第八章 能量代谢

第八章能量代谢 第一节人体内能量的来源与去路第二节人体运动的能量供应第三节人体能量代谢的测定 第一节人体内能量的来源与去路 一 人体内能量的来源二 人体内能量的去路 人体要维持体温和新陈代谢的不断进行 生命活动的每时每刻都需要能量 人体所需的能量只能从食物中的糖 脂肪 蛋白质提取 因为机体不能直接利用太阳能 也不能利用外部供给的能量 这些能源物质分子结构中隐藏着化学能 通过氧化可释放出来 人体的组织细胞也不能直接利用食物中的能量 而需要一个中间环节 ATP 能源物质在体内氧化时所释放的能量约50 直接转化为热能 用于维持体温 其余的50 是可被机体利用的自由能 它以化学能的形式储存在ATP的高能磷酸键内 一 人体内能量的来源 一 人体内能量的来源 一 ATP 直接能量来源ATPATP酶ADP Pi 能能源物质 其分解过程中能产生ATP的物质 糖 脂肪 蛋白质 一 人体内能量的来源 二 ATP再生成的途径1 ATP的无氧生成 底物水平磷酸化 1 CP ADPATP CCP贮量约为ATP的3 5倍供能特点 快速 直接 2 糖的无氧酵解葡萄糖 糖原 缺氧2ATP 乳酸反应部位 细胞浆内 2 ATP的有氧生成 氧化磷酸化 糖 糖原 脂肪ATP CO2 H2O氨基酸反应部位 线粒体内 二 人体内能量的去路 一 变成热能散发 50 二 变成机械能 供肌肉利用 三 变成贮存能 四 转化成其它的生物能量 供细胞活动利用 第二节人体运动的能量供应 一 运动练习的分类二 人体的三个供能系统三 运动时能源物质动用的影响因素 一 运动练习的分类 一 周期性运动1 无氧练习 又可分为极量强度运动 近极量强度运动 亚极量强度运动 2 有氧练习 可分为五个强度等级 我们把中 小强度的运动称为真正的 有氧运动 二 非周期性运动分为爆发性的练习 有定规变化的练习和无定规变化的练习 二 人体的三个供能系统 一 磷酸原系统CP ADPATP 二 乳酸能系统 糖酵解供能系统 糖乳酸 ATP 三 有氧氧化系统糖 脂肪 O2CO2 H2O ATP 磷酸原系统 能量的直接来源及最快补充 磷酸原系统供能代谢包括下面的过程 ATP ADP 肌酸 能量 作功 ATP酶 ADP CP CK 肌酸激酶 ATP C 肌酸 2ADP ATP AMP MK 肌激酶 AMP IMP NH3 AMP脱氨酶 短时极量强度运动时 二 三个能源系统的特征 1 磷酸原系统ATP ADP Pi ECP ADP C ATP特点 无氧代谢 供能速度极快 能源 CP ATP生成很少 肌中贮量少 最大强度运动持续供能时间6 8秒 用于短跑或任何高功率 短时间活动 2 酵解能系统 肌糖元 ADP Pi 乳酸 ATP特点 无氧代谢 供能速度快 能源 肌糖元 ATP生成有限 终产物乳酸可导致肌肉疲劳 用于2 3 的最大强度运动 糖酵解系统 乳酸生成和供能 运动时 骨骼肌糖原或葡萄糖可在无氧条件下酵解 生成乳酸并释放出能量供肌肉运动 这个过程的简式为 C6H12O6 2C3H6O3 3ATP 从肌糖原开始进行酵解 1分子肌糖原可净生成3ATP 消耗1ATP 生成4ATP 从葡萄糖开始进行酵解可净生成2ATP 消耗2ATP 生成4ATP 3 氧化能系统 糖脂肪 ADP Pi O2 CO2 H2O ATP蛋白质特点 有氧代谢 供能速度慢 能源 糖 脂肪 蛋白质 没有导致疲劳的副产品 用于耐力或长时间的活动 2 运动中能源物质的动员 运动开始时机体首先分解肌糖原 持续运动5 10分钟后 血糖开始参与供能 脂肪在安静时即为主要供能物质 在运动达30分钟左右时 其输出功率达最大 蛋白质在运动中作为能源供能时 通常发生在持续30分钟以上的耐力项目 随着运动员耐力水平的提高 可以产生肌糖原及蛋白质的节省化现象 三 运动时能源物质动用的影响因素 1 运动强度的大小2 运动持续的时间长短3 运动训练水平的高低 四 能量连续统一体的理论及其应用 一 能量连续统一体的概念二 能量连续统一体的四区三 能量连续统一体的理论在体育中的应用 能量专门化原则1 首先明白某项运动所需的主要供能系统 2 训练中重点发展这项运动所需的供能系统 3 要注意选择与运动项目能量供应相一致的运动练习手段 第三节人体能量代谢的测定 一 测定人体能量代谢的原理与方法二 影响能量代谢的因素及基础代谢率三 运动时能耗量的计算及其意义 一 测定人体能量代谢的原理与方法 1 基本原理 能量守恒定律和定比定律 2 与测定有关的几个重要概念 1 食物热价 2 氧热价 3 呼吸商3 基本方法 通常用间接测定法 先收集呼出气体 然后进行气体分析 测出消耗的氧气量和产生的二氧化碳量 求出呼吸商 再根据呼吸商查表得出氧热价 用所耗氧气量乘以氧热价即为所产生的总能量 食物热价 把1克食物完全氧化分解时所产生的热量称为食物热价 糖的热价为17 1KJ 4 1Kcal 脂肪的热价为38 94KJ 9 3Kcal 蛋白质的生物热价 体内分解 为17 17KJ 4 1Kcal 氧热价 通常把不同营养物质在体内氧化分解过程中 每消耗1升氧气所产生的热量称为该物质的氧热价 糖的氧热价为20 93KJ 5 0Kcal 脂肪的氧热价为19 68KJ 4 7Kcal 蛋白质的氧热价为18 84KJ 4 5Kcal 呼吸商 机体在同一时间内呼出的CO2与消耗的O2容积比 称为呼吸商 即 RQ 产生的CO2mmol数 消耗的O2mmol数 糖的呼吸商为1 脂肪的呼吸商约为0 7 蛋白质的呼吸商约为0 8 二 影响能量代谢的因素及基础代谢率 一 影响能量代谢的因素1 肌肉活动的影响2 精神活动的影响3 食物的特殊动力作用4 环境温度的影响 二 影响能量代谢的因素及基础代谢率 二 基础代谢率1 定义 是指人在基础状态下单位时间的能量代谢 2 基础代谢率的影响因素 与体重 体表面积 性别 年龄 身体健康状态等因素有关 基础状态 是指人体清醒而又极端安静的状态 而且不受肌肉活动 环境温度 食物及精神紧张的影响 通常选择清晨 空腹 静卧及清醒状态 室温保持在18 25 的环境条件作为近似基础状态来进行基础代谢率的测定 三 运动时能耗量的计算及其意义 运动时的净需氧量 运动时吸氧量 恢复期吸氧量 安静时吸氧量 运动时间 恢复时间 运动时间 运动时的净能耗量 运动时的净需氧量 氧热价 一 运动时净能耗量的计算 例如 试计算某受试者完成5分钟功率自行车定量负荷运动的净总能量消耗 其测试数据如下 5分钟安静时的呼吸商 二氧化碳产量 耗氧量 1 275 1 5 0 85查氧热价对照表 呼吸商为0 85时 可产生4 862 KCAL 热量 5分钟安静时的能量消耗 耗氧量 氧热价 1 5 4 862 7 293 KCAL 5分钟运动时的呼吸商 二氧化碳产量 耗氧量 14 851 16 5 0 9 查氧热价对照表 呼吸商为0 9时 可产生4 924 KCAL 热量 5分钟运动时的净能量消耗 运动时的总能量消耗 同时间内安静状态下的能量消耗 16 5 4 924 1 5 4 862 73 953 KCAL 30分钟恢复期内的呼吸商 二氧化碳产量 耗氧量 12 32 14 0 88查氧热价对照表 呼吸商为0 88时 可产生4 899 KCAL 热量 30分钟安静时的能量消耗 5分钟安静时的能量消耗 6 7 293 6 43 758 KCAL 30分钟恢复期内的净能量消耗 恢复期的总能量消耗 同时间内安静状态下的能量消耗 14 4 899 7 293 6 24 828 KCAL 运动总净能量消耗 运动时净能量消耗 恢复期的净能量 73 953 2