运动与糖代谢讲解学习Word格式文档下载.docx

1、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，

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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3.96.1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

9、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7.538.16兆焦，即450488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300400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

10、 610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：Gf Gn糖异生：非糖物质（生糖 AA、甘油、HL） 糖分

11、解糖原分解：Gnf G （肌糖原供肌肉急需，肝糖原补充血糖）糖酵解：Gn、Gf HL （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、G2、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。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

12、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1015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

13、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U a、 n b和u c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800-1000400-500（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%V

14、O2max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2 0 8 6 4 21 1_上笛 一ecnilj3I | I I- T- 25 50 75 HM） 125 ）50% 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

15、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 n a型肌纤维，最后是U b型肌纤维。在最大强度肌收缩时，u b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

16、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

17、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。

18、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. 46. 6mmol

19、/L（80120mg%）。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

20、，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

21、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、

22、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

23、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

24、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

25、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