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运动和糖代谢运动和糖代谢第1页，共65页，编辑于2022年，星期三一、糖的概述一、糖的概述第2页，共65页，编辑于2022年，星期三一、糖的概述一、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？第3页，共65页，编辑于2022年，星期三1、元素组成2、定义鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2)碳酸(H2CO3）水（H2O）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）第4页，共65页，编辑于2022年，星期三CHOH-C-OHHO-C-HH-4C-OHH-C-OHCH2OH葡萄糖CH2OHCOHO-CHH-C-OHH-C-OHCH2OH果糖CHOH-C-OHHO-C-HHO-4CHH-C-OHCH2OH半乳糖第5页，共65页，编辑于2022年，星期三（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210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。第6页，共65页，编辑于2022年，星期三单糖 戊糖（五碳糖）：核糖、脱氧核糖已糖（六碳糖）：葡萄糖、果糖、半乳糖第7页，共65页，编辑于2022年，星期三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 第8页，共65页，编辑于2022年，星期三自然界中最常见的低聚糖有双糖(C12H22O11），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 乳糖酶第9页，共65页，编辑于2022年，星期三低聚糖饮料健力宝-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。第10页，共65页，编辑于2022年，星期三淀粉与糖原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。第11页，共65页，编辑于2022年，星期三糖原又称动物淀粉，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。第12页，共65页，编辑于2022年，星期三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。第13页，共65页，编辑于2022年，星期三植物细胞壁中的纤维素第14页，共65页，编辑于2022年，星期三人体内糖的分布存在形式与储量血糖第15页，共65页，编辑于2022年，星期三l糖占人体干重2%左右，总量一般不超过500克l肌糖原80100mmol/kg湿肌（1015g/kg湿肌）总量350400克 l肝糖原250mmol/kg(1.58.0g/100g）总量70100克 l体液糖 共约20克，主要为葡萄糖，其中血糖4.26.6mmol/l（80120mg/100ml）总量56g 第16页，共65页，编辑于2022年，星期三（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。第17页，共65页，编辑于2022年，星期三第18页，共65页，编辑于2022年，星期三（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、反应产物第19页，共65页，编辑于2022年，星期三（2）基本过程2乳酸糖原1-磷酸葡萄糖PiH2O已糖激酶果糖磷酸激酶丙酮酸激酶第20页，共65页，编辑于2022年，星期三（3）反应场所细胞质的基质第21页，共65页，编辑于2022年，星期三葡萄糖-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+2H2O糖原（一个葡萄糖单位）-（）乳酸+（）ATP+2H2O第22页，共65页，编辑于2022年，星期三（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。第23页，共65页，编辑于2022年，星期三2糖的有氧氧化（1）概念 反应条件、反应物、反应产物第24页，共65页，编辑于2022年，星期三（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 CO2CO2第25页，共65页，编辑于2022年，星期三第一阶段 葡萄糖(6C)丙酮酸(3C)糖原1-磷酸葡萄糖葡萄糖 ()丙酮酸+()ATP+()NADHH+第26页，共65页，编辑于2022年，星期三第二阶段 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧显微镜下第27页，共65页，编辑于2022年，星期三酶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+第28页，共65页，编辑于2022年，星期三第三阶段 三羧酸循环（三羧酸循环（三羧酸循环（三羧酸循环（TCATCA）krebs循环1937第29页，共65页，编辑于2022年，星期三电子传递链（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.FADH2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.第30页，共65页，编辑于2022年，星期三TCA循环一周将乙酰-CoA的乙酰基氧化成2个CO2产生1个FADH2 2ATP产生3个NADH+H+(3*3)9ATP产生1个GTP 1 ATP 12ATP第31页，共65页，编辑于2022年，星期三（3）葡萄糖有氧分解产生的ATPEMP：2ATP+2NADH（2 2/3）=6/8丙酮酸氧化脱羧产生：2NADH(H+)3ATP=6个 ATPTCA产生：2 12个ATP=24个 ATP 总共总共36/38个个ATP糖原中的糖原中的糖原中的糖原中的1 1个葡萄糖单位个葡萄糖单位个葡萄糖单位个葡萄糖单位 总共总共总共总共37/3937/39个个个个ATPATP第32页，共65页，编辑于2022年，星期三（4）反应场所细胞质的基质 和 线粒体第33页，共65页，编辑于2022年，星期三（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。第34页，共65页，编辑于2022年，星期三（五）糖原的合成第35页，共65页，编辑于2022年，星期三（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主要在肝脏肝脏中进行中进行第36页，共65页，编辑于2022年，星期三二、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）乳酸与运动能力第37页，共65页，编辑于2022年，星期三（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。第38页，共65页，编辑于2022年，星期三（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。第39页，共65页，编辑于2022年，星期三思考？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？第40页，共65页，编辑于2022年，星期三2肌糖原储量与运动能力（1）与有氧运动能力（2）与无氧运动能力第41页，共65页，编辑于2022年，星期三（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=糖原负荷法第42页，共65页，编辑于2022年，星期三（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第43页，共65页，编辑于2022年，星期三（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4.46.6mmol/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。第44页，共65页，编辑于2022年，星期三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。第45页，共65页，编辑于2022年，星期三2血糖的来源和去路第46页，共65页，编辑于2022年，星期三3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第47页，共65页，编辑于2022年，星期三（四）乳酸与运动能力（四）乳酸与运动能力COOHC OHC CH3分子结构式第48页，共65页，编辑于2022年，星期三糖酵解反应简式 G 无氧 2乳酸+2ATP Gn（一个G单位）无氧 2乳酸+3ATP第49页，共65页，编辑于2022年，星期三1、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 动成绩密切相关第50页，共65页，编辑于2022年，星期三 时间 游速 血乳酸(毫摩尔/升)1979 201 12.41984 15929 13.61986 15783 16.2 我国男子200百米自由泳优秀选手血乳酸水平 第51页，共65页，编辑于2022年，星期三项目国家集训队(毫摩尔/升)上海市代表队(毫摩尔/升)备注 100米200米400米1500米 13.212.411.38.8 9.611.99.6 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 第52页，共65页，编辑于2022年，星期三 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。第53页，共65页，编辑于2022年，星期三(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Ca2+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。第54页，共65页，编辑于2022年，星期三血乳酸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。乳酸耐受力训练法第55页，共65页，编辑于2022年，星期三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第56页，共65页，编辑于2022年，星期三2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。第57页，共65页，编辑于2022年，星期三(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 44 330秒 23 49 2890秒 12 42 46 短时间极量运动时能量供应系统的相对分配(%)第58页，共65页，编辑于2022年，星期三乳酸的大量生成是由于糖酵解系统大量参与供能引起的。第59页，共65页，编辑于2022年，星期三(2)(2)亚极量运动时乳酸的生成亚极量运动时乳酸的生成 乳乳酸酸的的生生成成主主要要是是在在氧氧亏亏空空期期间间和和获获得得稳稳态氧耗速率以前。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第60页，共65页，编辑于2022年，星期三(3)(3)中、低强度运动开始时乳酸的生成中、低强度运动开始时乳酸的生成 尚尚未未建建立立稳稳态态代代谢谢时时，糖糖酵酵解解速速率率超超过过有有氧代谢速率，氧的利用率不高的结果。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第61页，共65页，编辑于2022年，星期三3 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第62页，共65页，编辑于2022年，星期三1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第63页，共65页，编辑于2022年，星期三思考思考为什么运动水平高的运动员乳酸消除能力强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为什么低强度活动性休息比静止性休息乳酸消除速率快除速率快？第64页，共65页，编辑于2022年，星期三本章复习题名词：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。第65页，共65页，编辑于2022年，星期三
