05-运动时骨骼肌的能量代谢调节和利用
05第05章运动时骨骼肌的代谢调节与能量利用
有氧代谢供能系统（P126）
1、总反应式：G+6O2 6H2O+6CO2+能量。 2、持续时间：糖氧化可维持小强度运动1-2小时。脂肪氧化理论上 不受运动时间限制，但实际上其氧化对糖有依赖性。 3、运动反应：糖氧化最先启动，脂肪氧化在运动5分钟后逐渐增强， 蛋白质氧化在运动30分钟后才参与供能。运动强度越小，糖供能比 例越小，脂肪供能比例越大；糖贮备越少，蛋白质供能比例越大， 但最大不会超过18%。 4、运动适应：有氧耐力训练可显著提高有氧代谢限速酶（丙酮酸脱 氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α -酮戊二酸脱氢酶 ）活性， 增大肝糖原贮备，增强心肺功能，使有氧代谢供能水平提高。
三大供能系统的相互关系（P126-127） （1）同时起作用；（2） 最大输出功率不同； （3）维 持时间不同；（4）基础是有氧代谢。
第05章 运动时骨骼肌的代谢调节与能量利用
第一节 运动时物质代谢的相互联系 第二节 运动时骨骼肌的能量利用 第三节 运动时物质代谢的调节
一、磷酸原代谢的调节 二、糖酵解的调节 三、有氧代谢的调节
糖酵解供能系统（P125-126）
1、总反应式：G 2HL+能量。 2、维持时间：可维持最大强度运动2-3分钟。 3、运动反应：肌肉利用CP的同时，糖酵解过程被激活。在最大强 度运动30-60秒时，糖酵解达到最大速率，此后供能速率逐渐下降。 乳酸积累是酵解不能持续下去的主要原因。 4、运动适应：速度耐力、力量耐力训练可显著提高糖酵解限速酶 （己糖激酶、PF激酶、丙酮酸激酶）活性，增大肌糖原贮备，增强 机体抗酸能力，使糖酵解供能水平提高。
骨骼肌乳酸能代谢的调节（P134-135）
丙酮酸激酶的调节
催化反应：PEP+ADP→丙酮酸+ATP 调节机制： 激活剂：ADP等。 抑制剂：ATP、CP、乙酰CoA等。
运动生理学知识：运动训练和代谢的变化
运动生理学知识：运动训练和代谢的变化运动生理学知识：运动训练和代谢的变化随着现代人生活方式的改变，人们越来越重视健康和锻炼。
而运动生理学就是研究人在运动过程中的生理变化和代谢变化的一门学科。
在运动训练的过程中，人体的各个部分都会有响应变化，下面就从骨骼肌和心血管系统两个方面来介绍运动训练和代谢的变化。
一、骨骼肌系统骨骼肌是人体肌肉系统中最重要的一部分，它不仅能够使我们身体的姿势和运动产生变化，而且还能够对我们的代谢产生影响。
在运动训练的过程中，骨骼肌往往是最先被影响的部分。
以下我们来介绍一下运动训练对骨骼肌的影响：1.肌肉的代谢变化运动训练可以使骨骼肌产生代谢变化，最直接的表现就是肌肉的代谢物质和酶的变化。
研究证明，运动训练可以提高肌肉糖原的含量、增加肌肉中能量代谢物质的产生，这些变化可以促进肌肉的生长和修复，提高骨骼肌的耐力和力量。
2.肌肉的结构变化肌肉的结构变化是骨骼肌系统中最为重要的变化之一。
在运动过程中，肌肉会不断地收缩和伸展，这样可以使肌纤维的数量逐渐增加，交错的肌纤维也可以更好地适应运动的强度和时长。
同时，肌肉会逐渐增加毛细血管的数量，这样可以更好地送达氧气和营养物质，促进肌肉的健康和生长。
3.肌肉的功能变化肌肉的功能变化是骨骼肌系统中最具体的变化之一。
经过运动训练，肌肉的收缩速度、力量和耐力都会有所提高，这些变化都可以让我们更好地适应不同的运动方式和强度，更好地应对日常生活和工作。
二、心血管系统心血管系统是人体代谢过程中不可或缺的一个系统，它能够将氧气和养分释放到我们的身体各个部位，同时也可以清除代谢产物和二氧化碳等废物。
在运动训练的过程中，心血管系统的反应变化也是十分重要的。
以下我们来介绍一下运动训练对心血管系统的影响：1.心脏的变化心脏是心血管系统中最为核心的组成部分之一，它不仅能够将血液交流到全身的各个部位，而且还能够控制运输的速度和方向。
在运动训练的过程中，心脏也会产生变化。
肌肉代谢和能量产生的生理机制
肌肉代谢和能量产生的生理机制肌肉代谢和能量产生是人体运动时的重要生理过程。
肌肉代谢包括骨骼肌内的化学反应和物质转化，这些过程为肌肉提供所需的能量。
本文将探讨肌肉代谢和能量产生的生理机制。
一、肌肉代谢类型肌肉可以通过不同的代谢途径产生能量，主要包括三种代谢类型：无氧代谢、有氧代谢和磷酸化代谢。
1. 无氧代谢：无氧代谢主要依赖肌肉中的糖原作为能量来源，并不需要氧气参与。
在高强度、短时间的运动中，人体主要依靠无氧代谢来快速提供能量，但其产生乳酸，容易导致疲劳。
2. 有氧代谢：有氧代谢主要依赖氧气，通过氧化脂肪和糖原产生能量。
这种代谢方式主要在中低强度、长时间的运动中起主导作用，能够持续供应较为稳定的能量，且不会产生大量乳酸。
3. 磷酸化代谢：磷酸化代谢是短时间、高强度运动中的主要能量供应方式。
它依赖肌肉内的肌酸磷酸化反应来产生能量，这一过程不需要氧气参与，能够迅速生成三磷酸腺苷（ATP），提供爆发力强的能量。
二、能量产生的生理机制能量产生主要通过三磷酸腺苷（ATP）的合成和分解来实现。
ATP是细胞内的能量储存和传递分子，肌肉在运动过程中需要不断合成新的ATP以维持能量供应。
1. ATP的合成：肌肉细胞内的三磷酸腺苷合成主要依赖肌肉中的ATP酶。
根据代谢类型的不同，合成ATP的方式也有所不同。
无氧代谢主要通过糖原的糖酵解产生ATP，有氧代谢则通过脂肪和糖原的氧化反应生成ATP。
2. ATP的分解：当肌肉需要能量时，ATP会被酶水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸。
这个分解反应释放出能量，供肌肉收缩、细胞活动等所需。
三、训练对肌肉代谢和能量产生的影响训练可以改善肌肉代谢和能量产生的效率，提高运动表现和耐力。
以下是一些训练对肌肉代谢和能量产生的影响：1. 有氧训练：通过长时间、中低强度的有氧训练，可以提高肌肉的有氧代谢能力，增加氧化脂肪和糖原的效率，使肌肉更高效地产生能量。
2. 无氧训练：通过高强度、短时间的无氧训练，可以增强肌肉的无氧代谢能力，提高糖原的合成和分解效率，延缓乳酸积聚和疲劳的发生。
运动生理学 骨骼肌
运动生理学骨骼肌运动生理学是研究人体在不同运动条件下的生理变化的学科，而骨骼肌是人体最常见的肌肉类型。
本文将介绍骨骼肌的结构和功能，并探讨骨骼肌在运动过程中的生理变化。
骨骼肌是构成人体肌肉系统的一种类型，在人体有约650个骨骼肌，占据人体总质量的40%左右。
骨骼肌由肌肉组织、筋膜、肌腱和神经组织组成。
骨骼肌负责人体的运动和姿势维持，并为身体提供力量和稳定性。
骨骼肌的主要功能是产生运动力和维持稳定性。
当人体需要进行运动时，神经系统通过神经冲动向骨骼肌发送信号，骨骼肌收缩，产生力量，并推动骨骼实现运动。
例如，当你举起重物时，你的大腿肌肉会收缩，使大腿抬起，并完成这个运动。
骨骼肌还参与到维持姿势的过程中。
例如，当你站立时，骨骼肌通过不断地微小收缩和放松来维持身体的平衡。
此外，骨骼肌还参与到稳定关节和保护内脏器官的过程中。
在运动过程中，骨骼肌会出现一系列生理变化。
首先，当神经系统接收到运动信号时，会向骨骼肌传递神经冲动，骨骼肌会收缩并产生力量。
这个过程被称为神经肌肉传递。
神经肌肉传递的速度和力量输出与运动经验和训练水平有关。
其次，在运动过程中，骨骼肌会经历肌肉纤维的收缩和放松。
肌肉纤维是骨骼肌的基本组成部分，由肌原纤维组成。
当骨骼肌收缩时，肌原纤维中的蛋白质会发生结构改变，使肌纤维变短，从而产生力量。
当骨骼肌放松时，肌原纤维恢复原始结构，并回到正常长度。
此外，在运动过程中，骨骼肌还会经历能量的转化。
人体能量的主要来源是葡萄糖，当运动强度较低时，骨骼肌可以通过无氧代谢将葡萄糖转化为能量。
然而，当运动强度较高时，骨骼肌会转向有氧代谢，此时葡萄糖将被转化为乳酸、二氧化碳和水，并产生更多的能量。
最后，骨骼肌在运动过程中还会产生乳酸。
乳酸是无氧代谢的副产物，当运动强度较高时，无氧能量系统会被激活，从葡萄糖中产生乳酸。
乳酸的积累会导致肌肉疲劳，并限制骨骼肌的力量输出。
总结起来，骨骼肌是人体最常见的肌肉类型，为人体提供力量和稳定性。
骨骼肌和肌肉代谢的生理学调节
骨骼肌和肌肉代谢的生理学调节肌肉是人体最重要的运动器官之一，而骨骼肌是构成肌肉系统最主要的组成部分。
骨骼肌的功能与代谢密不可分，而肌肉代谢的生理学调节在肌肉功能的正常发挥中起到至关重要的作用。
本文将探讨骨骼肌和肌肉代谢的生理学调节机制。
一、肌肉的结构与功能骨骼肌是由肌肉纤维束构成的，每个肌肉纤维束包含多个肌纤维。
肌肉纤维是由肌原纤维组成的，而肌原纤维则由肌肉细胞构成。
肌肉纤维束的收缩是通过肌原纤维内肌纤维的收缩所带动的。
肌肉的主要功能包括生成力和产生运动。
当肌肉收缩时，肌肉中的肌原纤维产生力量，这种力量通过骨骼传递，最终产生运动。
除此之外，肌肉还参与维持体温、支持身体姿势以及保护脏器等重要功能。
二、肌肉代谢的基本过程肌肉细胞代谢主要依赖于肌肉中的氧化代谢和糖酵解代谢。
氧化代谢是指肌肉利用氧气来分解食物中的葡萄糖，产生能量和废物物质。
糖酵解代谢则是指肌肉在没有足够氧气供应的情况下，通过分解葡萄糖产生能量。
肌肉代谢的主要产物包括三磷酸腺苷（ATP）、乳酸和二氧化碳。
ATP是肌肉细胞的主要能源，在肌肉收缩时释放出能量。
乳酸是在氧气不足的情况下产生的，会使肌肉产生疲劳感。
而二氧化碳是由氧化代谢过程中产生的废物，通过呼吸系统排出体外。
三、肌肉代谢的调节肌肉的代谢受到多种因素的调节，包括神经调节、内分泌调节和运动训练等。
1. 神经调节神经系统通过运动神经和运动单位来调节肌肉的代谢。
运动神经将运动指令传递到肌肉细胞，激活肌肉的收缩。
运动单位是指一个运动神经与其调控的肌纤维组成的整体，调节肌肉的力量和收缩速度。
2. 内分泌调节内分泌系统通过释放激素来调节肌肉代谢。
甲状腺素是一种重要的内分泌物质，它可以调节肌肉的基础代谢率和协助肌肉的生长与修复。
胰岛素则影响肌肉对葡萄糖的利用，促进葡萄糖的吸收和进入肌肉细胞。
3. 运动训练运动训练可以通过改变肌肉的结构和功能来调节肌肉代谢。
长期的有氧运动可以促进肌肉中线粒体的增加，增强肌肉对氧化代谢的依赖性。
运动生理学理解运动的生理效应肌肉适应和能量代谢
运动生理学理解运动的生理效应肌肉适应和能量代谢运动不仅对身体有益，还对肌肉适应和能量代谢产生一系列的生理效应。
本文将探讨运动对肌肉适应的影响，以及运动对能量代谢的作用。
一、肌肉适应运动对肌肉适应有显著的影响。
当进行肌肉收缩时，肌肉会通过一系列的生理反应来适应运动的需求。
首先，运动导致肌肉蛋白质的合成增加，促进肌肉的生长和修复。
这是因为运动刺激了肌肉细胞内的信号通路，激活了肌肉细胞的蛋白质合成机制。
其次，运动可以增加肌肉内线粒体的数量和功能。
线粒体是细胞内的能量工厂，负责产生三磷酸腺苷（ATP）供肌肉使用。
通过长期的运动训练，肌肉中线粒体的数量和质量会增加，从而提高肌肉的能量代谢效率。
此外，运动还可以促进肌肉血管的生长和扩张，增加血液供应和氧气输送到肌肉组织中。
这对于肌肉的营养供应和废物排出非常重要，可以改善肌肉的功能和耐力。
二、能量代谢能量代谢是指身体在运动过程中产生和利用能量的过程。
运动对能量代谢有直接影响，其中最主要的能量来源是碳水化合物和脂肪。
在高强度的运动中，身体主要依赖碳水化合物作为能量来源。
当运动强度较低时，脂肪成为主要的能量供应来源。
运动的强度和持续时间越大，碳水化合物在能量代谢中的比例越高。
另外，运动训练还可以提高身体的基础代谢率。
基础代谢率是指身体在安静状态下维持基本生命活动所需的能量消耗。
通过运动训练，尤其是耐力运动，可以增加肌肉的质量和线粒体的数量，从而提高基础代谢率。
运动对能量代谢还有一个重要的影响是持续时间的延长。
通过有氧运动训练，身体可以增加氧气供应和运输能力，提高有氧代谢的效率。
这使得身体在长时间运动中能够更好地利用脂肪作为能源，延缓碳水化合物的消耗。
总结运动的生理效应包括肌肉适应和能量代谢的改变。
运动可以促进肌肉的生长和修复，提高线粒体的数量和功能，增加肌肉血管的生长和扩张。
运动对能量代谢的影响主要表现在能量来源的选择和基础代谢率的提高。
通过了解运动的生理效应，我们可以更好地制定训练计划，提高运动的效果和健康效益。
骨骼肌的三大供能系统
⾻骼肌的三⼤供能系统在运动过程中，物质代谢伴随着能量转化，⽽由于三磷酸腺苷（ATP）是运动时⼈体肌⾁收缩的直接能源，所以，能量的释放与利⽤是以ATP为中⼼的。
ATP是肌⾁运动时将化学能量转化成机械能量的唯⼀直接能源，运动时ATP转化率⼤⼤加快，与运动速度成正⽐。
但是⾻骼肌⾁中ATP的含量很少，只能维持很短时间的最⼤强度运动。
ATP释放能量时，它们就转化成ADP，为了使ADP⼆次合成ATP，为肌⾁提供更多的能量，就需要磷酸肌酸（CP）来促成⼆者的转化。
因此，激活CP的途径就尤为重要。
没有CP，ADP就只能为机体提供⼏秒钟的能量，⽽在CP的帮助下，磷酸原功能系统（ATP-CP）能提供30秒的能量。
因此，速度运动中的ATP-CP系统，⼜称为磷酸池，为肌⾁提供即时的⽆氧能量。
⽆氧运动中的功能系统叫做糖酵解和磷酸原（ATP-CP）混合代谢功能系统。
该供能系统是⼀个过渡系统。
剧烈运动持续30分钟以上时，葡萄糖是唯⼀能向肌⾁提供ATP的物质。
肌⾁通过糖原获得葡萄糖，葡萄糖或糖原在肌⾁中⽆氧分解成乳酸，并合成ATP释放能量的过程，称为糖酵解。
正常情况下，⾎液和肌⾁中只含有微量乳酸，当乳酸在肌⾁和⾎液中聚积时，肌⾁就会感到疲劳，除⾮乳酸被排出体外。
⼈体之所以能够及时排出乳酸，是因为肌⾁进⾏了氧化代谢。
有氧运动的有氧代谢供能系统为长时间，稳定，持续的运动提供能量，⽐如长跑和游泳等。
肌⾁可以通过葡萄糖和脂肪酸获得能量，肌⾁本⾝可以储存这些糖原，也可以通过⾎液循环获得这些能量源。
葡萄糖以糖原的形式储存在肌⾁中，⽽脂肪酸以⽢油三酸脂的形式储存在肌⾁中。
当肌体进⾏长时间的慢速运动时，⽢油三酸脂将取代葡萄糖为肌⾁提供能量。
在不同类型的体育项⽬中，这三⼤能量转化系统会在不同时间发挥不同的作⽤。
它们的能量代谢过程中产⽣的能量多少，与运动时间，运动强度，运动类型有关。
总体⽽⾔，⾼强度，时间短的运动项⽬，主要靠⽆氧代谢获得能量。
肌肉细胞的能量代谢与调控机制研究
肌肉细胞的能量代谢与调控机制研究肌肉是人体最大的器官之一，也是最重要的器官之一。
肌肉细胞是组成肌肉的细胞，肌肉细胞主要作用是产生能量和进行运动。
肌肉细胞能量代谢与调控机制的研究已经成为了医学和运动科学领域的研究热点。
本文将介绍肌肉细胞的能量代谢和调控机制的研究进展，以及其在健康和疾病中的作用。
一、肌肉细胞的能量代谢肌肉细胞能源供应主要依赖于三种能量来源：ATP、肝糖和肌糖原。
ATP是人体主要的能量源，是一种高能化合物，主要通过糖原代谢和三磷酸腺苷（ATP）酶水解来进行合成和分解。
肝糖是由肝脏合成的一种简单糖，主要用于在运动和饥饿状态下提供能量。
肌糖原是一种多糖，主要在肌肉和肝脏中合成，是肌肉细胞内存放的主要能量储备物质。
肌肉细胞的能量代谢受到多种因素的调控，主要包括运动和胰岛素。
运动可以通过改变肌肉细胞内的能量代谢途径来提高肌肉的代谢能力，从而提高肌肉的收缩力和耐力。
胰岛素是由胰腺分泌的一种重要荷尔蒙，可以影响肌肉细胞的糖原合成和分解，促进糖原的合成和储存，同时抑制糖原的分解和利用。
二、肌肉细胞能量代谢的调控机制肌肉细胞能量代谢的调控机制是非常复杂的，主要包括糖原代谢、脂肪酸代谢、蛋白质代谢、酸碱平衡等多个方面。
其中，糖原代谢是肌肉细胞内最为重要的代谢途径，也是肌肉细胞能量代谢的关键环节之一。
肌肉细胞的糖原代谢主要包括糖原合成、糖原分解和糖原利用三个过程。
糖原合成是指肌肉细胞通过一系列酶的催化作用将葡萄糖转化为糖原，并通过谷氨酰胺环路将葡萄糖转化为磷酸维生素B6（PLP），从而进一步促进糖原的合成。
糖原分解是指肌肉细胞通过一系列酶的催化作用将糖原分解成葡萄糖，并通过骨架肌肉钙蛋白（SRCP）的作用促进糖原的分解。
糖原利用是指肌肉细胞通过肌酸磷酸肌酸激酶（CK）的催化作用将葡萄糖转化为ATP，从而产生能量。
除了糖原代谢外，肌肉细胞还参与了脂肪酸代谢、蛋白质代谢和酸碱平衡等多个方面的代谢过程。
在脂肪酸代谢过程中，肌肉细胞通过一系列酶的催化作用将脂肪酸分解成三酰甘油，并将其转化为二酰甘油和水解产物。
运动生物化学习题库
《运动生物化学》习题集绪论一.名词解释运动生物化学二.是非判断题1、人体的化学组成是相对稳定的，在运动的影响下，一般不发生相应的变化。
f2、运动生物化学是研究生物体化学组成的一门学科。
f3、1937年Krebs提出了三羧酸循环的代谢理论。
t4、《运动生物化学的起源》是运动生物化学的首本专著。
f三.填空题1、运动时人体内三个主要的供能系统是＿磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统2、运动生物化学的首本专著是《运动生物化学概论》＿＿＿＿。
3、运动生物化学的研究任务是＿揭示运动人体变化的本质、评定和监控运动人体的机能、科学地指导体育锻炼和运动训练＿＿＿。
四.单项选择题1. 运动生物化学成为独立学科的年代是（a ）。
A. 1955年B. 1968年C. 1966年D. 1979年2. 运动生物化学是从下列那种学科发展起来的（c ）。
A. 细胞学B. 遗传学C. 生物化学D. 化学3. 运动生物化学的一项重要任务是（a ）。
A. 研究运动对机体组成的影响B. 阐明激素作用机制C. 研究物质的代谢D. 营养的补充4. 运动生物化学的主要研究对象是（ a）。
A. 人体B. 植物体C. 生物体D. 微生物五.问答题1．运动生物化学的研究任务是什么 1）揭示运动人体变化的本质（2）评定和监控运动人体的机能（3）科学地指导体育锻炼和运动训练2．试述运动生物化学的发展简史 -运动生物化学的研究开始于20世纪20年代，在40-50年代有较大发展，尤其是该时期前苏联进行了较为系统的研究，并于1955年出版了第一本运动生物化学的专著《运动生物化学概论》，初步建立了运动生物化学的学科体系，到60年代，该学科成为一门独立的学科。
至今，运动生物化学已经成为体育科学中一门重要的专业基础理论学科答案绪论一、名词解释运动生物化学是生物化学的一个分支学科。
是用生物化学的理论及方法，研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律，研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。
第五章 运动时骨骼肌的代谢调节与能量利用
1．代谢效应物对磷酸化酶的调节
磷酸化酶b容易受细胞内各种代谢效应 物浓度变化而改变活性。 无机磷酸盐／l-磷酸葡萄糖比值升高， 5’-AMP和无机磷酸的浓度升高均可激 活磷酸化酶b。 6—磷酸葡萄糖、ATP、ADP是磷酸化 酶b活性的抑制剂。
2．钙离子对磷酸化酶活性的调节
钙离子浓度升高，激活肌原纤维ATP酶，引 起肌收缩和ATP水解，同时激活磷酸化酶b， 引起磷酸化酶转变成a，使糖原分解速度加 快。肌细胞pH上升时，钙离子对磷酸化酶 激酶的激活作用增大。
四、脂肪酸利用的调节
促进脂解作用的激素主要有肾上腺素、去 甲肾上腺素、胰高血糖素、生长激素、糖 皮质激素等。 肾上腺素、去甲肾上腺素的脂解调节作用 是通过β－肾上腺素能起作用，并通过 cAMP-蛋白激酶系统激活脂肪酶而实现的。 生长激素能降低肌组织的甘油三脂含量并 促进其氧化。
胰岛素具有抗脂解作用。 胰岛素的抗脂解作用是通过减少脂肪组织 中cAMP含量实现的。运动时血浆胰岛素浓 度下将，使对脂解的抑制作用减弱。
三、肝葡萄糖生成和释放的调节
在长时间运动前阶段，肝糖原分解是 葡萄糖的主要来源，但在运动后期，糖 异生成为肝释放葡萄糖的主要来源。 运动肌吸收和利用血糖的速率加快 时，要求肝内糖原分解和糖异生的速率 作出相应的改变。
调节的生化基础
(1)激素调节肝葡萄糖的生成速率。儿茶酚 胺和胰高血糖素 (2) 激活肝糖原磷酸化酶的活性，同时抑 制糖原合成酶的活性 。 (3)糖异生的基质浓度升高进一步激活糖异 生的代谢速率。
(二)酮体的调节
血浆高酮体水平能促进胰腺分泌胰岛素， 胰岛素具有强抗脂解作用，能够降低脂肪 酸动员；另外，酮体水平的升高也直接削 弱脂肪组织的脂解作用。所以，酮体通过 直接作用和促进胰岛素分泌的间接作用降 低脂解速率。
骨骼肌的有氧代谢
脂肪:是安静、低中强度运动的主要能源物质，其储量丰富，不 受运动时间限制，氧化过程 对糖有依赖性；供能的比例随运动 虽度的増大而降低 随运动时间的延长而增加。
蛋白质:蛋最多不超过18%。
2、有氧代谢供能系统的特点
a: 能量输出功率较其他两个系统低 有氧氧化能量输出功率为糖酵
解供能系统的50%，脂肪氧化的最大输出功率为糖有氧氧化的 50%
b: 需氧，不产生乳酸
c: 供能维持时间较长
有氧氧化供能系统 是长时间中低运动 强度项目的主要能 量来源，如1万米， 长距离游泳、自行
车 竞走等。
有氧代谢调节
一、氧的利用率
运动时物质代谢的相互联系
骨骼肌是体内重量最大的组 织，运动时物质代谢释放的 能量大部分用于肌肉收缩， 运动后则主要用于合成代谢 或离子的转运过程。
运动时物质代谢的相互联系
人体处于安静状态时，脂肪酸和酮体是肌肉的主要能源，而对于葡萄糖的利用情况与血 浆胰岛素的水平有关，胰岛素可以加速葡萄糖通过细胞膜进入细胞被氧化或合成糖元， 糖元贮存在肌肉中供运动时需要。
氧气是有氧代谢的先决条 件，所以，有氧代谢运动受 氧供应和氧利用速率的调节。
二、运动肌摄取和利用血糖的调节
运动时，血浆肾上腺素水平升 引起细胞内 cAMP浓度升高，使低活性的 磷酸化酶b向高 活性的酸化酶特换，使糖原的分解速率提高。
在长时间运动期间，血浆胰岛素水平明显下降， 这有利于发挥儿茶酚、胰高血糖素对肝糖原分 解和脂解的激活作用，同时运动肌吸收血糖仍 然增强。
Evergreen
life, Endless s p o r t运s康181
有氧代谢供能
有氧代谢供能
第五章运动时骨骼肌的代谢调节和能量利用
一
运动时物质代谢的相互联系
二
运动时物质代谢的调节
三
运动时骨骼肌的能量利用
一
运动时物质代谢的相互联系
三大能源物质氧化分解的共同规律：
1.乙酰辅酶A是三大能源物质分解代谢共同的 中间产物； 2.三羧酸循环是三大能源物质分解代谢最终的 共同途径； 3.三大能源物质氧化分解释放的能量均储存在 ATP 的高能磷酸键中。 三大能源物质间代谢的联系：通过中间代谢产物和共同 的代谢途径联系，可相互转化。
三
运动时骨骼肌的能量利用
ATP是运动时肌肉收缩的直接能源，能量的释放和 利用是以ATP为中心的。 ATP的再合成包括磷酸肌酸分解、糖酵解和有氧代 谢三条途径，前两个系统是不需氧的代谢过程，合 称为无氧代谢供能系统，三条供能途径在运动时相 互配合，保证了运动时骨骼肌能量释放与利用的连 续性。
（一） 磷酸原供能系统
3.各供能系统维持运动的时间不同： 磷酸原供能系统6~8秒，糖酵解系统30~60秒，有氧氧化 供能时间较长，从2分钟以上到数小时不等；
4. 运动后能源物质的恢复及代谢产物的清除必须依靠有 氧代谢提供能量，有氧代谢是机能恢复的主要代谢方式。 总之，短时间大强度运动（10秒以内）基本靠ATP-CP 提供能量，长时间中低强度运动以糖和脂肪的有氧氧化 为主，运动时间在10秒到几十秒的大强度运动靠糖酵解 提供能量。
• 运动时间与最大输出功率及能源系统
GDP
NADH+H+ NAD+
苹果酸
FAD
2 CO2
TCA
FADH2
琥珀酸
GTP
NADH+H+
脂酰辅酶A的β—氧化
第五章 运动时骨骼肌的代谢调节与能量利用综述
运动时骨骼肌的代谢 调节与能量利用
教学目标
1.掌握运动时物质代谢调节的基本方式、骨骼肌三大供能系统 的供能特点和过程； 2.熟悉运动时骨骼肌无氧代谢、有氧代谢调节的方式与基本规律； 3.了解运动过程中物质代谢的相互关系； 4.学会应用能量代谢的理论，分析体育锻炼与竞技体育中不同 运动状态下能量供应的特点，进一步理解代谢能力、供能能力 与运动能力的关系。
调节机理
• 当肌肉利用脂肪酸的速率增大时，酯化速 度下降。另外，脂肪酸抑制甘油三酯酶活 性的作用降低，从而促进脂肪组织动员脂 肪酸。
当肌肉内脂肪酸氧化速率下降时，有利 于脂肪组织内合成甘油三酯。
五、糖和脂肪酸利用的调节
为了获得最大耐力的运动能力，糖和脂肪 必须同时利用。运动中尽可能多地利用脂 肪酸氧化供能，可起到糖节省化，使有限 的糖储备维持到运动末，维持血液葡萄糖 浓度的相对恒定，满足大脑对血糖的需求， 防止低血糖症的发生和发展。
调节的机理
当脂肪酸在肌内氧化加强时，引起糖酵解 和丙酮酸氧化的激活剂浓度升高，如柠檬酸和 6—磷酸葡萄糖。 [乙酰辅酶A ]/[辅酶A]比值升高将抑制丙酮酸 脱氢酶活性，降低糖的有氧代谢。线粒体内生 成的柠檬酸泄出到细胞质内，其浓度增大也将 抑制磷酸果糖激酶活性，使糖酵解速率降低。 糖酵解过程抑制使6－磷酸葡萄糖浓度升高， 进而抑制己糖激酶和磷酸化酶，导致血糖利用 和肌糖原利用减少。
功 率 持 续 时 间
低于其他两个系 统。
持续 时间
较长。糖：15-2小 时、FFA 不限时 间。
有氧代谢供能是数 分钟以上耐力性运 动项目的基本供能 系统，对速度和力 量运动而言，提高 有氧代谢能力，起 着改善运动肌代谢 环境和加速疲劳消 除的作用。
实践 意义
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
胰岛素具有抗脂解作用。 胰岛素的抗脂解作用是通过减少脂肪组织 中cAMP含量实现的。运动时血浆胰岛素浓 度下降，使对脂解的抑制作用减弱。
血浆游离脂肪酸浓度超过2毫摩尔/升 时，将形成微团、危害心血管系统。 细胞内高浓度脂肪酸将抑制许多酶的活 性，并导致线粒体氧化磷酸化解偶联。 所以，限制血浆游离脂肪酸浓度过高， 是一种有益的内部防御机制。
3. 甘油三脂和脂肪酸循环反馈调节
甘油三脂和脂肪酸循环的意义是提高脂肪 酸动用调节机制的敏感性，使脂肪酸浓度 的微小变化对脂肪酸动员速率产生较大的 影响。
调节机理
• 当肌肉利用脂肪酸的速率增大时，酯化速 度下降。另外，脂肪酸抑制甘油三酯酶活 性的作用降低，从而促进脂肪组织动员脂 肪酸。
当肌肉内脂肪酸氧化速率下降时，有利 于脂肪组织内合成甘油三酯。
概述
一、代谢调节的意义
使生物体内的新陈代谢途径相互衔接、相 互制约、高度协调和有条不紊地进行，从 而维持代谢平衡。这种高度协调是靠体内 一整套精确而有效的代谢调节机制来实现 的。
二、代谢调节的基本方式
(一)细胞水平的调节
通过细胞内某些物质浓度的变化，使某些 酶的活性或数量改变，从而调节代谢过程 的速度。
四、运动时有氧代谢的调节
有氧代谢的调节与糖酵解过程的调节不同，主 要不是受代谢途径中某些关键酶的调节，而是受组 织供氧量和可供肌肉利用的能源物质量的调节。
氧的利用率 氧气是有氧代谢的先决条件，所以，有氧代谢运 动受氧供应和氧利用速率的调节。
（一）运动时糖利用的调节
1. 运动肌摄取和利用血糖的调节
启动
运动开始时最早起动，最快利用，具有快速供能的特 点。
功率
最大功率输出。短时间极量运动时，磷酸原系统的最 大输出功率可达每千克干肌每秒1．6—3．0毫摩尔~P。
可维持最大供能强度运动时间约6—8秒钟。 持续时间
与速度、爆发力关系密切。短跑、投掷、跳跃、举重 运动项目 及柔道等项目的运动。
二、糖酵解供能系统P137 三、有氧代谢供能
第三节 运动时骨骼肌的能量利用
一、磷酸原供能系统
（一）磷酸原供能系统的组成
精氨酸 鸟氨酸
甲硫氨酸
甘氨酸 胍乙酸
CP的组成
CP的功能
• 1、高能磷酸基团的储存库 • 2、组成肌酸-磷酸肌酸能量穿梭系统
线粒体
内膜
外膜
C CP
细胞质 ATP
ADP+Pi
（二）运动时骨骼肌磷酸原供能
CP C
磷酸原系统供能的特点：
（2）钙离子对磷酸化酶活性的调节
钙离子浓度升高，激活肌原纤维ATP酶， 引起肌收缩和ATP水解，同时激活磷酸化酶 b，引起磷酸化酶转变成a，使糖原分解速度 加快。肌细胞pH上升时，钙离子对磷酸化 酶激酶的激活作用增大。
（3）激素对磷酸化酶的调节
磷酸化酶b转变成a的过程受肾上腺素 调节。肾上腺素使cAMP浓度增加，进 而引起蛋白激酶激活，促使磷酸化酶b 激酶活性增大。
活性的b型状态存在，只有少量高活性的a型。 运动时，磷酸化酶受Ca2+和激素调节。
（1）代谢效应物对磷酸化酶的调节
磷酸化酶b容易受细胞内各种代谢效应 物浓度变化而改变活性。
无机磷酸盐／l-磷酸葡萄糖比值升高， 5’-AMP和无机磷酸的浓度升高均可激 活磷酸化酶b。
6—磷酸葡萄糖、ATP、ADP是磷酸化 酶b活性的抑制剂。
启动 功率 持续 时间
实践 意义
全力运动30~60秒
每千克干肌每秒1 毫摩尔
维持30秒到2分钟 以内最大强度运动。
速度、速度耐力 项目；200—1500 米跑、100—200 米游泳，短距离速 滑等项目；摔跤、 柔道、拳击、武术 等。
糖酵解供能系统
功
低于其他两个系
率 统。
持 较长。糖：1.5-2 续 小时,FFA不限时间。
（二）脂肪酸利用的调节
1.脂肪动员、脂解作用的激素调节
促进脂解作用的激素主要有肾上腺素、 去甲肾上腺素、胰高血糖素、生长激素、 糖皮质激素等。
肾上腺素、去甲肾上腺素的脂解调节作用 是通过β－肾上腺素能起作用，并通过 cAMP-蛋白激酶系统激活脂肪酶而实现的。
生长激素能降低肌组织的甘油三脂含量并 促进其氧化。
CK
ADP + CP
ATP +C(肌酸)
其供能的调节意义在于最早快速利用，为 代谢调节启用糖酵解供能提供过渡时间。
3. 肌激酶反应的调节MK来自2ADPATP+AMP
（二）骨骼肌糖酵解的调节
糖酵解速度在短时间内的大幅 度上升，主要是通过关键酶等调节 而实现的。
1. 磷酸化酶的调节 在安静时，骨骼肌中磷酸化酶大多以低
三、运动时无氧代谢的调节
（一）骨骼肌磷酸原的代谢调节
1. ATP利用的调节 运动时，受肌浆钙离子激活，ATP水解速
率大大加快，但ATP含量和ATP/ADP浓度 比变化不大，这是因为ATP的利用过程总是 和再合成过程密切偶联在一起。
一旦ATP被利用，ADP浓度上升，导致 ATP/ADP浓度比下降,这种变化可以灵敏地 触发代谢调节系统作出反应，以便激活代 谢合成ATP，直到比值恢复到正常水平。
这种调节发生在肌糖原大量消耗引起细 胞内6－磷酸葡萄糖浓度下降时，ATP／ ADP浓度比下降，葡萄糖磷酸化作用加强， 血液葡萄糖向肌细胞转运的速率加快，进 而利用速率也加快。
2. 肝葡萄糖生成和释放的调节
在长时间运动前阶段，肝糖原分解是葡 萄糖的主要来源，但在运动后期，糖异生 成为肝释放葡萄糖的主要来源。
在磷酸化酶b激酶催化下，磷酸化酶b 转换成磷酸化酶a的速率加快。磷酸化酶 a的增多使糖原分解速率迅速加快。
2.己糖激酶的调节
6－磷酸葡萄糖是己糖激酶活性的抑制剂 。 在运动开始后，肌糖原迅速分解，产生6磷酸葡萄糖并堆积，从而反馈抑制己糖激 酶的活性，其结果限制了肌肉摄取和利用 血液葡萄糖。 约在运动后数分钟，细胞内6－磷酸葡萄 糖堆积减少，致使己糖激酶的抑制被解除， 骨骼肌开始大量摄取和利用血糖供能。
第一节 运动时物质代谢 的相互关系
一、氧化分解的共同规律
1.乙酰辅酶A是三大能源物质分解代谢共同的中间代谢物 2.三羧酸循环是三大能源物质分解代谢最终的共同特点 3.三大能源物质氧化分解释放的能量均储存在ATP的高能
磷酸键中
二、能量供应的相互关系P123
三、糖、脂肪和蛋白质分解代谢关系P124
随运动时间延长(达1分钟以上)，乳酸大 量堆积，骨骼肌pH下降，又反过来抑制糖 酵解，当肌肉pH降到6.4-6.5时，磷酸果糖激 酶的活性显著降低，糖酵解过程显著减弱。
这种代谢调节机制对于防止机体过度酸血 症，起到了保护性抑制作用。
当氧气供应充足，线粒体中氧化磷酸化过 程再合成ATP，能充分满足运动肌群的能量 消耗时，肌细胞中ATP、柠檬酸浓度升高， 则磷酸果糖激酶的活性受抑制，避免过量 代谢造成能量浪费。
3. 磷酸果糖激酶的调节
磷酸果糖激酶是糖酵解过程的关键限速 酶。
ADP、AMP、NH4+、K+ 、无机磷酸盐、 6-磷酸果糖和pH值升高等是它的激活剂。
抑制剂为ATP、CP、柠檬酸和pH降低等。
当进行激烈运动时，肌肉ATP、CP浓度降 低，AMP浓度上升，此时，如果NH4+和无 机磷酸盐浓度升高，就可激活磷酸果糖激酶， 使糖酵解过程加快。
第五章 运动时骨骼肌的代谢 调节与能量利用
教学目标
1.掌握运动时物质代谢调节的基本方式、骨骼肌三大供能系统 的供能特点和过程；
2.熟悉运动时骨骼肌无氧代谢、有氧代谢调节的方式与基本规律； 3.了解运动过程中物质代谢的相互关系； 4.学会应用能量代谢的理论，分析体育锻炼与竞技体育中不同
运动状态下能量供应的特点，进一步理解代谢能力、供能能力 与运动能力的关系。
调节机理
由于ATP和ADP的化学结构相似，有 关酶在催化反应时难以准确识别。在ATP 或ADP对酶的竞争性结合中，特别当ATP ／ADP浓度比明显改变时，酶更难识别和 区分它们。
以ATP作为底物的酶，受ADP抑制； 以ADP作为底物的酶，受ATP抑制。
2. CP利用的调节
运动时，ATP／ADP浓度比降低，立刻激活肌酸 激酶，而安静时，ATP／ADP浓度比升高，CK活 性受抑制。
(二)器官水平的调节
多细胞生物出现了内分泌细胞之后，内分 泌细胞所分泌的激素对物质代谢的控制成 为器官水平调节的重要方式。
激素作用于靶细胞和靶器官，改变其中 代谢物浓度，或改变其中某些酶的催化能 力或含量，从而调节代谢反应的速度。
(三)整体水平的调节
神经系统可以释放神经递质以直接影响 组织中的代谢，又能影响内分泌腺的活动， 改变激素分泌的速度，间接地对整体的代 谢进行综合调节。
当脂肪酸动员速率低于利用速率时，血 浆游离脂肪酸浓度便下降，其结果，肌肉 对糖的利用加强，使糖储备提前耗竭，促 使疲劳提前发生。所以除激素对脂肪分解 的调节外，还需由肌肉能量利用速率以及 脂解过程的反馈调节，提供更精细的脂肪 酸氧化调控机制。
2. 酮体的调节
血浆高酮体水平能促进胰腺分泌胰岛素， 胰岛素具有强抗脂解作用，能够降低脂肪 酸动员；另外，酮体水平的升高也直接削 弱脂肪组织的脂解作用。所以，酮体通过 直接作用和促进胰岛素分泌的间接作用降 低脂解速率。
运动肌吸收和利用血糖的速率加快时， 要求肝内糖原分解和糖异生的速率作出相 应的改变。
调节的生化基础
(1)激素调节肝葡萄糖的生成速率。儿茶酚胺 和胰高血糖素
(2) 激活肝糖原磷酸化酶的活性，同时抑制糖 原合成酶的活性 。
(3)糖异生的基质浓度升高进一步激活糖异生 的代谢速率。
肝
尿苷二磷酸葡萄糖
血 肌细胞
运动时，血浆肾上腺素水平升高引起细 胞内cAMP浓度升高，使低活性的磷酸化酶 b向高活性的磷酸化酶a转换，使肌糖原的分 解速率提高。