运动与糖代谢讲解学习Word格式文档下载.docx
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运动营养是人们改善生理功能、提高身体机能和运动能力的保障措施。
在“全民
健身计划纲要”的指导下，我国健身运动的人群日益增多，参与者已经超过4亿
（2000年统计），与此不相适应的是人们普遍缺乏运动营养知识和营养指导。
近年来，我国运动营养学研究的主要方面有：
1.营养素与运动能力的关系
2.研究水、电解质、维生素与运动能力的关系
3•以运动营养学为基础的运动强力手段的研究
4•运动员的合理膳食
5•运动营养的补充品
四、运动营养学的发展趋势
目前，运动营养学的重要性逐渐被人们所认可，人们也逐渐认识到运动与营养相结合，对延缓运动性疲劳的发生、促进疲劳的恢复和增进机体健康的重要作用。
适量运动是增强人体机能的有效途径，直接影响机体的物质代谢和能量代谢，科学合理的膳食能有效地增进人们的身体健康和运动水平。
运动营养学的发展趋势归纳为：
针对不同训练级别、训练时期、年龄阶段和性别的运动员制定出不同的膳食标准。
与运动训练相结合制定膳食计划，进行营养干预的措施还需要进一步研究，对膳食摄入不足的运动人群骨骼肌代谢方面做更深入的研究；
运动营养的研究对象应面向大众水平：
衡膳食标准的制定，合理补充微量元素的研究有待发展；
针对不同的运动人群：
制定详细、具体的营养素，每日推荐标准迫在眉睫。
另外，生物工程技术、基因工程技术、先进的食品加工技术、纳米技术、转基因技术和计算机科学等在运动营养学中应得到广泛应用。
第一章运动和三大营养物质
【本章提要】本章主要论述了糖、脂肪和蛋白质的来源、生理生化与营养功能。
优质蛋白质的概念及食物来源。
结合运动时人体代谢特点介绍了运动过程中糖的补充类型和方法；
运动过程影响脂肪代谢的因素如运动强度和运动持续的时间，糖代谢水平，氧供应量，运动训练程度与水平等以及氨基酸和蛋白质在运动中的作用。
1•运动与糖代谢
糖的组成和分类
糖类在体内的主要作用。
糖类在体内的首要作用是供给热能，人体所需能量的60%是由糖类供应的。
其次还构成组织成分并参与其他物质代射，对中枢神经系统的特殊营养作用，调节脂类代谢，具有解毒作用。
保护肝脏的功能。
机体缺糖使血糖下降，首先影响中枢神经系统大脑的机能，使其兴奋性下降，反应迟钝，四肢无力，动作南调性下降，甚至晕厥，运动不能继续。
糖是由碳、氢、氧3种元素所组成，而且氢和氧的比例为2:
1，正象水分子中氢和氧的比例（H20）—样，所以，人们又把糖类叫做碳水化合物。
根据糖分子结构不同，可分为单糖、双糖和多糖3类。
（1）单糖是最简单的碳水化合物，常见的主要有葡萄糖、果糖、半乳糖，它们具有甜味，易溶于水，可不经消化液的作用，直接被人体所吸收和利用。
（2）双糖由2个分子的单糖结合在一起，再脱去1分子的水所组成。
常见的有蔗糖、乳糖、麦芽糖等，易溶于水，进入机体后，需经分解为单糖，才能被
吸收利用。
有些成年人的消化道中缺乏分解乳糖酶，因而食用乳糖过多后不易消化。
（3）多糖是由许多葡萄糖分子组合而成的碳水化合物。
淀粉、糊精等即属此类，无甜味，不易溶于水，经消化酶的作用可分解为单糖被机体吸收利用。
2•糖的生理功能
（1）供给热能糖在体内消化后，主要以葡萄糖形式被吸收进入血液，既可直接用为能源，也可以合成糖元进行贮存，还可以转变为脂肪贮存于体内，需要时再分解放出能量，这也是吃糖使人发胖的原因之一。
血液中的糖是供给细胞组织进行氧化以取得能量的主要物质。
机体每天所摄取的热量有60%〜70%来自于
糖，是人体能量最主要和最经济的来源；
糖的消化和代谢较脂肪、蛋白质迅速而又完全，1克糖可供16.74千焦热能，可见糖是人体的重要能源。
（2）构成组织糖是构成机体的一种重要物质，在所有的神经细胞和细胞核中都含有糖。
糖蛋白是细胞膜的组成成分，并可形成抗体、激素和酶；
粘蛋白是结缔组织的重要成分；
神经组织中含有糖脂，而糖蛋白、粘蛋白、糖脂则均以碳水化、合物为主要成分。
核糖核酸中也有碳水化合物。
（3）保肝解毒作用糖与蛋白质结合成糖蛋白，保持蛋白质在肝脏中的储备量，摄入充足的糖可以增加肝糖元的贮备，能增进肝细胞的再生，加强肝的功能，保护肝脏，因此，患肝炎病人宜用高糖膳食。
此外，葡萄糖醛酸还直接参与肝脏的解毒作用，使有毒物质变为无毒物质而排出体外。
在动物实验中证明肝脏有解除四氯化碳、酒精、砷中毒的作用，但当动物肝脏内的肝糖元由于碳水化合物供量不足而下降时，其解毒作用则显著下降。
（4）节约体内蛋白质的消耗体内糖充足时，机体则首先利用糖来供给热能，糖对蛋白质在体内的代谢过程也很重要，人如果依靠蛋白质来供给能量是很不经济
的，只有在糖类和脂肪摄取不足的情况下，蛋白质才会分解供能，久之会出现
氮的负平衡。
蛋白质与糖一起摄入，可增加ATP的合成，有利于氨基酸的活化和蛋白质的合成，蛋白质分解减少，使氮在体内储留量增加，这种作用被称为糖对蛋白质的庇护作用（或叫节约作用）。
（5）维持脂肪的代谢、糖对脂肪在体内的代谢也有很大的影响，脂肪在体内正常代谢必须有糖存在，才能在代谢中被彻底氧化燃烧。
当糖缺乏时，就会动员体内脂肪供给能量，由于缺少糖，脂肪氧化不全而产生过多的丙酮酸（即酮体），
于是就会出现酮体堆积，引起酮血症（酸中毒），这是临床上最常见的一种代谢性酸中毒。
故糖的摄入充足，就可调节体内脂肪的氧化，减少酮体的产生，防止酸中毒。
（6）维持血糖恒定糖被吸收后在血液中以葡萄糖形式维持在一定范围内，正常人空腹血糖为3.9〜6.1毫摩尔/升。
血糖随血液流经各组织时，一部分贮存在肌肉，称肌糖元；
一部分贮存在肝脏，称为肝糖元。
当摄入碳水化合物或脂肪过多时，多余的糖就转变为糖元，贮存于肝脏和肌肉中；
当体内缺糖，糖元就分解为葡萄糖，供身体需要。
血糖是神经和心脏活动的主要能源，也是肌肉运动的主要燃料，对维持心脏、神经的正常功能，增强耐力极为重要。
因中枢神经组织中储存营养素很少，主要是利用血糖供其代谢，体内缺糖时，血糖就下降，出现低血糖症，可严重影响脑组织的机体活动，影响心脏和肌肉的工作能力。
2•糖的供给量及来源
糖的主要生理功能是供给热量，因此人每天需要多少糖，应该随人体每天需要
的热量而定。
按照我国人民的膳食习惯，以占总热量的60%〜70%为宜。
例如
供热能12:
55兆焦，其中碳水化合物应占7.53〜8.16兆焦，即450〜488克，也可略少。
热能消耗大的人，由糖供给的能量可高达85%以上，一般认为对普通
轻便工作的人，每人每日有300〜400克即足够了；
对从事体力劳动者，则需要量相应增加；
儿童、少年每千克体重约需6〜10克，因其新陈代谢比成人高。
糖的来源主要是谷类和根茎类食品，如各种粮食和薯类，其中米、面、玉米、高粱中的碳水化合物含量为70%;
绿豆、红豆等豆类中约含20%〜30%;
薯类、藕、山药等块根中约含15%〜30%，这些食物中含有大量的淀粉和少量的单糖、双糖。
各种食糖也是人体糖的来源，例如蔗糖、麦芽糖等。
蔬菜和水果除含有少量单糖外，是维生素和果胶的主要来源。
由于我国的膳食是多糖膳食，其中热能有65%〜85%来自粮食和根茎类食品，因此一般不会缺乏糖类。
食物中碳水化合物含量见表。
（附表：
食物中碳水化合物含量）
糖代谢概况
合成
糖原合成：
GfGn
糖异生：
非糖物质（生糖AA、甘油、HL）糖
分解
糖原分解：
GnfG（肌糖原供肌肉急需，肝糖原补充血糖）
糖酵解：
Gn、GfHL（无氧、胞液、较快、不彻底）
糖的有氧氧化：
Gn、G-C02、H20（有氧、需线粒体、较慢、彻底）
磷酸戊糖途径：
Gn、G-NADPH、R-5-P（提供还原当量、核酸合成原料）
糖酵解的2、3-BPG支路：
Gn、G—2、3-BPG（RBC特有中，与RBC运氧有
关）
糖是运动时唯一能无氧代谢合成ATP的细胞燃料。
糖氧化具有耗氧量
低、输出功率较脂肪氧化大等特点，是大强度运动的主要能量来源。
⑴当以90%—95%最大摄氧量以上强度运动时，糖供能占95%左右；
（2）是中等强度运动的主要燃料；
（3）在低强度运动中糖是脂肪酸氧化供能的引物，并在维持血糖水平中起关键作
用；
（4）任何运动开始、加力或强攻时，都需要由糖代谢提供能量。
第一节肌糖原与运动能力
第二节血糖与运动能力
第三节肝脏释放葡萄糖与运动能力
第四节乳酸与运动
一、影响肌糖原储量的因素
储量约为10—15克/千克湿肌。
影响因素：
1、肌肉部位：
2、肌纤维类型：
一般认为，快收缩肌纤维内糖原含量略高于慢收缩肌纤维。
3、运动训练水平：
长时间耐力训练，可使糖原储量增加一倍
形态学特征
I型（慢肌）
n（快肌）
4、饮食：
正常
糖原含量的肌肉
对饮食糖的敏感性较低。
只有在预先经运动耗尽肌糖原的情况
下，高糖饮食后才出现肌糖原储量明显提高。
肌肉的分类：
按肌肉收缩的速度
快肌收缩速度快、力量大、但易疲劳；
慢肌收缩速度慢、力量小、但不易疲
劳。
两种类型的肌纤维共存于每一块肌肉中，但比例不一。
布茹克司（Brooks，1970）
I型和U型；
U型中又根据对NADH（四唑）还原酶的显色反应不同分为Ua、nb和uc三个亚型。
不同肌纤维的形态特征
在一肌肉中的位置
深部
表浅
肌纤维的直径
细
粗
肌纤维数量
少
多
肌浆网（内质网）
不发达
发达
突触小泡
a-运动神经元
小
大
神经肌肉接点
无皱折
后膜有皱折
终板面积
肌节Z线宽度
800-1000
400-500
（埃）
较丰富
不太丰富
毛细血管网
血液供应神经支配
（一）、运动强度、持续时间与肌糖原利用
运动强度增大，肌糖原消耗速率相应增大
1.在90-95%VO2max
以上强度运动时，
（相对于其他强度）
肌糖原消耗速率最
大。
2.在65-85%
VO2max之间强度运
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%VOimax
图3-H不同强度运动时肌糖原的利用速率
I引自Saltin等.1971）
动时，肌糖原利用情况与运动持续时间有关。
3•以30%VO2max强度运动时，肌内主要由脂肪酸氧化供能，很少利用肌糖原。
（二）、训练水平
耐力训练可以提高肌肉氧化糖、脂肪酸的能力。
（三）、肌纤维类型
在低于70%最大摄氧量强度长时间运动期间，I型肌纤维内糖原下降最多，证明这类肌纤维最适宜中、低强度运动。
在75%—90%最大摄氧量强度运动中，随着运动强度的增大，首先募集na型肌纤维，最后是Ub型肌纤维。
在最大强度肌收缩时，ub型肌纤维几乎全部募集，肌糖原迅速分解，下降量最多。
（四）、饮食
在运动前30分钟或运动间歇，适量吃糖，可以减少肌糖原的消耗。
运动前升高血浆游离脂肪酸的浓度，可以使运动时肌肉氧化脂肪酸的比例增大，减慢肌糖原的利用速率。
（五）、环境温度的影响
热天运动使肌糖原分解供能增多，寒冷时人体利用脂肪供能增多。
（六）、低氧分压的影响
在供氧成为主要代谢限制因素时，代谢合成等量ATP时，利用糖氧化比
脂肪酸氧化时消耗的氧量要少，所以；
在高原训练初期，运动时肌糖原利用增多。
三、肌糖原与运动能力的关系
在长时间（45-200分钟）大强度运动中，运动前肌糖原储量决定达到运动力竭的时间，直接影响耐力训练和比赛的运动能力。
亚极量强度运动中肌糖原消耗导致运动疲劳的原因在于：
（1）糖原在肌细胞内分隔存在，当运动肌内糖原耗尽时，难以从非运动肌内得到补充。
（2）肌糖原含量低者，在完成相同负荷运动时，肌肉要较多地吸取血糖供能，可能引起低血糖症，影响中枢神经系统的能量供应。
（3）肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物，缺糖将影响脂肪氧化供能的能力和供能量。
（4）肌糖原储量不足，脂肪酸供能比例增加，使运动能力下降。
（二）无氧运动能力和肌糖原储量
肌糖原储量过低时，抑制乳酸生成和降低无氧代谢能力。
总之，肌糖原储量对耐力运动和极量运动都是必要的能源。
设法提高体内肌糖原储量，降低运动时糖原利用速率，加快运动后糖原恢复，并达到超量恢复，对耐力运动能力的提高尤其重要。
1.糖是运动时唯一能无氧代谢合成ATP的细胞燃料。
是大强度运动的主要燃料、中等强度运动的主要燃料之一、低强度运动脂肪酸供能的引物、运动开始加力强攻时的必要燃料。
2.快肌内糖原储量略低于慢肌，长时间耐力运动可增加肌糖原储量，正常糖原含量的肌肉对饮食糖敏感性较低。
3.影响运动时肌糖原利用的主要有：
运动强度、持续时间、运动类型、训练水平、饮食与环境因素等。
4.运动强度增大，肌糖原消耗速率相应增大。
5.90-95%V02max以上强度运动时，肌糖原消耗不到储量一半；
65-85%VO2max
强度运动时，肌糖原利用速率随运动时间延长而下降；
30%VO2max强度运动
时，肌糖原很少利用。
6.不同强度运动至力竭时，以中等强度运动至力竭时肌糖原消耗最多（几乎耗尽）。
7.长时间大强度有氧运动中，运动前肌糖原储量决定达到运动力竭的时间。
亚极量运动中肌糖原消耗导致运动疲劳，其因有四。
低强度运动中，降低糖原储量不一定伴运动下降。
8.对无氧代谢供能为主的运动项目，比赛前有肌糖原储量是必要的。
一、概述
定义：
血液中的葡萄糖。
正常范围：
以空腹（进食12小时之后）值为准，正常范围是4.4—6.6mmol/
L（80—120mg%）。
低血糖：
血糖低于3.8mmol/L（70mg%）。
高血糖：
血糖高于7.2mmo/L（130mg%）。
肾糖阈：
血糖浓度高于8.8mmol/L（160mg%）时，肾小球滤过的葡萄糖在肾
小管不能全部被重新吸收，糖由尿中排出，所以血糖8.8mmol/L（160mg%）
称为肾糖阈。
（1）血糖的来源和去路
血糖水平的动态平衡
胰岛素是体内唯一的降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。
（2）血糖的生物学功能
1.血糖是中枢神经系统的主要供能物质，用以维持中枢的正常机能。
日常情况下，脑生理活动所需能量的85-95%靠葡萄糖氧化。
对60Kg体重而言，脑每日消耗葡萄糖120-130克，而脑内糖原贮量仅2克。
故脑对血糖浓度极为敏感。
2.血糖是红细胞的唯一能源
成熟红细胞不含线粒体，不能进行有氧氧化。
其燃料主要来自血糖。
循环系统红细胞每天利用25克糖，其中90-95%由糖酵解利用、5-10%由磷酸戊糖途径分解。
二、影响运动肌摄取和利用血糖的因素
3•血糖是运动肌的肌外燃料
运动时骨骼肌不断吸收与利用血糖，降低肌糖原的消耗，可延迟肌肉疲劳的发生。
各种运动强度的持续运动过程中，在40分钟内肌肉对血糖的吸收呈上升趋势。
随运动强度的不同，上升程度增加。
持续运动更长时间时，可发现肌肉吸收血糖量在达到峰值后吸收速率逐渐下降。
下降速率与肌动脉血糖浓度的降低平行。
其原因可能肝糖原接近耗竭引起血糖水平下降的结果。
（二）肌糖原贮量与运动
肌糖原高贮备可使运动肌吸收与利用血糖量减少，有利于延迟血糖水平下降，对推迟运动性疲劳的发生有积极意义。
三、运动时血糖浓度
（一）运动时血糖浓度变化
（二）血糖与运动能力的关系
1.长时间运动时，运动肌不断吸收血糖，可保持或提高运动耐力。
2长时间运动中，若出现低血糖，血糖可能成为长时间运动能力的限制因素之
。
（1）中枢疲劳。
（2）氧的运输能力下降。
（3）外周疲劳。
血糖低于3.6mmol/l时，首先出现脑细胞能量代谢障碍、红细胞功能下降。
出现动作协调性差、反应迟钝。
血糖低于3.3mmol/l时，相继出现饥饿感、乏力、心悸、出冷汗。
血糖低于2.5mmol/l时，脑组织功能严重障碍，可导致低血糖昏迷。
肝脏葡萄糖生成与释放的重要性反映在耐力运动中，它与血糖水平的维持、中枢神经系统及肌肉的供能有关。
肝脏葡萄糖的释放由肝糖原降解及糖异生途径提供。
一、安静时肝葡萄糖释放
（一）安静时肝糖原分解
正常进食后安静时，肝葡萄糖释放量较低，只能满足大脑与依靠糖酵解供能的组织之需。
其中肝糖原分解占肝脏释放葡萄糖总量的70%。
饥饿一天后或低糖饮食时，肝糖原储量接近于零，此时肝葡萄糖释放主要由糖异生提供。
（二）安静时糖异生作用
由非糖物质（乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等）转变成糖与糖原的过程。
部位：
肝、肾细胞的胞浆与线粒体中。
占进食后安静时肝输出葡萄糖之25-30%。
不同基质进入糖异生的途径
1.空腹12小时，血糖正常浓度范围为4.4-6.6mmol/l。
肾糖阈为8.8mmol/l。
2.血糖有三大来源与四大去路。
胰岛素是体内唯一的降糖激素，胰高血糖素是主要的升糖激素。
3.血糖是中枢神经系统的主要供能物质，是成熟红细胞的唯一能源，是运动肌的肌外燃料之一。
4.各种运动强度的持续运动过程中，在40分钟内肌肉对血糖的吸收呈上升趋势。
持续运动更长时间时，可因肝糖原逐渐接近耗竭，肌肉对血糖的吸收速率达到峰值后逐渐下降。
5.肌糖原高贮量与肝输出血糖能力增强均有利于保持与提高运动耐力。
6.运动中，以4-10分钟全力运动时，血糖浓度升高最明显。
7.血糖浓度过底，限制运动能力，其原因包括中枢抑制、氧的运输能力下降、外周抑制。
8.肝脏葡萄糖的释放由肝糖原降解及糖异生途径提供。
安静时二者比例分别为
70%、30%。
9•由非糖物质生成糖或糖原，称糖异生。
其亚细胞定位是胞液与线粒体。
其原料为乳酸、丙酮酸、生糖氨基酸、甘油。
二、运动时肝葡萄糖释放
（一）运动时肝糖原分解
1.短时间大强度运动时
肝糖原分解速率大大提高（占肝葡萄糖释放量的90%）。
但肝糖原的释放量很少（运动持续时间短）。
2.长时间大强度运动时
肝糖原分解速率提高。
1小时内可提高数倍；
但40分钟后，肝糖原分解占肝脏葡萄糖释放的比例逐渐下降，而糖异生占肝脏葡萄糖释放的比例进行性增加；
当肝糖原接近耗尽时，肝糖原分解减少到最小程度。
（二）运动时糖异生作用
1.短时间大强度运动时，糖异生作用不明显。
2.长时间持续运动时，前40分钟内，糖异生速率变化不大。
3.更长时间中等强度运动时，糖异生供糖的比例可增加到40-45%,绝对代谢速率提高2-3倍。
4.肝糖原几近耗竭时，血糖几乎由糖异生提供。
长时间运动时，糖异生基质的成分与相对作用不断变化：
（1）40分钟内之运动，动用的基质主要是乳酸，运动强度越大，乳酸的底物作用越大。
代价：
乳酸糖异生是一个耗能量的过程。
（2分子乳酸在肝内异生为1分子糖需6分子ATP）生理意义：
1•乳酸再利用，避免乳酸的丢失。
2.防止乳酸的堆积引起酸中毒。
（2）运动40分钟左右，生糖氨基酸的糖异生作用可达到最大值，其中以丙氨酸为最重要（丙氨酸-葡萄糖循环）。
生理意义：
1.使肌中的氨以无毒的形式运输到肝。
2.肝为肌提供了生成丙酮酸的葡萄糖。
（3）长时间运动后期，甘油糖异生的重要性随脂肪供能的增强而加大，利用量可增加10倍。
肌肉由于缺乏磷酸甘油激酶，故甘油直接为肌肉供能的意义不大，甘油主要由肝、肾等少数组织氧化利用。
三、膳食对肝糖原储备量的影响机制
1•肝糖原储量受膳食糖含量影响极大。
2.运动后恢复期摄取高糖膳食，能促使糖原合成加快。
3.摄取果糖后，在肝内转化为糖原的能力，比摄取葡萄
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