运动和糖代谢

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 糖代谢与运动,1,一、糖的概述,2,一、糖的概述,（一）什么是糖？,所有的糖都是甜的吗，甜的物质就是糖吗？,糖是碳水化合物吗，碳水化合物就是糖吗？,3,1、元素组成,2、定义,鼠李糖及岩藻糖（,C,6,H,12,O,5,)、,脱氧核糖（,C,5,H,10,O,4,),甲醛（,CH,2,O)、,乳酸（,C,3,H,6,O,3,)、,乙酸（,C,2,H,4,O,2,),碳酸,(H,2,CO,3,）水（,H,2,O,）,糖是一类含有多羟基的醛类或酮类化合物的总称。,-OH,O,CH,或,-CHO,O,C,或,-CO-,C,（碳），,H,（氢），,O,（氧）,4,CHO,H-C-OH,HO-C-H,H-,4,C-OH,H-C-OH,CH,2,OH,葡萄糖,CH,2,OH,CO,HO-CH,H-C-OH,H-C-OH,CH,2,OH,果糖,CHO,H-C-OH,HO-C-H,HO-,4,CH,H-C-OH,CH,2,OH,半乳糖,5,（二,）,糖的分类,糖类化合物,单糖,寡糖,多糖,：不能用水解方法再降解的最简单形式的糖,。,（低聚糖）：,由2,10个分子单糖缩合而成的糖。,：,由多个单糖分子综合而成的高分子有机物。,6,单糖,戊糖（五碳糖）：,核糖、脱氧核糖,已糖（六碳糖）：,葡萄糖、果糖、半乳糖,7,葡萄糖,人体内糖的,运输形式,。,血液中的糖称为,血糖,，绝大多数情况下都是,葡萄糖,8,自然界中最常见的低聚糖有双糖,(C,12,H,22,O,11,），由两分子单糖缩合而成，是最简单的低聚糖。,常见的二（双）糖有：,蔗糖：,葡萄糖,+,果糖,冰糖、白砂糖、棉白糖和赤砂糖（也称红糖或黑糖）,麦芽糖：,葡萄糖,+,葡萄糖,“,双歧因子,”,异麦芽低聚糖,乳糖：,葡萄糖,+,半乳糖 乳糖酶,9,低聚糖饮料,健力宝,-2010,年广州亚运会指定运 动饮料,配入,4-10,个葡萄糖单位的低聚糖的运动饮料。,10,淀粉与糖原,多糖,淀粉,由直链淀粉（以,-(1,4),糖苷键连接）与支链淀粉（分支点为,-(1,6),糖苷键）组成。,11,糖原,又称动物淀粉，存在于动物细胞的胞液内，是动物体内最容易动员的燃料物质。与支链淀粉相似，区别在于分支频率及分子量为其二倍。,12,纤维素,纤维素是自然界最丰富的有机化合物，占植物界碳素的50以上，是植物的结构多糖，细胞壁的主要成分。由葡萄糖基借,-(1,4),糖苷键连接的一种线性没有分支的同多糖。微晶束相当牢固。,13,植物细胞壁中的纤维素,14,人体内糖的分布存在形式与储量,血糖,15,糖占人体干重2%左右 ，总量一般不超过500克,肌糖原,80100,mmol,/kg,湿肌（1015,g/kg,湿肌）总量350400克,肝糖原,250,mmol,/kg(1.58.0g/100g）,总量70100克,体液糖,共约20克，主要为葡萄糖，其中血糖4.26.6,mmol/l,（,80120mg/100ml ）,总量56,g,16,（三）糖的生物学功能,2,、糖是人体安静、运动时及运动后恢复的重要能源物质。,1,、糖是机体重要的组成成分。,3、糖与机体其他物质的正常代谢关系密切。,17,18,（四）糖的分解代谢和能量的生成,1、糖酵解,（1）概念,反应条件、反应物、反应产物,19,（2）基本过程,2,乳酸,糖原,1-,磷酸葡萄糖,Pi,H,2,O,已糖激酶,果糖磷酸激酶,丙酮酸激酶,20,（3）反应场所,细胞质的基质,21,葡萄糖,-,葡萄糖,-6-,磷酸,ATP,果糖,-6-P -,果糖,-1,、,6-2,磷酸,-ATP,甘油酸,-1,、,3-2,磷酸,-,甘油酸,-3-,磷酸,+ATP*2,磷酸烯醇丙酮酸,-,丙酮酸,+ATP*2,（,4,）,ATP,的生成,葡萄糖,-,（ ）乳酸,+,（ ）,ATP+2H,2,O,糖原（一个葡萄糖单位）,-,（ ）乳酸,+,（ ）,ATP+2H,2,O,22,（,5,）生化意义,A,人体在缺氧条件下获得能量的有效方式。,例如：,是短时间剧烈运动能量的,主要,来源。,B,对耐力项目的加速、冲刺也格外重要。,C,是一些非周期及体能要求高的运动项目发挥良好技能的体能条件。,D,少数人体细胞在有氧情况下，也进行糖酵解来获得能量。,23,2,糖的有氧氧化,（,1,）概念,反应条件、反应物、反应产物,24,（,2,）基本过程,第一阶段,葡萄糖,(6C),丙酮酸,(3C),第二阶段,丙酮酸进入线粒体氧化脱羧乙酰,CoA(2C),第三阶段 三羧酸循环,乙酰,CoA(2C) 2 CO,2,CO,2,25,第一阶段,葡萄糖,(6C),丙酮酸,(3C),糖原,1-,磷酸葡萄糖,葡萄糖,( ),丙酮酸,+,( ),ATP+( )NADH,H,+,26,第二阶段 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧,显微镜下,27,酶,1,：丙酮酸脱羧酶,焦磷酸硫胺素,(TPP),酶,2,：硫辛酸乙酰转换酶,硫辛酸、 辅酶,A,酶,3,：二氢硫辛酸脱氢酶,NAD,+,、,FAD,+,28,第三阶段,三羧酸循环（,TCA,）,krebs,循环,1937,29,电子传递链（呼吸链）,NADH.H,+,依次经过复合物,、辅酶,Q,、复合体,、复合体,最终把电子传递给氧气，最终经线粒体,ATP,合酶生成,3,个,ATP.,FADH,2,经复合体,、辅酶,Q,、复合体,、细胞色素,C,、复合体,最终把电子传递给氧气，最终经线粒体,ATP,合酶生成,2,个,ATP.,30,TCA,循环一周,将,乙酰,- CoA,的乙酰基氧化成,2,个,CO,2,产生,1,个,FADH,2,2ATP,产生,3,个,NADH+H,+,( 3*3)9ATP,产生,1,个,GTP 1 ATP,12ATP,31,（,3,）葡萄糖有氧分解产生的,ATP,EMP,：,2ATP+2NADH,（,2 2 / 3,）,=6/ 8,丙酮酸氧化脱羧产生：,2NADH (H +)3ATP = 6,个,ATP,TCA,产生：,2 12,个,ATP =24,个,ATP,总共,36/38,个,ATP,糖原中的,1,个葡萄糖单位 总共,37/39,个,ATP,32,（,4,）反应场所,细胞质的基质,和,线粒体,33,（,5,）生化意义,1,产生的能量多，是机体利用糖能源的主要途经。,2,三羧循环是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中心环节。,34,（五）糖原的合成,35,（六）糖异生作用,1,概念,反应原料,2,部位,3,生理意义,丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸,A,维持血糖相对稳定,B,有利于运动中乳酸消除,C,促进脂肪的分解供能和氨基酸代谢,主要在,肝脏,中进行,36,二、 运动对糖代谢的影响,（一）肌糖原与运动能力,（二）肝糖原与运动能力,（三）血糖与运动能力,（四）乳酸与运动能力,37,（一）肌糖原与运动能力,1,运动强度、持续时间与肌糖原的利用,运动强度增大，肌糖原消耗速率相应增大 ；,运动时间延长，肌糖原消耗速率发生变化,。,38,（,1,）极量运动（,90%95%,最大摄氧量以上）,肌糖原消耗速率,最大,，糖原消耗量,很少,。,运动初，肌糖原分解迅速，,第二阶段，肌糖原分解速率下降，,最后阶段，肌糖原分解速率大幅下降，肌糖原大量消耗。,（,3,）低强度运动（,30%,最大摄氧量以下）,很少利用肌糖原。,（,2,）亚极量或亚极量下强度运动,（,65%85%,最大摄氧量长时间运动）,肌糖原消耗速率较高、 肌糖原消耗量最大。,39,思考？,要发展耐力时就要增加肌糖原的代谢能力，发展肌糖原代谢能力应以多大运动强度来进行训练？为什么？,40,2肌糖原储量与运动能力,（,1,）与有氧运动能力,（,2,）与无氧运动能力,41,（3）影响肌糖原储量的因素,单腿自行车实验,高糖饮食,高糖饮食,高糖饮食,训练,+,高糖饮食,=,糖原负荷法,42,（二）肝糖原与运动能力,1安静时肝糖原分解的情况,2运动对肝糖原的影响(运动强度、运动时间),3影响肝糖原储量因素,正常进食：,?,糖饥饿：,?,短时间大强度运动,:?,长时间中等强度运动：,?,运动初,运动中期,最后阶段,糖异生作用,43,（三）血糖与运动能力,1血糖浓度与生物学功能,血液中的糖主要是,葡萄糖,，称为血糖。,正常人空腹静脉血含葡萄糖,4.4,6.6mmol/L,；,低于,3.8mmol/L,，低血糖；,高于,7.2mmol/L,，高血糖,超过,8.8mmol/L,，肾糖阈。,44,生物学功能,血糖是中枢神经系统的主要能量物质。,血糖是红细胞的唯一能源。,血糖是运动肌的肌外燃料。,45,2血糖的来源和去路,46,3运动时血糖浓度的变化,12min,短时大强度运动,410min,全力运动,1530min,全力运动,12h,运动至疲劳,超过,23h,至疲劳,运动肌,血,糖,肝脏,神经激素,释放,G,吸收,G,47,（四）乳酸与运动能力,COO,H,C OH,C CH,3,分子结构式,48,糖酵解反应简式,G,无氧,2,乳酸,+2ATP,Gn,（一个,G,单位）,无氧,2,乳酸,+3ATP,49,1,、乳酸与运动能力,(1),乳酸的生成和速度耐力型项目运动能力、运 动成绩密切相关,50,时间 游速 血乳酸,(,毫摩尔,/,升,),1979 201 12.4,1984 15929 13.6,1986 15783 16.2,我国男子,200,百米自由泳优秀选手血乳酸水平,51,项目,国家集训队,(,毫摩尔,/,升,),上海市代表队,(,毫摩尔,/,升,),备注,100,米,200,米,400,米,1500,米,13.2,12.4,11.3,8.8,9.6,11.9,9.6,4.5,国家集训队运动水平普遍高于上海队,不同运动水平游泳运动员赛后血乳酸比较,52,运动时乳酸生成愈多，则糖酵解供能能力愈强，运动员的运动能力也愈强,，,运动成绩愈好。,最大血乳酸训练法,12min,最大强度运动，休息,45min,，,连续间歇训练,5,次，血乳酸可达最大值。,53,(2),乳酸的消除与运动能力,机体内乳酸过多又会对内环境酸碱平衡产生负面效应，导疲劳发生 。,主要影响表现在：,A,酶的活性下降 。,B,降低,Ca,2+,于肌动,肌球蛋白的连接收缩过程，使肌力下降。,C,血乳酸浓度升高，血液,pH,值下降。从而影响其它组织器官的功能,。,乳酸的生成和大量积累会造成肌肉,pH,值的下降。,54,血乳酸1220mmol/l是最大无氧代谢训练的敏感范围。1min 左右超量负荷运动可以达到。,1min超量负荷运动，休息4min，连续间歇训练5次。,乳酸耐受力训练法,55,运动过程与运动后乳酸的消除能力就与运动能力的保持和运动后的恢复密切相关。,研究表明：乳酸的消除能力与训练水平密切相关，也就是训练水平愈高，血乳酸的消除能力也愈强。,另研究表明：运动后乳酸的消除受休息方式的影响，低强度运动的活动性休息比静止性休息乳酸消除的速率快。,注意：训练辅助手段的使用,56,2,运动时肌乳酸的生成机理,安静状态下，骨骼肌乳酸浓度约为,1,毫摩尔,/,千克湿肌。血乳酸,1-2mmol/L,安静时，红细胞、皮肤、视网膜以及肾髓质等无氧酵解产生的乳酸进入血液，是血乳酸的主要来源。,运动时乳酸的生成情况与运动强度及运动持续时间有密切关系。,运动时骨骼肌生成的乳酸是血乳酸的主要来源。,57,(1),短时间极量运动乳酸的生成,运动时间 磷酸原 糖酵解 有氧代谢,10,秒,53 44 3,30,秒,23 49 28,90,秒,12 42 46,短时间极量运动时能量供应系统的相对分配,(%),58,乳酸的大量生成是由于糖酵解系统大量参与供能引起的。,59,(2),亚极量运动时乳酸的生成,乳酸的生成主要是在氧亏空期间和获得稳态氧耗速率以前。,运动开始,局部供氧不足,乳酸生成量增加,5-10,分钟后,稳态氧耗,乳酸生成下降,60,(3),中、低强度运动开始时乳酸的生成,尚未建立稳态代谢时，糖酵解速率超过有氧代谢速率，氧的利用率不高的结果。,肌糖原分解速率迅速提高,30s,线粒体内丙酮酸氧化速率提高,1-2min,61,3 乳酸的消除,(1)人体内乳酸有三条代谢转换途径,1,氧化,（,50%70%,）,2,糖异生,3,转化,注意：速度运动员有氧能力的训练,62,1,作为氧化底物，提供能量。,2,通过糖异生作用转变为葡萄糖，用以维持血糖水平。,3,肌乳酸为断释放入血液，可以改善肌细胞内环境,防止酸中毒，从而维持糖酵解的供能速率。,(2),乳酸消除的生物学意义,63,思考,为什么运动水平高的运动员乳酸消除能力强,?,为什么低强度活动性休息比静止性休息乳酸消除速率快,？,64,本章复习题,名词：糖、单糖、低聚糖、多糖、血糖、糖酵解、糖有氧氧化、三羧酸循环、糖异生作用。,1,简述糖的主要生物学功能。,2,简述糖的分类及在人体内的分布及储量。,3,列表比较糖的有氧氧化和糖酵解的异同。,4,什么是糖异生作用？糖异生作用在运动中有什么意义？,5,简述人体血糖的来源和去路。,6,试述不同方式运动时血糖水平的变化特点。为什么说血糖与长时间运动耐力有关？,7,简述肌糖原储量与运动能力的关系。,8,简述人体血乳酸的来源和消除途径。,65,