运动生物化学-论文

1 运动生物化学专题作业 糖质代谢与运动 专业 体育教育 日期 2015 年 6 月 13 日 2 摘要 在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原 葡萄糖是糖在血液中的运输形式 在机体糖代谢中占据主要地位 糖原是葡萄糖的多聚体 包括肝糖原 肌糖原和 肾糖原等 是糖在体内的储存形式 葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量 食物中的糖是机体中糖的主要来源 被人体摄入经消化成单糖吸收后 经血液 运输到各组织细胞进行合成代谢很分解代谢 机体内糖的代谢途径主要有葡萄 糖的无氧酵解 有氧氧化 磷酸戊糖途径 糖原合成与糖原分解 糖异生以及 其他己糖代谢等 关键词 葡萄糖的无氧酵解 有氧氧化 磷酸戊糖途径 糖原合成与糖原分解 糖异生 糖代谢异常相关疾病 研究方法 文献资料法 目录 1 糖质概述 2 糖的分解代谢 3 糖原合成和糖异生作用 4 糖代谢对人体运动能力的影响 食物中的糖主要是淀粉 另外包括一些双糖及单糖 多糖及双糖都必须 经过酶的催化水解成单糖才能被吸收 食物中的淀粉经唾液中的 淀粉酶作 用 催化淀粉中 1 4 糖苷键的水解 产物是葡萄糖 麦芽糖 麦芽寡糖 及糊精 由于食物在口腔中停留时间短 淀粉的主要消化部位在小肠 葡萄 3 糖被小肠上皮细胞摄取是一个依赖 Na 的耗能的主动摄取过程 利用 ATP 提 供的能量 从基底面被泵出小肠上皮细胞外 进入血液 从而降低小肠上皮细 胞内 Na 浓度 维持刷状缘两侧 Na 的浓度梯度 使葡萄糖能不断地被转运 糖的无氧酵解 当机体处于相对缺氧情况 如剧烈运动 时 葡萄糖或糖原分解生成乳酸 并产生能量的过程称之为糖的无氧酵解 这个代谢过程常见于运动时的骨骼 肌 因与酵母的生醇发酵非常相似 故又称为糖酵解 根据反应特点 可将 整个过程分为四个阶段 第一阶段的主要特点是葡萄糖的磷酸化 第二阶段 磷酸乙糖裂解为磷酸丙糖 第三阶段 磷酸丙糖氧化为丙酮酸 第四阶段 丙酮酸还原为乳酸 葡萄糖的无氧酵解也进行着能量的转换 1 分子葡萄糖 在缺氧的条件下转变为 2 分子乳酸 同时伴随着能量的产生 产生 2 分子 ATP 糖原开始 1 分子葡萄糖单位糖酵解成乳酸 产生 3 分子 ATP 糖无氧酵解的意义极大 在无氧或缺氧的条件下 作为糖分解供能的主 要途径 1 骨骼肌在剧烈运动是相对缺氧 此时可利用糖的无氧酵解补充能量 2 登山或旅行中 从平原登上高原的初期 氧气变得比较稀薄 此时也需 要糖的无氧酵解来提供能量 糖的有氧氧化 4 糖的有氧氧化是指葡萄糖生成丙酮酸后 在有氧条件下 进一步氧化生 成乙酰辅酶 A 经三羧酸循环彻底氧化成水 二氧化碳及能量的过程 这是 糖氧化的主要方式 是机体获得能量的主要途径 反应过程 第一阶段是葡萄糖氧化生成丙酮酸 这一阶段和糖酵解过程 相似 在细胞质中进行 在缺氧的条件下丙酮酸生成乳酸 在有氧的条件下 丙酮酸进入线粒体生成乙酰辅酶 A 再进入三羧酸循环 第二阶段是丙酮酸 氧化脱羧生成乙酰辅酶 A 第三阶段是丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶 A 彻 底进行氧化 即进行三羧酸循环 进入三羧酸循环葡萄糖彻底氧化分解成水 CO2 和产生能量 而脱羧反应生成的二氧化碳则通过血液运输到呼吸系统而 被排出 是体内二氧化碳的主要来源 糖的酵解与糖的有氧氧化的联系 在无氧的条件下 糖无氧酵解产生的 ATP 的速度和数量远远大于有氧氧化 为产生 ATP 的主要方式 但在有氧的 条件下 酵母菌的酵解作用受到抑制 这种现象同样出现在肌肉中 当肌肉 组织供氧充分的情况下 有氧氧化抑制糖无氧酵解 产生大量量能量供肌肉 组织活动所需 缺氧时 则以糖无氧酵解为主 糖原的合成以及糖原的分解 糖原是体内糖的储存形式 主要以肝糖原 肌糖原形式存在 肝糖原的 合成与分解主要是为了维持血糖浓度的相对恒定 肌糖原是肌肉糖酵解的主 要来源 1 糖原的合成 第一阶段是糖链的延长 第二阶段是糖链的分支 5 2 糖原的分解 在限速酶糖原磷酸化酶的催化下 糖原从分支的非还原端开 始 逐个分解以 1 4 糖苷键连接的葡萄糖残基 形成 G 1 P G 1 P 转 变为 G 6 P 后 肝及肾中含有葡萄糖 6 磷酸酶 水解变成游离葡萄糖 释 放到血液中 维持血糖浓度的相对恒定 糖原的合成以及糖原的分解的生理意义 当肌肉剧烈运动时 肌糖原分 解增加当人处于饥饿状态时 迅速被动用以供急需 但糖原的数量十分有限 只能暂时起到补充的作用 所以人在饥饿时需及时进食 糖异生反应过程 糖异生作用是指非糖物质如生糖氨基酸 乳酸 丙酮酸及甘油等转变为 葡萄糖或糖原的过程 糖异生的最主要器官是肝脏 糖异生反应过程的原料 为乳酸 氨基酸和甘油 其中主要原料为氨基酸 但是 当人处于饥饿状态时 原料为氨基酸和甘油 糖异生反应过程基本上是糖酵解反应的逆过程 糖异生反应过程的生理意义 1 糖异生最重要的生理意义是在空腹或饥 饿情况下维持血糖浓度的相对恒定 2 是肝补充和恢复糖原储备的重要途径 3 长 期饥饿时肾糖异生增强 有利于维持酸碱平衡 4 乳酸再利用 乳酸大部分是 由肌肉和红细胞中糖酵解生成的 经血液运输到肝脏或肾脏 经糖异生再形 成葡萄糖 后者可经血液运输回到各组织中继续氧化提供能量 糖异生的调节 6 糖异生途径中四个关键酶催化的反应是糖异生的主要调节点 糖异生与 糖酵解是两条相同但方向相反的代谢途径 因此它们必须是互为调节的 两 条代谢途径中关键酶的激活或抑制要互相配合 当糖供应充分时 糖酵解有 关的酶活性增高 糖异生有关的酶活性减低 当糖供应不足时 糖酵解有关 的酶活性减低 糖异生有关的酶活性增高 体内通过改变酶的合成速度 共 价修饰调节和别构调节来调控这两条途径中关键酶的活性 以达到最佳生理 效应 糖代谢对人体运动能力的影响 糖是运动时唯一能无氧代谢合成 ATP 的细胞燃料 的细胞燃料 糖是运动 时唯一能无氧代谢合成 唯一能无氧代谢合成 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 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 主要能量来源 是大强度运动的主要 能量来源 1 当以 95 最大摄氧量以上强度运动时 糖供能占 当以 90 当以 最大摄氧量以上强度运动时 95 左右 左右 2 是中等强 度运动的主要燃料 2 是中等强度运动的主要燃料 是中等强度运动的主要燃 料 糖是运动时唯一能无氧代谢合成 的细胞燃料 是大强度运动的主要燃料 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 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 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 快肌内糖原储量略低于慢肌 快肌内糖原储量略低于慢肌 增 加肌糖原储量 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 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 影响运动时肌 7 糖原利用的主要有 影响运动时肌糖原利用的主要有 运动强度 续时间 运 动类型 训练水平 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 运动强度增大 运动强度增大 肌 糖原消耗速率相应增大 结语 糖类是人体代谢中最重要的能源物质 肌糖元 肝糖原以 及血液中的葡萄糖 在 有氧运动和无氧 运动中都是重要的 能源物质 肌糖元 的急剧下降和无氧 糖酵解产生 的乳酸 堆积可能是导致大 强度运动中肌肉疲 劳的主要原因通过合理的营养 手段 调 节运动 前 中 后的糖 膳食 可以最大 程度的增加肌糖 肝糖的储备 和恢复 保持运 动中血糖的稳定 从而有效提高运动者的运动能力 参考文献 1 全国体育院校通用教材 运动生物化学 人民体育出版社 1999 年 6 月 2 冯炜权 运动训练的生