医学课件物质代谢

第六章、运动中氧的供应与消耗,需氧量 摄氧量 氧亏欠 运动后过量耗氧 最大摄氧量 个体乳酸阈,物质代谢：人体与其周围环境之间不断地进行物质交换的过程。,同化作用 ：人体从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的转化，合成为人体新的组成成分的此过程 。,异化作用：人体原有的组成成分不断分解，能源物质不断消耗，释放能量供人体利用的过程。,第七章 物质代谢,第七章 物质代谢,第一节、营养物质的消化与吸收 第二节、主要营养物质在体内的中间代谢 第三节、代谢尾产物的排泄,第一节 营养物质的消化与吸收,一、消化与吸收的概念 二、营养物质在体内消化过程概述 三、物质吸收的主要部位 四、主要营养物质的吸收 五、肌肉运动对消化吸收功能的影响,一、消化与吸收的概念,消化是食物在消化管中被分解的过程。,物理性消化,化学性消化,依靠消化管肌肉的收缩,依靠各种消化酶的分解,消化,吸收是指食物中的某些成分或消化后的产物通过上皮细胞进入血液或淋巴的过程。,物理过程,生理过程,依靠扩散、滤过、渗透等,依靠细胞膜上载体的作用,吸收,口腔内消化,食物在口腔内主要依靠咀嚼运动被磨碎，并与唾液充分混合形成食团。唾液中含有少量淀粉酶可对淀粉进行初步消化。,淀粉,麦芽糖,唾液淀粉酶,二、营养物质在体内消化过程,胃内消化,食物在胃内借胃壁肌肉运动与胃液混合，继续进行机械性消化和化学性消化。 胃内起化学性消化作用的是胃液中的盐酸和胃蛋白酶。其中盐酸为胃蛋白酶提供酸性环境并能引起促胰液素的分泌。胃蛋白酶可将蛋白质水解成更小分子的蛋白shi、蛋白胨、多肽。,小肠内消化,小肠内消化是整个消化过程中最重要的阶段。主要依靠胰液、胆汁、小肠液等消化液进行化学性消化。当然小肠壁有平滑肌，也可以分节运动和蠕动进行机械性消化。,分节运动,蠕动,小肠的化学消化（食物停留时间3-8h）,(一)胰液,1.胰液的成分和作用,无色无嗅透明等渗的碱性液体（pH7.88.4）,间歇性分泌,分泌量约为12L/d,(1)水和碳酸氢盐:由小导管管壁细胞分泌，主要作用为中和胃酸，保护肠粘膜；并为小肠内多种消化酶活动提供最适pH环境。 胰酶：由腺泡细胞分泌，是多种消化酶的总称 (2) 淀粉酶：胰淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖，效率高、速度快。10min水解完毕。,(3)胰脂肪酶：胰脂肪酶是消化脂肪的主要消化酶，必须在胰腺分泌的辅脂酶、胆盐的协同下才能发挥作用。 (4)蛋白酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶，腺细胞分泌，刚分泌出来是无活性的酶原。,（二）胆汁 1.胆汁的性质和特点: 刚分泌的透明澄清，金黄色、偏碱性（pH7.4），固体成分较少。800-1000ml/d，呈持续分泌、间歇性排放。不含消化酶,但胆汁中的胆盐与脂肪的消化和吸收有重要意义。 2.胆汁的成分和作用:,促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物,促脂溶性维生素（A、D、E、K）吸收:,促胆汁的自身分泌:肠-肝循环,(1)胆盐:,(2)胆固醇:,正常时胆固醇与胆盐、卵磷脂的浓度呈一定比例 若胆固醇胆固醇胆石症。,消化液 分泌量（ml/d） PH值 主要消化酶 消化作用,唾液 1000-1500 6.6-7.1 唾液淀粉酶 淀粉麦芽糖 胃液 1500-2500 0.9-1.5 胃蛋白酶 蛋白质胨、shi 小肠液 1000-3000 7.6 肠淀粉酶 淀粉麦芽糖 肠麦芽糖酶 麦芽糖葡萄糖 肠脂肪酶 脂肪甘油、脂肪酸 肠肽酶 多肽氨基酸 胰液 1000-1500 7.8-8.4 胰淀粉酶 淀粉麦芽糖糖 胰脂肪酶 脂肪甘油、脂肪酸 胰蛋白酶 蛋白质多肽、氨基酸 胆汁 800-1000 6.8-7.4 乳化脂肪,表1 各种消化液的分泌量和主要消化作用,食物经过胃肠消化后，绝大部分已在小肠内被吸收，剩余的残渣进入大肠也可以进行消化。 随食物和空气进入体内的小细菌，进入大肠得以大量繁殖成大肠杆菌。此菌可分解食物残渣和植物纤维。 大肠杆菌可将没被消化的糖和脂肪及它们的中间产物分解称“发酵”（有酸味）；将没被消化的蛋白质及的中间产物分解称“腐败”（有臭味）。 大肠还可以进行“集团蠕动”把其内容物送往直肠，将其内含的水分吸收。 直肠内又酸、又臭、又干燥的粪便存有2550毫升时，就会引起排便的感觉。,大肠内消化,二、营养物质在体内消化过程概述,三、物质吸收的主要部位,口腔和食管,胃,小肠,大肠,基本不吸收,只吸收酒精和少量水分,绝大部分营养物质在此吸收，是物质吸收的主要部位,吸收盐类和剩余水分,四、主要营养物质的吸收,水、无机盐、维生素,单糖、甘油及大部分氨基酸,脂肪酸及少量脂肪微粒,消化管所分泌的各种消化液,不经消化直接被小肠吸收,以水溶液形成吸收入血,先与胆盐结合，形成水溶性复合物，吸收入毛细淋巴管,被小肠重新吸收进入血液,小肠内主要营养物质的吸收,五、肌肉运动对消化吸收功能的影响,运动,骨骼肌血流增加,胃肠道血流减少,消化腺分泌减弱,交感神经兴奋,胃肠运动减弱,饱食,胃肠内容积增大,阻碍膈肌运动,影响呼吸运动,饭后适宜的体育锻炼，可使胃肠蠕动增强，消化液分泌量增多；运动时呼吸功能的提高，膈肌、腹肌的舒缩，可对消化器官起一定的按摩作用。,第二节 主要营养物质在体内的中间代谢,一、生物催化剂酶 二、糖、脂肪、蛋白质的生物学功能 三、糖在体内的代谢过程 四、脂肪在体内的代谢过程 五、蛋白质在体内的代谢过程 六、糖、脂肪、蛋白质代谢的关系 七、运动与糖、脂肪、蛋白质代谢,酶的概念,它是由活细胞生成的，具有加快体内生化反应速度，而自身在反应前后不发生改变的物质。,它的主要成分是蛋白质。,有些酶刚分泌出来没有催化作用，必须经过某种物质的激活后才能变成有活性的酶。如消化系统中存在无活性的胃蛋白酶原和胰蛋白酶原。,酶的作用,酶的主要成分是蛋白质，其分子结构和催化作用极容易受环境理化因素变化的影响，如对热和pH的变化比较敏感，表现出一定的不稳定性。 酶的催化效率高，一般是非生物催化剂的10100万倍。 酶的作用具有高度的特异性，即酶对所作用的物质(通常称为底物)有严格的选择性。通常一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质，生成相应的产物。,运动与酶的适应,人体受运动训练的影响，其身体机能或运动能力的提高首先就表现在代谢的改变和适应上，而代谢的改变和适应又取决于酶对运动训练的反应和适应。,有氧和无氧性训练对机体主要代谢酶活性的影响 单位：mol/gmin,二、糖、脂肪、蛋白质的生物学功能,（一）糖的生物学功能 （二）脂肪的生物学功能 （三）蛋白质的生物学功能,（一）糖的生物学功能,1.供给能量机体60%的能量由糖提供。 2.细胞结构成分； 3.调节脂肪酸代谢； 4.节约蛋白质供能。,（二）脂肪的生物学功能,1.为机体提供能量 2.是体内的能量贮存库。 3.构建细胞的组成成分； 4.促进脂溶性维生素的吸收与利用； 5. 保护器官、减少摩檫、防止体温散失。,（三）蛋白质的生物学功能,1.构成和修补机体组织。 2.调节机体生理功能； 3.氧化供能；,三、糖在体内的代谢过程,肝糖原 蛋白质 脂肪,组织氧化 CO2+H2O,体脂,肌糖原 乳酸 CO2+H2O,葡萄糖,小肠,血液,葡萄糖,乳酸,高于170mg%时,排泄,肝,肌肉,有关糖代谢的几个具体问题,（一）糖在体内的存在形式：一种是组织细胞中的糖原（肝糖原、肌糖原），另一种是血液中的葡萄糖（称为血糖）。 （二）血糖的来源、去路及调节（见图1） （三）糖原贮备与动员供能：肌糖原贮备最多，约为350400克；肝糖原贮备与血糖关系密切，约为7590克。肌肉活动时，首先动用肌糖原，当肌糖原耗尽且血糖下降时，肝糖原才被动员分解入血。 （四）糖的分解代谢概况（见图2）,血糖 3.95.9mmol/L,食物中的糖消化吸收,肝糖原分解,其它的物质糖异生 （甘油、氨基酸、乳酸）,其它的单糖转变 （果糖、半乳糖）,转变为核糖、脱氧核糖、氨基已糖,转变为脂肪、氨基酸,合成肝糖原和肌糖原,氧化供能、产生CO2和H2O,图1 血糖的来源与去路示意图,血糖的来源与去路,关于糖尿病,低血糖：在运动或空腹时血糖浓度低于3.33mmol/L。 高血糖：在空腹时，血糖浓度超过7.22mmol/L。 尿糖：血糖超过肾糖阈8.8mmol/L时则出现尿糖。 正常人偶尔可出现高血糖和尿糖。 （1）饮食性糖尿。 （2）情感性糖尿。 （3）肾性糖尿。 糖尿病:是由于血糖来源多，去路少而造成的。糖尿病是一种常见的有遗传倾向的疾病。,1、胰岛素依赖型糖尿病：由于胰岛素的产生和分泌发生障碍，引起胰岛素作用不足引起的。 2、非胰岛素依赖型糖尿病：是由于肥胖，运动不足引起组织对胰岛素敏感性下降而导致的。,糖的分解代谢,糖的无氧酵解,糖的有氧氧化,糖在不需要氧气的情况下分解成乳酸并释放能量的过程，称为糖的无氧酵解。其反应简式如下： 糖原 葡萄糖 丙酮酸 乳酸+ATP 糖无氧酵解时，1mmol葡萄糖产生2mmolATP;,糖在有氧条件下氧化成CO2和H2O，并再合成ATP的过程，称为糖的有氧氧化。其反应简式如下： 糖原 葡萄糖 丙酮酸 乙酰辅酶A 三羧酸循环+O2 CO2+H2O+ATP 糖有氧氧化时，1mmol葡萄糖产生8mmolATP;,糖的分解代谢,1. 糖无氧代谢（糖酵解）,在无氧条件下，体内组织中的葡萄糖或糖原分解生成乳酸，同时释放能量的过程，由于这一过程和酵母使糖生醇的过程基本相同，因此称为糖的无氧酵解，简称糖酵解。,血葡萄糖 2乳酸+2ATP 糖原（1葡萄糖单位） 2乳酸+ ATP,*糖酵解是短时间（30-90秒）激烈运动时肌肉获得能量的重要来源。也是中长跑、游泳、球类等项目运动员完成加速和冲刺时，能量的主要来源。,2.糖有氧氧化,在氧供应充足的情况运动下，肌内糖原和葡萄糖被彻底氧化成二氧化碳和水，并释放能量合成ATP，这一代谢过程称为有氧代谢。,2.糖的有氧代谢,骨骼肌糖原或由血液运输至肌肉的葡萄糖，其有氧供能的过程可分为三个阶段： 1.糖分解为丙酮酸无氧代谢阶段 2.丙酮酸脱氢脱羧氧化糖代谢中CO2生成。 3.氢的氧化释放能量和水生成,四、脂肪在体内的代谢过程,脂肪 甘油+脂肪酸 磷酸甘油脂 细胞呼吸,脂肪酸,乙酰辅酶A,酮体,细胞呼吸,组成其它脂肪,组成其它脂肪 丙酮酸或乙酰辅酶A 细胞呼吸,脂肪,甘油,脂肪酸,+,甘油,磷酸甘油,（进入糖代谢途径）,脂肪酸,辅酶A,脂肪酰辅酶A,+,脂肪酰辅酶A,n乙酰辅酶A,氧化,脂肪的代谢途径,有关脂肪代谢的几个问题,1。在脂肪的C、H、O三元素组成中，O较少，其氧化时，需要的氧最多，含能量也最丰富（1分子葡萄糖产生38个ATP，而1分子脂肪酸可产生147个ATP）。 2。脂肪的最简单的分子结构是一分子甘油和三分子脂肪酸。 3。储存在体内的脂肪须经释放出甘油和脂肪酸，并通过血液运输到全身各组织器官加以利用。因此，血浆游离脂肪酸是休息及运动时人体利用脂肪的主要形式。 4。构成脂肪酸大多是含双键的“不饱和脂肪酸”和含双键以上的“高度不饱和脂肪酸” 。后者有降低胆固醇的作用，但人体不能合成，必须从植物油类中获得。 5。高密度脂蛋白有防止动脉硬化的作用，长期的有氧训练可使其含量提高。,五、蛋白质在体内的代谢过程,丙酮酸+NH3,乙酰辅酶A,丙酮酸,血浆蛋白,尿素,细胞内呼吸,氨基酸,合成代谢,组成蛋白质,分解,氨基酸,肾,蛋白质,氨基酸,氨基酸,酮酸,氨,+,丙氨酸,丙酮酸,氨,+,谷氨酸,a-酮戊二酸,氨,+,门冬氨酸,草酰乙酸,氨,+,不同的氨基酸可生成相应的酮酸，20种氨基酸可变成相应的酮酸或中间产物，最后进入三羧酸循环,组成体内蛋白质的20种氨基酸里，有8种是自身不能合成的，称必需氨基酸。其动物蛋白较多，但不同的植物蛋白混合食用可起互补作用。,六、糖、脂肪、蛋白质代谢的关系,蛋白质,氨基酸,氨基转移或脱氨基,乙酰辅酶A,丙酮酸,3-磷酸甘油醛,6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,脂肪,甘油,脂肪酸,氧化,草酰乙酸,柠檬酸,酮戊二酸,乳酸,糖原,乙酰辅酶A进入三羧酸循环,2CO2,异柠檬酸,NADH+H+,琥珀酰辅酶A,延胡索酸,NAD+,NAD+,苹果酸,NAD+,FAD,FADH2,GDP,GTP,-酮戊二酸,NADH+H+,琥珀酸,CoA,柠檬酸,七、运动与糖、脂肪、蛋白质代谢,（一）运动与糖代谢 （二）运动与脂肪代谢 （三）运动与蛋白质代谢,（一）运动与糖代谢,1。糖是运动中的主要供能物质之一。无氧运动和有氧运动均可动用糖提供能量。 2。短时间的剧烈运动后，由于交感-肾上腺系统活动增强，可促进肝糖原分解，引起血糖浓度升高。 3。长时间运动前或运动中，适量补充糖可维持血糖水平，提高运动能力，延缓疲劳的产生。 4。肌糖原耗竭是运动性疲劳或过度训练的原因之一。增加肝糖原和肌糖原的贮备有利于提高长时间运动项目运动员的运动能力。 5。糖原充填法（赛前1530分钟服用效果最好）,（二）运动与脂肪代谢,1。只有长时间运动时才能动员脂肪供能，随运动时间延长，脂肪供能比例增加。 2。运动训练可提高机体氧化利用脂肪酸供能能力。 3。长期运动可改善血脂异高，降低血浆中LDL，增加血浆中HDL含量。 4。长期运动可减少体脂的积累，改善身体成分。,有氧锻炼与瘦素,瘦素是一种特殊的蛋白质，在脂肪细胞中产生并释放入血液，通过血液运输穿过血脑屏障作用于中枢神经系统，以及调节内分泌系统，影响食物的摄入，增加机体的产热，最终达到减肥降脂的目的。,体育锻炼可使活性瘦素生成增加。,有氧锻炼与激素调节,胰岛素在肥胖的发生与发展过程中起重要的作用。,系统的有氧运动使血中儿茶酚胺水平升高，降低血胰岛素的水平。从而使血糖进入脂细胞的量减少，抑制脂肪的合成，促进了脂肪的分解、动员。,（三）运动与蛋白质代谢,1。运动中肌糖原贮备充足时，蛋白质供能的比例很小（约5%），肌糖原耗竭时增加（可达10%-15%）。 2。运动训练可通过刺激相关激素的分泌活跃和增加支链氨基酸的吸收，促进肌肉蛋白质的合成。,第三节 代谢尾产物的排泄,一、排泄的概念 二、排泄的途径 三、肾泌尿功能的结构基础 四、肾脏的泌尿过程 五、肾在维持体内环境稳态中的作用 六、运动对肾泌尿功能的影响,一、排泄的概念,生理学上将人体在物质代谢过程中所产生的代谢尾产物、多余的水分与盐类，以及进入体内的异物、毒素等，经由血液循环运送到排泄器官，并排出体外的过程，称为排泄。注意：未被吸收的食物残渣由大肠排出不属于排泄。,二、排泄的途径,呼吸器官,大 肠,皮 肤,肾 脏,主要排泄二氧化碳和少量水份,主要排泄胆色素和少量无机盐,主要排泄水分、无机盐和尿素等尾产物,排泄绝大多数代谢尾产物，是排泄主要部位,排泄途径,肾脏排泄的基本单位 “肾单位”的模式图,一、肾单位的基本结构,第一节 肾脏的基本结构,一、肾单位的基本结构 二、肾的血液循环,三、肾脏的泌尿过程,自学提示：请注意以下几个问题 1。肾小球滤过的动力是什么？受哪些因素影响？ 2。肾小管、集合管在泌尿过程中起什么作用？ 3。能说出肾泌尿的基本过程是如何进行吗？,第二节 尿的生成过程,肾小球的滤过作用,肾小管与集合管的重吸收,肾小管与集合管的分泌作用,滤