡萄糖转化为乙酰辅酶A并进入三羧酸循环 代谢掉 NADHH和FADH2在线粒体的呼吸链中进行 氧化磷酸化产生ATP ATP的转运和利用
正常心肌的能量代谢-底物的利用
心脏ATP来源
60％－70％
：
30％－40％
心脏是“杂食者”，可以利用许多不同的能量底物，包 括脂肪酸、葡萄糖、乳酸、丙酮酸、酮体以及氨基酸
心脏能量的储备极少：不足1分钟，人体
预存的ATP能量只能维持15秒。
心脏是如何进行能量代谢将 食物中脂肪酸和葡萄糖转化 为能量的？Krebs博士发现 三羧酸循环是关键环节。
三羧酸循环（KREBS CYCLE）
是食物中三大营养素（糖、脂肪、蛋白质） 代谢的共同通路,它们结构不同但首先都能转 化为乙酰CoA，然后进入三羧酸循环。 第一步由乙酰CoA与草酰乙酸缩合，经一系 列循环反应，再降解成草酰乙酸 乙酰CoA被代谢成为NADH+H+和FADH2， 并产生CO2和小部分ATP,循环的功能是代谢 而不是产能。 随后NADHH和FADH2在呼吸链中被氧化磷 酸化产生大量的ATP和H2O Krebs 1953年获得诺贝尔医学奖
第一篇人体运动的物质基础与能量代谢-3能量代谢-新-1
第一节人体内的能量代谢一.能量代谢概述•物质代谢(substance metabolism)：是生物体内各种化学反应过程的总称，包括分解代谢和合成代谢，是实现各种生命活动的基础。
•能量代谢(energy metabolism)：指伴随物质代谢过程所发生的能量的释放、转移、储存和利用。
能量代谢的核心是ATP—ADP循环。
ATP--ADP循环生物氧化的特点1.在细胞内(主要在细胞的线粒体)，温和的环境中(370C、近中性P H含水环境)经酶催化逐步进行。
2.能量逐步释放。
一部分以热能形式散发,维持体温,一部分(约40%)以化学能形式储存供生命活动能量之需。
O是代谢物脱下的氢(通过呼吸链传递)与3.生成的H2由有机酸脱羧产生。
氧结合产生，CO24.生物氧化的速度由细胞自动调控。
脂肪蛋白质多糖生物体内能量产生的三个阶段三. 生物氧化中水的生成----呼吸链生物氧化中，代谢物在脱氢酶的催化下脱氢氧化，脱下的氢由脱氢辅酶NAD +或FAD 携带并在线粒体内膜经有序排列的一系列递氢、递电子体（被称为呼吸链）的传递逐级氧化，最终与被激活的氧结合为水，完成了彻底的氧化过程。
线粒体内膜上一系列氧化执行氧化作用的酶或辅酶，按一定的顺序排列，组成递氢或递电子体系，称为电子传递链。
该传递链进行的一系列连锁反应与细胞摄取氧的呼吸过程相关，故又称为呼吸链。
（一）呼吸链的概念和类型人体细胞线粒体内最重要的两条呼吸链:①NADH 氧化呼吸链②琥珀酸氧化呼吸链(FADH2氧化呼吸链)传②电子传递体系磷酸化：生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链传递给氧生成水，同时所释放的能量用于ADP 磷酸化为ATP 的偶联反应过程，称为电子传递体系磷酸化。
§体内95%ATP 以此方式生成3ATPATP2ATP体内重要的两条呼吸链有氧代谢---无氧代谢---磷酸原供能系统糖酵解供能系统糖有氧代谢供能系统脂肪代谢和蛋白质代谢供能系统人体运动时的代谢供能系统（1）概念ATP 、CP 分子内均含有高能磷酸键，在供能代谢中，均能通过转移磷酸基团过程释放能量，所以将ATP 、CP 分解反应组成的供能系统称作磷酸原供能系统。
运动对心脏机能及心肌能量代谢的影响综述
表 明， 耐力训练尤其是游泳运动能产生更大幅度 的心 肌肥大和心肌肌 原纤 维 Ａ Ｐｓ 性 的 增 加 。 Ｔ ａｅ活 长 期 系统 的 中低 强 度 有 氧 运动 有 利 于 机 体 正 常 功 能 的 发 挥 与 改 善 ， 使 ３ 一 次 性 大 强 度 运 动 对心 肌 组 织 能量 代 谢 的影 响 ． 身体 机 能 产 生 良好 的 适 应 性 改 变 ， 心 肌 内 某 些 化 学 物 质 含 量 与 活 性 变 对 些研究表 明， 大强度运动 引起动脉 血乳酸 水平大 幅度增 高， 据心 肌
三 、 脏 与 运 动 关 系的 研 究 展 望 心 ２ 长期大强度训练和一次性力竭运 动对心脏 的不 良影响 ． 目前 ， 关于心脏与运动性疲 劳的 关系为众 多研究 者所 关注 ， 力竭 性 在 中低 强 度 有 氧 运 动 经 系 统 训 练 可使 机 体 产 生 良好 的 适 应 性 效 果 ， 一 运动与大强度运动状态下对心肌影响进行较 多研 究， 而 如对心肌损伤 的组 织 次 性 力竭 运 动 或 长 期 过 度 训 练 。 能 导 致 机 体 机 能 水 平 下 降 ， 不 同 程 度 形态学研究 、 则 在 心肌抗氧化 、 心肌能量代谢 、 运动 性心肌肥大等诸多方面。 上 损害 着 机 体 正 常 功 能 的 发挥 ， 其 心 脏 对 过 度 训 练 和 力 竭 运 动 是 反 应 最 尤 随着研究层次不断深化 ， 究 技术的创 新 （ 微 创技术 、 物芯片 、 研 如 生 基 敏感的器官 ， 过度训练会 使心脏 的生理 性向病 理性转 变。早就 已经证 实 ． 因技术等 ） 及在分 子层次领域 的应 用研究将使心脏 与运动的关系得到进一 过度训练会使心肌 细胞 凋亡增加 ， 同时还可见 心肌 细胞 的严重 变性 ， 肌 步阐释。关于心脏的寿命及机 能的提 高将 受到重视 ， 心 尤其有 氧运动对心脏 内部肌纤维断裂 ， 细胞 问质减少 ， 线粒体肿胀 ， 基质变性 ， 嵴部 或全部断 裂， 机 能 的 影 响 、 草 药 在运 动疲 劳恢 复 的研 究 将 日益 深 入 。 中 内质 网 扩 张 等心 肌 损 伤 的心 态 学 改 变 ， 明 超 负 荷 运 动 可 使 心 肌 向 病 理 性 说 参考文献 ： 失 代 偿 性 改 变 。在 生 物 活 性 物 质 的 变 化 方 面 ， 竭 运 动 使 心 肌 组织 中 心 钠 力 ［］ １ 丁锡 琴． 动 与 心脏 ［ ］ 运 Ｊ ．中 国运 动 医 学杂 志， ９５， ４） ２ ９ １８ ４（ ： ２ 素 表 达减 少 ， 利 于 运 动 应 激 中心 钠 素 内 分 泌 功 能 的 发 挥 ， 而 影 响 心 肌 不 因
运动生理学(能量代谢)
技能大赛《运动生理学》第一章运动的能量代谢第一节生物能量学概要能量的直接来源—— ATP [三磷酸腺苷]能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质一、叶绿体和线粒体是高等生物细胞主要的能量转换器二、ATP与ATP稳态1.ATP的分解供能及补充ATP → ADP+Pi+E每克分子ATP可释放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)的能量。
ATP一旦被分解，便迅速补充。
这一直接补充过程由肌肉中的另一高能磷酸化合物CP(磷酸肌酸)完成。
CP释出能量用以将ADP再合成为ATP。
CP+ADP→C+ATPATP 在酶的催化下，迅速分解为( )，并释放出能量。
A、三磷酸腺苷和无机磷酸B、二磷酸腺苷和有机磷酸C、三磷酸腺苷和有机磷酸D、二磷酸腺苷和无机磷酸ATP分解释放的能量被用于（）。
A、水的吸收B、肌肉做机械功C、兴奋的传导D、细胞膜上各种"泵"的工作2.ATP稳态的概念机体在能量转换过程中维持其ATP恒定含量的现象称为ATP稳态。
一方面，组织细胞存在高效能的ATP转换机制，即正常组织细胞中ATP浓度较低，但大多数条件下细胞内又能够满足各种生命活动较高浓度ATP的需求。
另一方面，ATP稳态被打破，机体会迅速出现疲劳状态。
从机体能量代谢的整个过程来看，其关键环节是（）。
A、糖酵解B、糖类的有氧氧化C、糖异生D、ATP的合成与分解三、主要营养物质在体内的代谢（一）糖代谢糖代谢---最主要经济快速能源70%人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。
单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。
因而，人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。
葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。
每天从糖类获得的能量约占总能量消耗的( ) %。
A、50B、60C、70D、80糖的吸收主要是以( )为吸收单位。
第一章运动的能量代谢（1）要点
第一章运动的能量代谢（1）要点第一章运动的能量代谢一、是非题(1、化学性消化是通过食物中各种酶的作用完成的。
(2、胰液分泌不足时,会明显影响食物中的脂肪和蛋白质的消化和吸收。
(3、胆汁中没有消化酶,对脂肪的消化和吸收主要是胆盐。
(4、剧烈运动时,肌肉中CP含量下降很多,而A TP的含量变化不大。
(5、肾脏的排尿过程是人体内唯一的排泄途径。
(6、足够的血糖浓度可保证全身各组织的能源供应,故血糖越高越好。
(7、血糖被消耗时,可不断地从肌糖原中得到补充。
(8、维生素C能将高价铁还原为亚铁而促进铁的吸收。
(9、ATP不仅是肌肉活动的直接能源,也是腺体分泌、神经传导、合成代谢等各种生理活动的直接能源。
(10、耐力性赛跑的终点冲刺时,主要由糖的无氧酵解供能。
(11、人在清醒安静状态下的代谢称为基础代谢。
(12、食物中含的营养物质皆为体内能源物质。
(13、肌肉活动的最终能源是糖、脂肪和蛋白质的有氧氧化。
(14、整个能量代谢过程中,能量既不会增加,也不会减少,只能由一种形式转变为另一种形式。
(15、人体内的能源物质,都能以有氧或无氧的分解方式来供能。
(16、ATP和CP分子都有高能磷酸键,其断裂释放出来的能量,都可被机体直接利用。
(17、当肌肉中糖原储量增加时,可以通过调节作用再进入血液使血糖水平升高。
(18、人体剧烈运动时,其PH值下降的主要原因是乳酸生成过多造成的。
二、选择题(1、消化酶存在下列何种液体中?A、消化液B、体液C、血液D、消化道表面粘液E、淋巴液(2、营养物质的消化和吸收主要部位在A、口腔B、胃C、食道D、小肠E、大肠(3、胆汁是由下列哪一组织生成的?A、肠腺B、胃腺C、胆囊D、胰腺E、肝细胞(4、哪一种维生素能将高价铁还原为亚铁而促进铁的吸收?A、维生素B2B、维生素KC、维生素AD、维生素CE、维生素D (5、糖的主要生理功能是A、供能B、构成细胞膜C、转化为脂肪D、转化为蛋白质E、保持血糖恒定(6、进食后血糖主要去路是A、合成肌糖原B、合成肝糖原C、转变为脂肪D、氧化供能E、转变为非糖物质(7、剧烈运动中产生的乳酸,大部分可转化为糖原或葡萄糖的器官是A、心肌B、骨骼肌C、肝脏D、肾脏E、脑组织(8、体内能将氨基酸分解产生的有毒的氨处理成为无毒的尿素的主要器官是A、肾B、肝C、脑D、肺E、心(9、由肾小管和集合管分泌的物质是A、H+、K+、Na+B、H+、K+、NH3C、H+、K+、Cl-D、NH3、K+、Na+E、HCO 3-、H+、Na+(10、1mol葡萄糖在骨骼肌中完全氧化时能产生的ATP摩尔数为A、2B、36C、37D、38E、39(11、1mol葡萄糖在心肌中完全氧化时能产生的ATP摩尔数为A、2B、36C、37D、38E、39(12、1mol糖元在骨骼肌中完全氧化时能产生的ATP摩尔数为A、2B、36C、37D、38E、39(13、1mol糖元在心肌中完全氧化时能产生的ATP摩尔数为A、2B、36C、37D、38E、39(14、1mol葡萄糖无氧酵解时能产生的ATP摩尔数为A、2B、3C、36D、38E、39(15、1mol糖元无氧酵解时能产生的ATP摩尔数为A、2B、3C、37D、38E、39(16、运动时血液的PH值A、保持不变B、趋于中性C、趋于碱性D、趋于酸性E、以上都不是(17、能量连续统一体的第二区包括的运动时间为:A、3min 以上B、1.5-3minC、30-90sD、少于30sE、1.5min以上(18、能量连续统一体的第三区主要能量系统为:A、ATP-CPB、乳酸能系统和有氧氧化系统C、有氧氧化系统D、ATP-CP和有氧氧化系统E、ATP-CP和乳酸能系统(19、当运动强度大并持续10秒以上时,提供能量主要依靠A、糖原酵解B、磷酸原系统C、糖的有氧氧化人D、糖异生E、以上都不是(20、肌肉活动所需能量的最终来源是A、磷酸原系统B、乳酸能系统C、糖和脂肪的有氧氧化D、糖异生E、A+B (21、全部被肾小管重吸收的物质是A、葡萄糖、氨基酸、维生素B、氨基酸、葡萄糖、水C、NaHCO3、Cl-、K+D、葡萄糖、氨基酸、尿素E、Na+、K+、Cl-(22、磷酸原系统和乳酸能系统供能时的共同特点是:A、生成乳酸B、产生大量的ATPC、生成H2O和CO2D、不需要氧(23、剧烈运动时,肌肉中含量明显上升的物质是: A、CPB、乳酸C、水D、CO2(24、剧烈运动时,肌肉中含量首先减少的物质是:A、ATPB、CPC、葡萄糖D、脂肪酸(25、在剧烈运动开始阶段,骨骼肌中高能磷化物的变化情况是:A、CP含量变化不大B、ATP含量变化不大C、ATP含量迅速下降D、CP生成增多(26、马拉松跑的后期,能源物质利用的情况是:A、主要是糖类B、完全依靠脂肪C、糖类利用多于脂肪D、糖类利用低于脂肪三、填空题1、食物在消化道内的____过程称为消化,消化后的食物成分透过消化道粘膜,进入___的过程称为吸收。
有氧运动与心肌能量代谢PPT课件
3
心脏是如何进行能量代谢将 食物中脂肪酸和葡萄糖转化 为能量的？Krebs博士发现 三羧酸循环是关键环节。
4
三羧酸循环（KREBS CYCLE）
是食物中三大营养素（糖、脂肪、蛋白质） 代谢的共同通路,它们结构不同但首先都能转 化为乙酰CoA，然后进入三羧酸循环。
有氧运动与心肌能量代谢
山东中医药大学第二附属医院 王营
1
内容
心肌能量代谢 运动与心肌能量代谢 有氧运动改善心肌能量代谢 有氧运动处方的制定
2
心脏是一个需要通过代谢获得能量的器官
心脏是一个高耗能器官：心脏耗能位居所有器官之首， 心脏需要从食物中获取能量，食物转换成能量的过程我 们 称 之 为 能 量 代 谢 ， 能 量 在 体 内 以 AT P 形 式 储 存 。
15Байду номын сангаас
运动时心肌组织能量代谢的变化
Grubbstrom 等对中等海拨高度心肌血流状况进行研究发现： 在安静时 ,血氧饱和度的降低由心肌从冠脉中更多地摄取氧来补充。 即使动脉—— 冠状窦血液中氧分压差加大 ,在大强度运动时 ,缺氧 由冠脉血流的增加补充。 在中等强度运动时这两种机制同时存在。 因此 ,心脏存在着“冠脉血流储备”,使得心脏无论在安静状况下 , 还是在大强度运动中 ,以至在极量运动中 ,心肌仍能够得到充足的 氧 ,但当血氧饱和度下降到一定程度 ,同时运动强度和心脏功能超 过一定范围时 ,冠脉血流的代偿能力不能满足心脏需氧量 ,心肌摄 氧量下降 ,产生心肌缺血缺氧。
在产生同等量ATP的条件下FFA 耗氧多于葡萄糖
糖酵解与葡萄糖有氧氧化失耦联
酸中毒，Ca 2+ ，Na+过载
第一章 运动的能量代谢
甘油三酯
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
二、能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质
（三）脂肪代谢
2.脂肪的氧化分解供能 脂肪酸 β氧化 脂肪 乙酰辅酶A 甘油 循糖代谢途径 三羧酸循环＋O2
CO2+H2O+ATP（在肌肉中能彻底氧化）
在肝脏中生成酮体（β羟丁酸、乙酰乙酸、丙酮 ） 3.运动中脂肪代谢的特点 （1）动员慢 （2）耗氧量大 （3）能效率低
粘液—碳酸氢盐屏障 内因子-VitB12复合物：促VitB12在回肠吸收
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
消 化 液 的 作 用
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
二、能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质
2.吸收
（1）吸收的概念：食物中的某些成分或消化后的产物通过上皮细胞 进入血液或淋巴液的过程。
无氧
3molATP 乳酸＋ 2molATP
磷酸肌酸分解放能 ATP再合成的途径 糖无氧酵解生能 糖、脂肪的有氧氧化
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
一、能量的直接来源——ATP
（三）ATP分解与再合成的关系
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
二、能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
第一章 运动的能量代谢
第一节 肌肉活动的能量来源
二、能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质
（三）脂肪代谢
氧化供能（脂肪的食物热价最大9.3千卡）
建构细胞的组成成分 脂肪的功能： 促进脂溶性维生素的吸收和利用 保温保护作用 1.脂肪的储存与动员 自由脂肪酸＋甘油