第三章 人体的有氧代谢供能系统

（二）运动时氨基酸供能
蛋白质在长于30分钟的剧烈运动时参与供 能，但最多不超过总能耗的18%。 参与氧化供能的氨基酸： 丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸； 亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸 支链氨基酸
1、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的氧化
CH3-CH-COOH
NH2 NH3
CH3-C-COOH
O
HOOC-CH2-CH-COOH
CH3 C O
COOH H
COOH CH2 CH2 C NH2 COOH
2、谷氨酸的氧化脱氨基作用
联合脱氨基作用
概念：转氨基作用与谷氨酸氧化脱氨基作用 联合进行时，使氨基酸脱掉氨基生成相应的 α-酮酸和氨，即为联合脱氨基作用。
3、氨与α-酮酸的代谢
氨进入血液（称为血氨） 肝脏经鸟氨酸 循环合成尿素 肾脏排出。 血氨对机体有毒，尤其是脑组织对血氨的变化 最为敏感。 α-酮酸经不同环节进入三羧酸循环，彻底氧 化为二氧化碳和水并合成ATP。
激素敏感脂肪酶
R C O CH
O CH2 OH HO CH + 3 R C OH CH2 OH 甘油 脂肪酸
二、甘油的分解代谢
三、脂肪酸的分解代谢
1、脂肪酸活化：
脂肪酸+辅酶A
ATP ADP
脂肪酰辅酶A+水
此过程在线粒体外膜发生，是耗能过程。
2、脂肪酰辅酶A进入线粒体
3、脂肪酰辅酶A的β-氧化
3ATP
3ATP
此过程共合成24ATP
3ATP
2ATP
1ATP
三羧酸循环的生理意义： 1、是机体获取能量的主要方式； 2、是糖、脂肪和蛋白质彻底氧化的共同途径； 3、是糖、脂肪和蛋白质互相转化的联结机构。
糖有氧氧化中ATP的生成
反应阶段
氧化磷酸化 1、葡萄糖 丙酮酸 6(4)ATP 2、乙酰辅酶A的生成 6ATP 3、三羧酸循环
一分子乙酰辅酶A
一次β-氧化的产物
两次脱氢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FADH(2ATP) NADH(3ATP)
5ATP
少两个C原子的脂酰辅酶A
进入下一轮β-氧化
乙酰辅酶A的去路
乙酰辅酶A 三羧酸循环 二氧化碳+水+ATP
4、脂肪酸氧化的ATP生成数
•一次β-氧化生成的ATP数：5ATP •一个乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成ATP数:12ATP •脂肪酸活化过程消耗1ATP 设脂肪酸链中含n个碳原子 消耗的ATP数 则脂肪酸氧化生成的ATP数为： (n÷2-1)×5+(n÷2)×12-1
第三章 人体的有氧代谢供能系统
教学目标： 1、掌握糖的有氧代谢基本途径； 2、了解脂肪酸β-氧化途径； 3、了解氨基酸的转氨基、脱氨基方式； 4、掌握糖、脂肪和蛋白质氧化供能的特点
有氧代谢供能系统
概念：在氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧化生 成二氧化碳和水的过程，称为有氧代谢。有 氧代谢过程释放能量合成ATP，构成骨骼肌 有氧代谢供能系统。
肝内有生成酮体的酶，但缺乏酮体利用的酶 如果
导致 血液中酮体浓度升高，过高可导致酮血症和酮尿症。 酮体在体内大量堆积可引起酸中毒
第三节 蛋白质有氧氧化
一、氨基酸代谢库与氨基酸氧化 蛋白质+水 蛋白酶 氨基酸 由食物消化、吸收的氨基酸（外源性氨基酸） 与体内蛋白质降解产生的氨基酸（内源性氨 基酸）混合在一起，分布于全身各处，称为 氨基酸代谢库。
性质 抑制性 抑制性
疲劳时的变化 升高 升高
5-羟色胺
多巴胺
乙酰胆碱
兴奋性
兴奋性
过度升高
下降
（三）运动时的有氧代谢供能
糖 脂肪
供能时间：大强度，1-2h肌糖原耗尽 输出功率：约为糖酵解的一半 供能时间：理论不受限制，但依赖于糖 输出功率：约为糖有氧代谢的一半
蛋白质在长于30分钟的剧烈运动中参与供能，但最 多不超过总耗能的18% 有氧供能系统不能支持高强度、高功率的运动 有氧代谢是机体运动后恢复的基本代谢方式
产ATP
底物磷酸化
耗 ATP
2ATP
4ATP 2ATP
22ATP
共生成40（38）ATP，消耗2ATP，净获38（36）ATP
糖酵解、有氧氧化比较
糖酵解
底物 产物 反应部位 主要反 应阶段 氧化方式 反应条件 肌糖原、葡萄糖 乳酸 细胞质
1、G(Gn) 2、丙酮酸 丙酮酸 乳酸
有氧氧化
肌糖原、葡萄糖 二氧化碳和水 细胞质、线粒体
谷氨酰胺
乙酰CoA
三羧酸循环
CO2、H2O
丙氨酸
丙酮酸
葡萄糖
3、葡萄糖-丙氨酸循环及其意义
葡萄糖-丙氨酸循环定义： 骨骼肌内葡萄糖、肌糖原分解生成的丙酮酸与 氨基酸之间，经转氨基作用生成丙氨酸，丙 氨酸在肝内经糖异生作用生成葡萄糖，并经 血液循环回到骨骼肌中的代谢过程。
葡萄糖-丙氨酸循环的意义： 1、丙酮酸变成丙氨酸可减少乳酸生成，缓解 肌肉内环境酸化，保障糖分解畅通； 2、丙酮酸接受氨基合成丙氨酸，避免血氨浓 度过高； 3、丙氨酸经糖异生生成葡萄糖，维持血糖浓 度的恒定。
第一节 糖有氧氧化
糖有氧氧化基本过程 底物：葡萄糖、糖原 终产物：二氧化碳、水 反应部位：细胞质、线粒体 两个阶段： 第一阶段：葡萄糖 丙酮酸(细胞质) 第二阶段：丙酮酸 二氧化碳和水(线粒体)
细胞质内反应阶段： 葡萄糖 丙酮酸 线粒体内反应阶段： 丙酮酸 乙酰辅酶A 乙酰辅酶A 二氧化碳+水
1、G(Gn) 丙酮酸 2、丙酮酸 乙酰辅酶A 3、乙酰辅酶A CO2+H2O
脱氢 不需氧
脱氢 需氧 底物磷酸化、氧化磷酸化 38（36）ATP
ATP生成方式 底物磷酸化 ATP数量 3ATP、2ATP
第二节 脂肪有氧氧化
一、脂肪水解（脂肪动员）
O O CH2 O C R O + 3 H2O CH2 O C R 脂肪
NH2
HOOC-CH2-C-COOH
NH3 O
HOOC-CH2-CH2-CH-COOH
NH2
NH3 O
HOOC-CH2-CH2-C-COOH
2、支链氨基酸氧化
亮氨酸 转氨酶 α-酮异己酸 转氨酶 α-酮-β-甲基戊酸 异亮氨酸 （氧化脱羧） α-酮异戊酸 缬氨酸
β-氧化
脂酰CoA
α-酮戊二酸
谷氨酸
4、某些氨基酸代谢与中枢疲劳
谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸 γ-氨基丁酸浓度升高，大脑产生保护性抑制， 兴奋性降低，出现中枢疲劳 色氨酸羟化生成5-羟色胺 5-羟色胺浓度升高可降低感知水平，增进睡 眠，出现体力和精神疲劳 酪氨酸 多巴胺，多巴胺减少可导致运动能力下 降。
神经递质
γ-氨基丁酸
第一阶段：丙酮酸的生成（细胞质内进行）
G
NAD+
2CH3COCOOH
NADH· + H
H2O+2×3ATP（2×2ATP）
另，生成两个高能化合物，合成4ATP 此阶段，共合成10（8）ATP，耗2ATP
第二阶段（线粒体内进行）
（1）乙酰辅酶A的生成
此过程共合成6ATP
H2O+2×3ATP
（2）三羧酸循环
β-氧化的次数
生成的乙酰辅酶A数
β-氧化的意义： 1、β-氧化是体内脂肪酸分解的主要途径。 2、脂肪酸的β-氧化也是脂肪酸的改造过程。
四、酮体
概念：酮体是指脂肪酸在肝内分解氧化时的特 有的中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和 丙酮。
含量极少
含量 较多
正常人血液中酮体含量极少 在生理（如饥饿、运动）或病理（如糖尿病） 酮体是肝 情况下，脂肪动员加强，脂肪酸成为人体的 脏输出的 主要供能物质，血液中酮体含量增多 优质能源
氨基酸代谢库
骨骼肌
游离氨基酸占80%
肝脏
10%
肾脏
4%
血浆
0.2%~0.6%
1、转氨基作用 α-氨基酸+α-酮戊二酸 如：
丙氨酸+ α-酮戊二酸 天冬氨酸+α-酮戊二酸
GPT GOT
转氨酶
α-酮酸+谷氨酸
丙酮酸+谷氨酸 草酰乙酸+谷氨酸
H
CH3 C
COOH
NH2
COOH CH2 CH2 C O COOH
概念：脂肪酰辅酶A的氧化过程发生在脂肪 酰基的β-碳原子上，最终将β-碳原子氧化 成一个新的羧基，故称为β-氧化。 每一次β-氧化包括： 脱氢 水化 再脱氢 硫解 长链脂酰CoA经一次β-氧化，碳链减少2个 碳原子，生成1分子乙酰CoA，多次重复循 环，最后生成多个乙酰CoA。
β-氧化的终 产物