第二章 能量代谢11.6

A能量代谢:一般将生物体内物质代谢过程中所伴随的能量储存、释放、转移和利用,称为能量代谢。

第一节 人体能量的供给

人体内从糖、脂肪和蛋白质分解释放出来的能量,一部分转化为热能散发,另一部分可用于做功的“自由能”转移至三磷酸腺昔 (ATP)的分子结构中。ATP 是一种含有高能键的高能磷酸化合物,它是机体各器官、组织和细胞能利用的直接能源。

一、ATP与ATP 稳态

(三)ATP稳态 

细胞、组织乃至器官、系统在能量转换过程中维持其 ATP 恒定含量的现象称为 ATP 稳态A

ATP稳态的意义B(写名解+下面)
ATP 浓度过低会导致机体能源不足,过高则会导致分解代谢抑制,两种情况都会使生命活动难以进行。

二、ATP生成过程

请试述三种能量供应系统的供能特点C高高高

三大供能系统(总结),知道什么运动属于什么系统,如论述百米运动员主要供能系统有什么特点

人体的供能系统主要由磷酸原系统、糖酵解系统(乳酸能系统)、有氧氧化系统共同构成

1)磷酸原系统(百米、跳高、跳远、铅球、标枪)
1.概念:由于 ATP 和 CP 均含高能磷酸键,因此将这种能量瞬时供应系统称为磷酸原系统或 ATP-CP 系统。
2.供能特点:供能总量少、持续时间短、功率输出最快、不需要 02 的参与、不产生乳酸等物质
3.作用:磷酸原系统是一切高功率输出运动项目的物质基础。数秒钟内要发挥最大能量输出,只能依靠ATP-CP 系统。如短跑、举重、跳跃等运动项目。
4评定指标:测定磷酸原系统的功率输出,是评定高功率运动项目训练效果和评定磷酸原系统的重要指标。

2)糖酵解系统(乳酸能系统)(400米、游泳、篮球、乒乓球、羽毛球、拉丁舞女)
1.概念:糖酵解供能系统是指糖原或葡萄糖在无氧分解过程中再合成 ATP 的供能系统,由于这一系统供能时要生成乳酸,所以亦称之为乳酸能系统。
2.功能特点:供能总量较磷酸原系统多,输出功率次之,不需要氧,产生可导致运动疲劳的物质乳酸
3.作用:在保证磷酸原系统最大供能后,仍能维持数十秒快速供能,以应付机体的需要。该系统是 1 分钟以内要求高功率输出运动的物质基础。如400 米跑,100 米游泳。
4.评定指标:血乳酸水平是衡量糖酵解系统供能能力的最常用的指标。

3)有氧氧化系统(长跑、马拉松、自行车)
1.概念:有氧氧化系统是指糖、脂肪、蛋白质在细胞内(主要在线粒体内)彻底氧化成 H20和 CO2的过程中再合成ATP 的能量系统。
2.热点:ATP 生成量很大,但供能效率很低,需要氧的参与,不产生乳酸类副产物。
3.作用:该系统是进行长时间耐力运动项目的物质基础。如马拉松。
4.评定指标:氧利用率、最大摄氧量、无氧阈是评定有氧氧化系统的主要生理指标。、

第二节 人体能量代谢的测定

(二)能量代谢测定方法

A热价:我们把 1g食物氧化时产生的热量称为食物的热价 (thermalequivalent of food)或卡价(caloric value of food)。

A氧热价:某种食物氧化时消耗1L氧所产生的热量,即氧热价(thermalequivalent of oxygen)。

A高-呼吸商:同一时间内机体CO2的生成量和耗氧量的比值称为呼吸商 (respiratory quotient,RO)。

二、影响能量代谢的因素B

(一)肌肉活动

肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。

(二)环境温度

安静状态下,能量代谢在20~30度的环境中最稳定。当环境温度过低或过高,可使能量代谢增强。

(三)食物的特殊动力效应

A特殊动力效应:食物能使机体产生“额外”热量的现象称为食物的特殊动力效应(specific dynamic effet)。

(四)精神和情绪活动

人体处于激动、恐惧、焦虑和紧张等状态下,能量代谢率可显著增加。

(五)其他因素

能量代谢还受种族、年龄、性别、身体成分乃至居住的地理环境等因素的影响。此外,许多药物也能影响能量代谢。

三、基础代谢

(一)基础代谢与基础代谢率

A基础代谢(basalmetabolism)是指人体在清晨安静状态下,不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢。

A基础代谢率BMR:单位时间内的基础代谢,称为基础代谢率 (basal metabolic rate,BMR),通常用每小时每平方米体表面积的产热量,即 kJ·(m'·h)-'来表示。

基础代谢率测定条件B:
基础代谢率规定应在以下条件下进行:
1)清晨空腹,餐后12 h以上,前次进餐为素食,且不宜过饱,以排除食物特殊动力效应的影响。
2)室温保持在20~25C,排除环境温度的影响。
3)测定前避免剧烈活动,休息30 min 左右。测定时平卧,全身肌肉放松,尽量排除肌肉活动的影响。
4)要求受试者消除紧张、焦虑、恐惧等,排除精神紧张的影响。
5)受试者体温正常。
6)基础代谢率随性别、年龄等不同而有生理变化。

第三节 运动状态下的能量代谢C高(能量代谢的定义,急性运动的反应123、慢性运动的适应)

一、能量代谢对急性运动的反应C高高

(一)急性运动时的无氧代谢

1)急性运动刚开始的能量主要来源于 ATP、CP的分解。ATP在ATP酶催化下迅速水解为 ADP和Pi,同时释放能量。
2)ADP继之与CP作为共同底物在肌酸激酶催化下迅速再合成ATP。
3)由于该过程 ATP、CP 分解时不需要氧的参与,也不产生乳酸,所以又称无氧代谢的非乳酸成分(磷酸原供能系统)。
如果运动维持足够的强度并继续持续下去,呼吸和循环系统的动员一旦不能满足运动骨骼肌对氧的需求,那么糖酵解供能系统将逐渐占据能量供应的主导地位。
糖酵解供能过程不需氧的参与,同时产生乳酸,又称为无氧代谢的乳酸成分。

(二)急性运动时的有氧代谢

该能量供应过程中糖原、葡萄糖或脂肪酸被完全氧化分解,再合成 ATP的数量约为无氧酵解的 20~30倍。

继续运动一段时间,当运动强度小于无氧阙强度时,呼吸和循环系统的动员能够满足运动骨骼肌对氧的需求,有氧代谢开始占据供能的主导地位。

(三)急性运动中能量代谢的整合

大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非按顺序出现,而是相互整合、协调,共同满足肌肉对能量的需求。

一般来讲,依运动模式、运动持续时间和强度的不同,三种供能系统都参与能量供应,只不过各自在总体能量供应中所占的比例不同。

二、能量代谢对慢性运动的适应C小(30分!拿27分)

慢性运动主要对能量代谢的调节能力和运动后恢复过程的代谢能力产生影响。

一般来讲,慢性运动可上调参与主要能量代谢供能系统的酶活性,使急性运动对神经、激素的调节更加敏感,内环境变化时各器官系统的功能更加协调,同时加速能源物质以及各代谢调节系统的恢复,促进疲劳的消除。在此前提下,机体相应的运动能力得到提高。如长期接受耐力训练的运动员,有氧运动能力较长期接受速度训练的运动员高,但是无氧耐力却显著低于后者。
慢性运动对能量代谢的影响还可以用运动或能量节省化 (exercise orenergyeconomy)反映。当机体在同等负荷运动下能够达到更大的功率输出或更高的摄氧量水平,表明机体的运动节省化程度提高。运动节省化较最大摄氧量具备更高的可训练性。特别是对于优秀运动员,长期的运动训练可使其最大摄氧量处于稳定状态。此时其有氧运动能力的提高就有赖于运动节省化水平的改善。两名世界优秀10 km 跑运动员最大摄氧量相同。由于运动员A的运动节省化水平高于运动员B,其10km跑成绩较运动员B快约1min。慢性运动提高机体的运动节省化程度往往是骨骼肌能量代谢系统改善、运动单位募集类型改变、同等强度运动中通气量和心率降低以及运动技能提高的结果。

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