运动生物化学(第二版)第01章物质代谢与运动概述

无机盐
人体干重 12%-16%
体液是能量代谢的场所，氧 化磷酸化过程中生成水同时 能量产生
某些无机盐可作为代 谢调节物质
维生素
微量
参与能量生成的生化反应
参与辅酶构成
运动时人体内物质的化学反应加快，代谢 底物的含量及比例也会发生相应的变化。
例如：糖原含量、脂肪占体重比例等等。 运动影响体内的调节物质。
（二）酶含量的适应
运动训练可促进蛋白质合成，使酶含量适 应性增多。 长期运动训练造成的酶含量的适应性变化， 维持时间较长，消退较慢。
有氧代谢酶 磷酸原代谢酶 糖酵解酶
酶的种类 琥珀酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶 肌酸激酶 肌激酶 磷酸激酶 磷酸果糖激酶 乳酸脱氢酶
未训练 8.1 45.5 609.0 309.0 5.3 19.9 766.0
掌握运动人体的物质组成、酶催化反应的 特点、运动中生物氧化过程及ATP的合成。
了解物质代谢的基本知识。
了解运动中人体物质组成及酶的适应。
初步学会用物质代谢的知识分析运动过程 中人体机能的变化。
2.根据代谢过程中的能量变化特点分为： 能源物质：糖类、脂类、蛋白质 非能源物质：核酸、水、无机盐和维生素
运动时由于肌肉收缩的机械性牵拉、 自由基生成的增多导致肌细胞微细损伤， 或剧烈运动引起的组织内环境的变化，如 血糖降低、pH降低、离子浓度改变等导致 肌细胞膜通透性增加，从而使肌细胞内酶 逸出增多。
运动人体的物质代谢的主要特点： （1）物质代谢相互联系的整体性。 （2）严格精细的代谢调控性。 （3）运动过程不同阶段物质代谢的侧重性。 （4）能量生成形式的同一性。
无氧训练 8.0 46.0 702.0* 350.0* 5.8 29.2* 811.0
有氧训练 20.8 65.5* 589.0ຫໍສະໝຸດ Baidu297.0 3.6* 18.9 621.0
*与未训练组比较具有显著性差异
血清酶的分类：
血清功能性酶：在血液中起着正常的催化 作用
非功能性酶：来自于机体组织细胞，在血 液中不起催化作用的酶；主要在肝脏中进 行分解
一般所讲的血清酶是指血清非功能性酶。
（1）运动强度。运动强度大，血清酶活性增加明显。 （2）运动时间。相同的运动强度，运动时间越长，血 清酶活性增加越明显。 （3）训练水平。在定量负荷运动后，训练水平较高的 运动员血清酶活性增高的幅度要显著低于训练水平较低 的运动员或无训练的一般人。 （4）运动环境。在低氧、寒冷、低压环境下运动时， 血清酶活性升高比正常环境下明显。 （5）运动方式。肌肉离心收缩比向心收缩更容易引起 血清酶活性的明显升高。
3．多酶复合体
由几种不同的酶经非共价键相互嵌合 而成多酶复合体，如丙酮酸脱氢酸复合体 由3种酶组成。
（一）高效性 （二）高度专一性 （三）可调控性
限速酶 : 将催化能力较弱，对整个代谢过 程的反应速度起控制作用的酶称为限速酶。
（一）底物浓度与酶浓度
当底物浓度高于 酶浓度时，增加 酶浓度也可以有 效地提高反应速 度。
血糖：血液中的葡萄糖
肝糖原：血糖在肝脏中合成并贮存
肌糖原：血糖在肌肉中合成并贮存
糖异生：肝脏还可以将体内的一些非糖类 物质，如乳酸、丙氨酸、甘油等合成为葡 萄糖。
（一）水的来源与存在形式
人体内的水主要从外界摄取。 人体内有许多代谢过程，特别是一些缩合 反应，可以通过同时脱氢和脱羟基作用， 生成水；细胞线粒体内的质子和氧可结合 生成水。
运动训练可以引起体内的物质产生适应性 变化，细胞内的酶也随之发生变化，主要 体现在酶催化能力的提高和酶含量的增加。
（一）酶催化能力的适应
酶催化能力的适应也称酶活性的适应。 有效的运动训练可以使机体对酶的调控能 力增强，酶更容易被激活。 运动训练主要可提高限速酶的活性。 运动训练引起的酶催化能力的适应性变化， 可以因停训而消退。
种类 水
含量
体重60%70%
糖 人体干重2%
脂
人体干重 30%-40%
蛋白质
人体干重 54%
核酸
细胞干重5%15%
与能量的关系
供能底物
供能底物，尤其是长时间低 强度运动
供能底物
供能，与某些调节物合成有 关
与能量生成有关
功能 构成人体的体液 供能和结构组成 供能和结构组成 供能和结构组成 结构和遗传物质
离子种类 Fe2+或Fe3+ Na+ K+ Mg2+ Mn2+ Cu2+ Co2+ Mo2+ Ca2+
常见的酶 细胞色素、过氧化物酶 质膜ATP酶 参与蛋白质合成和某些酶促合成 叶绿素、磷酸酶、Na+-K+泵 肽酶 酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶 肽酶 硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶 钙调素、ATP酶
辅酶
维生素
例如：酶、激素、神经递质等等。
一、概述
（一）酶的概念
酶是具有催化功能的蛋白质。酶具有蛋白 质的所有属性，但蛋白质并不都具有催化 功能。
人体内的生物化学反应都需要酶来催化才 能进行反应。
酶催化的反应又称为酶促反应。
酶促反应的反应物称为底物（基质）， 生成物称为产物。
（二）酶的化学组成
1．酶的元素组成： 由碳、氢、氧、氮等元素组成。
2．酶的分子组成： （1）单纯酶。结构中不含其它物质，是完 全由氨基酸组成的蛋白质，如淀粉酶、蛋 白酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。
（2）结合酶：
蛋白质 酶蛋白
全酶才
结合酶
有催化
非蛋白组分 辅助因子 金属离子 活性
辅酶
酶蛋白的作用:决定酶的催化特性。
辅助因子作用:在酶催化反应中常传递电子、原子 或者某些化学基团。
（二）pH
通常将酶催化活性达到最大时的pH称为该 酶的最适pH。
每一种酶都有一个最适pH，此时它的催化 反应速度最快。
运动训练和比赛前常要求运动员做好 充足的准备活动，原因之一是准备活动能 提高肌肉的温度，有利于提高酶的活性， 以适应训练和比赛中快速的物质代谢要求。
（四）激活剂和抑制剂
激活剂：凡是能提高酶活性的物质。 抑制剂：凡能降低酶活性说使酶活性丧失 的物质。 激活剂和抑制剂是相对的。某一特定的分 子，对一种酶是激活剂，但对另一种酶则 可能是抑制剂。
生理功能
辅酶I（NAD+）、辅酶II（NADP+） 维生素PP
传递氢原子
黄素单核苷酸（FMN）、黄素腺嘌 呤二核苷酸（FAD）
硫胺素焦磷酸（TPP）
维生素B2（核 黄素）
传递氢原子
维生素B1（硫 参与α-酮酸羧化作
胺素）
用
辅酶A（ CoA）
泛酸
磷酸吡哆醛（胺）-脱羧辅酶（B6-P） 维生素B6
转氨基作用，加速 氨基酸代谢