第七章(物质与能量代谢)

2.脂肪在体内的分解代谢
• 脂肪在脂肪酶的作用下，分解为甘油及脂 肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水， 同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在 氧供应充足时进行运动，脂肪可破大量消 耗利用。 • 例如，在持续时间超过3小时的运动中，肌 糖原含量显著降低，脂肪氧化分解供能的 比例加大。此外，在安静时，脂肪也是心 肌和骨骼肌的主要能源。
3.脂肪代谢与运动减肥
• 运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂 肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织 的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。 • 减肥的方式：一是参加运动，二是控制食物摄入
量。
• 选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌 肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑 自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地 降低体脂水平。 • 水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运 动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水 中球类游戏等多种运动。
• 食物入胃后约5分钟，胃即开始蠕动，以利 于食物与胃液混合，协助化学性消化过程。 • 胃排空：食物由胃进入十二指肠的过程 • 食物的排空速度与食物的物理性状及化学组 成有关。 • 通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空 快，颗粒小的食物比大块食物排空快。 • 糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最 慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。
小肠内消化
小肠内消化是整个消化过程中最 重要的阶段，食物消化的主要部位在 小肠。食糜受到小肠的机械性消化及 胰液、胆汁和小肠液的化学性消化的 作用。食物经过小肠后消化过程基本 完成。
(1).胰液
胰液为无色透明的碱性液体 pH7.8～8.4，渗透压≈血浆 胰液呈间歇性分泌,分泌量约为1～2L/每日。 胰液是消化液中最重要的一种消化液。 (1)水和碳酸氢盐 (2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶 (3)脂类水解酶：胰脂肪酶 (4)蛋白质水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶
营养物质在消化道各部位消化简述
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口腔内消化 胃内消化 小肠内消化 大肠内消化
口 腔 内 消 化
口腔内消化：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从吞咽开始至食团入胃所需的 时间，与食物的性状及人体体位有 关。液体食物约需3-4秒，糊状食物 约5秒，固体食物约需6-8秒，一般 不超过15秒。由于食物在口腔内停 留时间很短，仅有少量淀粉在唾液 淀粉酶作用下分解为麦芽糖。
• (1)糖原
• 人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的 差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少， 而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有 350-400克，运动员糖原储量可达400-550克。
• 肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能 源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许 多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增 多，有助于耐力性运动成绩的提高。
• 小肠是吸收的主要部位，一般认为，糖类、 脂肪和蛋白质的消化产物大部分在十二指 肠和空肠吸收，回肠能够吸收胆盐和维生 素B12。 • 大肠主要吸收水分和盐类，结肠可吸收其 肠腔内80%的水和90%的Na+及Cl-。
(2)小肠吸收的特点
小肠吸收的有利条件：
①面积保证：长5～6米＋ 皱褶＋绒毛＋微绒毛 →200m2； ②设备保证：酶多＋转运 工具＋运输途径；
• 应当注意的是，在比赛前一小时左右不要补糖，以 免因胰岛素效应反而使血糖降低。
• 进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类 食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时 间临时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛， 可以通过设立途中饮料站适量补糖。运动后补 糖将有利于糖原的恢复。耐力运动员在激烈比 赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其 每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。
运动生理学
四川农业大学体育系 刘骞
第七章
物质与能量代谢
[提要]物质和能量代谢是维持人体各 种生理机能的基本保证，亦是维持人体运 动能力的重要前提。本章主要介绍人体主 要营养物质的生理作用、消化与吸收特点； 代谢方式；不同状态下的能量代谢；运动 中的能量供应;以及体温的产生、动态平衡 的维持等生理过程。
概
述
• 物质代谢：人体与其周围环境之间 不断进行的物质交换过程。
• 能量代谢：机体内物质代谢过程中 所伴随的能量释放、转移和利用。
第一节 物质代谢 一、人体主要营养物质的消化与吸收
人体所需要的主要营养物质包括糖类、 脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。这 些物质主要来源于食物，经过消化器官的 消化和吸收，为机体正常生命活动及运动 和训练提供必不可少的物质能量来源。
③时间保证：停留时间长， 约3～8h；
④动力保证：绒毛伸缩具 有唧筒样作用。
(3) 小肠 内主 要营 养物 质的 吸收
(三)肌肉运动对消化和吸收机能的影响
• 肌肉运动可以产生骨骼肌血管扩张、血流量增加，内脏 血管收缩、血流量减少的效应，导致胃肠道血流量明显 减少(约较安静时减少2/3左右)，消化腺分泌消化液量 下降；运动应激亦可致胃肠道机械运动减弱，使消化能 力受到抑制。 • 为了解决运动与消化机能的矛盾，一定要注意运动与进 餐之间的间隔时间。饱餐后，胃肠道需要血液量较多， 此时立即运动，将会影响消化，甚至可能因食物滞留造 成胃膨胀，出现腹痛、恶心及呕吐等运动性胃肠道综合 征。剧烈运动结束后，亦应经过适当休息，待胃肠道供 血量基本恢复后再进餐，以免影响消化吸收机能。
(二)脂肪代谢
• 1.人体的脂肪贮备 • 人体脂肪的贮存量很大，约占体重的 10%-20%。一般认为，最适宜的体脂含 量为：男性为体重的6%-14%，女性为 10%-14%。 • 充沛的脂肪贮备为机体提供了丰富的 能源。
男性体脂>20%、女性>30%则属 肥胖。肥胖增加机体负担，并易发高 血压、冠心病等疾病。脂肪主要通过 食物获得，糖和蛋白质在体内达到一 定量后均可转变为脂肪而被储存。因 此，体脂含量可以通过调整食物摄入 量及增加机体活动程度加以控制。但 体内脂肪积聚的趋势具有一定的遗传 特性。
• 运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液 (35%-40%)，服用量40-50克糖。 • 运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶 液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分 钟给15-20克糖。
(2)补糖种类
• 低聚糖是一种人工合成糖(目前多使用由2-10个葡 萄糖单位聚合成的低聚糖)，渗透压低，分子量大 于葡萄糖。研究表明，浓度为25%的低聚糖的渗透 压相当于5%葡萄糖的渗透压，故可提供低渗透压高 热量的液体，效果较理想。 • 对糖原恢复的研究发现，淀粉、蔗糖合成肌糖原的 速率大于果糖，但果糖合成肝糖原的效果则比蔗糖 或葡萄糖为佳。因此，补糖时应注意合理选择搭配 糖的种类，同时，运动员膳食中应注意保持足够量 的淀粉。
二、主要营养物质在体内的代谢
• (一)糖代谢 • 1．人体的糖贮备及其供能形式 • 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。
2.糖在体内的分解代谢 糖原+ADP+Pi→乳酸+ATP
(1) 糖 酵 解
糖酵解与乳酸生成
糖原/葡萄糖+O2+ADP+Pi→CO2+H2O+ATP (2) 有 氧 氧 化
糖的有氧氧化途径
3.运动与补糖 运动员在运动训练及比赛中， 能量消耗较多，因此，应注意糖的 补充，以保持运动能力，提高训练 效果及比赛成绩。大多数学者认为， 只有长时间耐力项目有必要进行糖 的补充。
胃内消化
胃液的性质、成分和作用
性 质：无色，pH 0.9～1.5
是体内pH最低的液体
分泌量：1.5～2.5L/日
成
分：盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子
和HCO3- 等无机物。
食物入胃后，受到胃液的化学性消化 和胃壁肌肉运动的机械性消化的共同作用。 正常成人胃液分泌量为1.5-2.5升/天。胃液 的PH为O.9-1.5，具有较强的酸性，不仅 可以激活胃蛋白酶(其最适PH为2)，而且在 进入小肠后能引起促胰液素的分泌，从而 促进胰液、胆汁和小肠液的分泌。因此， 胃液中完成化学性消化的主要成分是盐酸 和胃蛋白酶。胃蛋白酶能将蛋白质降解为 蛋白际、蛋白胨和多肽。胃液分泌的自然 刺激是进食。
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(2)血糖 血液中的葡萄糖又称血糖。 血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要 能源。 运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。 血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动 态平衡的标志。 饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动 员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖 原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖 的动态平衡。
• (1)补糖时间与补糖量
• 目前一般认为，运动前3-4小时补糖可以增加运动开 始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补 糖效果较理想。一方面，糖从胃排空→小肠吸收→ 血液转运→刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间； 另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放， 从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高；同时还 可以减少运动时肌糖原的消耗。
全氧化释放4.1千卡热量，需氧少，经济；
脂肪：含热量高，每克脂肪完全氧化释放
9.3千卡热量；
蛋白质：可供能，但主要用于组织生长、构 成、更新、修补。 每克蛋白质完全氧化可 释放4.3千卡热量 。
(二)主要营养物质的消化与吸收 • 消化：食物在消化道内被分解为小分子的过程。 • 吸收：经过消化的食物，透过消化道粘膜，进入血 液和淋巴循环的过程。 • 1.消化 • 消化的方式： • 机械性消化或物理性消化：通过消化道肌肉的舒缩 活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并 将食物不断地向消化道远端推送。 • 化学性消化：通过消化腺分泌的消化液来完成，消 化液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋 白质等物质分解成小分子颗粒。
小肠液的成分和作用:
(1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。 (2)稀释肠腔内容物，利于吸收。 (3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶。 (4)肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。 (5)多种消化酶进一步消化水解食糜。
2.吸收 • (1)吸收的部位 • 食物在口腔及食道内不被吸收。
• 胃所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少 量水分。
消 化 液 的 作 用
消化液的主要功能为：
• ①稀释食物，使之与血浆的渗透压相等， 以利于吸收； • ②改变消化道内的pH，使之适应于消化 酶活性的需要； • ③水解复杂的食物成分，使之便于吸收； • ④通过分泌粘液、抗体和大量液体，保 护消化道粘膜。例如，胃的粘液具有较 高的粘滞性和形成凝胶的特性。
消化：食物在消化道内被分解为小分子的 过程。 吸收：经过消化的食物，透过消化道粘膜， 进入血液和淋巴循环的过程。 主要能源物质：糖、脂肪、蛋白质
通过氧化释放能量。
能量单位：千卡（Kcal）、千焦尔
(KJ)
1千卡=4.186千焦耳
• (一)主要营养物质的生理功用
三大能源物质的生理功用
糖：主要供能物质（总能量70%）每克糖完
(2).胆汁 (1)胆盐: 促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积 促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物 (2)胆固醇:正常时，胆固醇与胆盐的浓度呈 一定的比例，若胆固醇↑→胆石症。 (3)胆色素:
(3).小肠液
弱碱性液体，pH≈7.6。渗透压与血浆相等。 分泌量大(1～3L/日)
特点 酶种类多
持续分泌
唾液的性质和成分 pH: 6.6～7.1(无色无味近于中性的液体)。 成分：水(占99%)，有机物(唾液淀粉酶、粘蛋白、 球蛋白、溶菌酶等)，无机物(Na+、k+、HCO3-、Cl-等)。 唾液的作用： 1.消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶 于水的食物→味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽 糖。 2.清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害 物质；溶菌酶还有杀菌作用。 3.排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰 质炎的病毒可随唾液排出。 4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细 菌，若缺乏时易患龋齿。