脂肪代谢与运动PPT课件

1,.,体内过度的脂肪积累成为影响健康、导致死亡的重要因素,2,.,第一节脂质概述,一、概念脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,3,.,二、分类,4,.,单纯脂中最丰富的一大类脂肪的通式,5,.,脂肪酸的结构与分类,大多数是含偶数碳原子的直链一元酸，碳原子数目一般在426之间，尤以C16和C18为最多。,6,.,甘油磷脂glycerophospholipid,复合脂,7,.,复合脂,8,.,衍生脂,胆固醇的化学结构,9,.,三、脂质的生物学功能,1）脂肪氧化释放能量2）复合脂和衍生脂是构成细胞的成分3）促进脂溶性维生素的吸收4）脂肪防震和隔热保温作用5）对糖和蛋白质的消耗具有节省作用,10,.,第二节脂肪的分解代谢,一、脂肪的动员与水解,11,.,脂肪的分解代谢,12,.,二、,13,.,由于肌肉中缺乏磷酸甘油激酶，故甘油不能直接为肌肉供能。在肝脏，每分子甘油氧化生成乳酸时，释放能量可合成4ATP；如果完全氧化生成CO2和H2O时，则释放出的能量可合成21ATP。,(4),二甘油氧化过程ATP的合成,14,.,运动时甘油代谢的生物学意义1.糖异生作用的重要底物2.甘油所吸附的固定水可补充体液，防止运动性缺水3.甘油可作为脂肪分解的强度指标。,15,.,（一）、脂肪酸氧化的基本过程,脂肪酸是长时间运动的基本燃料。在线粒体内一系列酶的催化下，脂肪酸逐步裂解出二碳单位-乙酰辅酶A，在经三羧酸循环和呼吸链氧化。,脂肪酸的活化脂肪酰辅酶A进入线粒体脂肪酰辅酶A的氧化三羧酸循环,三、脂肪酸的分解代谢,16,.,1、脂肪酸的活化,脂肪酸转变为脂酰辅酶A的过程，称为脂肪酸的活化,在线粒体外膜，经酰基辅酶A合成酶催化，并由ATP提供2个高能磷酸键（ATPAMP），脂肪酸与辅酶A结合，生成脂酰辅酶A。,17,.,2、脂酰辅酶A进入线粒体,脂酰辅酶A不能直接穿过线粒体内膜，借助内膜上肉碱转运机制被转运至线粒体内。,18,.,-氧化步骤：5步反应5种酶（硫激酶、脂酰-CoA脱氢酶、烯脂酰-CoA水合酶、羟脂酰-CoA脱氢酶、-酮脂酰-CoA硫解酶）脂肪酸氧化每次降解下一个2碳单元，氧化是从羧基端的-位碳原子开始的，称为-氧化。反应为：脱氢、水化、再脱氢、硫解。每次-氧化生成1个乙酰-CoA、1个NADH、1个FADH2。,3、-氧化,19,.,3、脂肪酸-氧化反应步骤,脂肪酸,CoA-SH,脂酰-CoA,反式2烯脂酰-CoA,L-3-羟脂酰-CoA,-酮脂酰-CoA,乙酰-CoA,脂酰-CoA,硫激酶,ATP,AMP,PPi,脂肪酸活化,脂酰-CoA脱氢酶,FADH2,烯脂酰-CoA水合酶,H2O,羟脂酰-CoA脱氢酶,NADH,硫解酶,（脱下了两个碳原子）,20,.,21,.,2、是脂肪酸的改造过程,（二）、脂肪酸-氧化的生理意义,1、-氧化是体内脂肪酸分解的主要途径,22,.,四、酮体代谢,23,.,24,.,25,.,26,.,27,.,28,.,第三节运动时脂代谢的特点,29,.,能量,骨骼肌胞浆的脂滴,血浆脂蛋白,脂库中的脂肪,一、运动时脂肪代谢,30,.,二、运动时脂肪酸的利用,(一）运动对血浆游离脂肪酸含量的影响(二）运动对血浆游离脂肪酸利用的影响,31,.,长时间运动中狗脂肪组织血流量、甘油、脂肪动员的变化,运动开始后脂解强度迅速提高，在运动中速率进一步加快，这表明，运动中脂肪组织内脂解过程几乎处于持续稳定的激活状态。,运动时脂肪组织脂肪水解状况,血流量（ml/100g.Min）,游离脂肪酸(ummol/100g.Min),甘油（ummol/100g.Min）,32,.,脂肪水解产生的脂肪酸只有部分量释放入血（约1/3），动员入血的脂肪酸（为长链脂肪酸的形式，即软脂酸、硬脂酸和油酸等）立即与血浆清蛋白结合，以增加其水溶性，便于运输到各组织器官进一步代谢，而大部分脂肪酸在脂肪细胞内直接参与再酯化过程（2/3）。,脂肪水解产生的甘油不能重新为细胞利用，基本上全部释放入血，经过血液循环运输到肝脏等组织进一步代谢。,脂肪组织释放脂肪酸和甘油,33,.,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,糖酵解,-磷酸甘油,脂肪细胞,血液,TG,FFA,甘油,脂肪组织内甘油三酯和脂肪酸循环,TG,脂肪水解,儿茶酚胺；胰高血糖素,胰岛素,34,.,血浆甘油三酯分解,1、血浆脂蛋白与甘油三酯,血浆中的甘油三酯是与磷脂、胆固醇、胆固醇酯和载脂蛋白以不同比例结合而存在，共同构成各种脂蛋白，其中乳糜微粒（CM）和极低密度脂蛋白（VLDL）中含有的甘油三酯较多，低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）中含有较少量的甘油三酯。,血浆脂蛋白的化学组成及其相对百分比,35,.,2、血浆脂蛋白中甘油三酯的分解,甘油三酯（血浆脂蛋白）,LPL,脂肪酸+甘油,游离脂肪酸（FFA）,代谢利用（器官组织）,LPL（脂蛋白脂酶）广泛存在于人体细胞内，在细胞内粗面内质网中合成后转运出细胞，在毛细管内皮细胞表面与硫酸肝素结合，可以催化血浆脂蛋白中的甘油三酯水解。,36,.,3、运动对血浆脂蛋白含量的影响,运动训练、尤其是耐力性质的运动，可使HDL含量明显增加，而不同程度地减少VLDL和LDL的含量，而且这种变化的程度与运动负荷量成正相关关系。,运动提高HDL的机制：,运动能加快脂肪组织细胞内LPL的合成速率，释放并附于血管内皮，促进VLDL-TG水解，从而使VLDL裂解为HDL。,37,.,肌细胞内甘油三酯分解,1、肌内甘油三酯含量,肌内甘油三酯含量与肌纤维类型、营养和身体活动量有关。以中性脂滴的形式存在，分布于含线粒体丰富的慢肌纤维中，并与线粒体容积成正相关。平均含量为5-15mmol/Kg，比脂肪组织的400-800mmol/Kg含量要少得多。,38,.,2、肌内甘油三酯分解,甘油三酯（骨骼肌）,LPL,LPL肌细胞的核糖体内合成的，负责脂滴的甘油三酯的水解，也是此水解反应的限速酶，它的活性受低浓度肾上腺素、胰高糖素抑制，受高浓度肾上腺素、胰高糖素激活。,长时间运动中，LPL的活性提高骨骼肌内（近2倍）比脂肪组织（20%）明显，故耐力训练可提高骨骼肌利用肌内甘油三酯的能力。,39,.,其利用量与运动强度和持续时间有关。,3、运动肌内甘油三酯的利用,运动时肌内脂肪在运动初期首先动用，,运动时肌内脂肪的利用也与肌纤维类型有关，在有氧代谢能力强的慢肌纤维中甘油三酯的消耗量最为明显。,40,.,（一）血浆游离脂肪酸浓度及其转运率,在安静、空腹状态时，人的血浆FFA浓度为6-16mg%（0.1mmol/L）。运动过程中，血浆FFA浓度升高。,1、血浆FFA浓度正常值,2、血浆FFA转运率,安静状态：血浆FFA半寿期大约为4分钟。,中等强度运动：血浆FFA半寿期大约为0.9分钟；低强度运动：血浆FFA半寿期大约为2分钟；低强度和中等强度运动时血浆FFA都能积极地参与各组织器官的氧化供能。,41,.,（二）骨骼肌利用血浆游离脂肪酸,1、血浆FFA在骨骼肌内的供能地位,2、影响肌细胞内血浆FFA供能的因素,3、不同肌纤维利用血浆FFA供能的差异,4、骨骼肌脂肪酸氧化与运动能力的关系,5、运动训练对骨骼肌脂肪酸氧化能力的影响,42,.,1、血浆FFA在骨骼肌内的供能地位,安静时，动脉血FFA是骨骼肌的基本燃料。,在短时间极量或高强度运动中，血浆FFA供能意义不大。,在长时间运动中，血浆FFA在骨骼肌的供能中起着关键作用。,43,.,2、影响肌细胞内血浆FFA供能的因素,（1）运动强度和持续时间,运动强度下降到60-70%最大摄氧量、超过20-30分钟的长时间运动中，动脉血FFA持续而缓慢地升高，肌细胞吸收血浆FFA供能比例增大，例如运动40、90、180、240分钟，脂肪酸供能占总能耗的百分数分别为37%、37%、50%、62%。,44,.,（2）血浆脂肪酸浓度,血浆FFA浓度受血浆清蛋白数量及其结合力的影响。在长时间运动时，血浆FFA浓度逐渐升高，运动肌摄取和利用量也相应增多，二者存在正比关系。人体血浆FFA浓度不超过2mmol/L。,高浓度血浆FFA可形成微胶粒溶液，损害细胞膜，增加血小板的粘集，引起血栓形成。,45,.,（3）饮食,低糖膳食使肌糖原储量低下时，或饥饿1-3天，脂肪酸氧化供能量可高达80-90%。,吃糖可抑制脂肪组织的脂肪分解，服用咖啡因促进脂肪组织的脂解作用。,补充肉碱，也可加快脂肪酸的分解代谢。,46,.,（4）耐力训练水平,高水平耐力运动员呼吸循环系统转运氧的能力高，肌内线粒体氧化脂肪酸的能力强，因而运动时脂肪酸氧化供能的比例相对较高，有利于运动时节省糖储备。,（5）环境温度,与常温天气下比较，冷天消耗血浆脂肪酸的数量增多。,47,.,3、肌纤维利用血浆FFA供能的差异,不同类型肌纤维氧化FFA的能力差别很大，IIa型肌纤维具有高酵解能力，氧化FFA的能力差；而I肌纤维具有氧化FFA的能力。,FFA/清蛋白在安静时为0.2，长时间中等强度运动，脂肪组织大量动员，脂肪酸大量入血，FAA/清蛋白比值增加至3-4，超过清蛋白的运载能力，未结合的游离脂肪酸可刺激脂肪组织的血管收缩，血共减少，从而减少脂肪酸入血，增加再酯化作用。,FFA/清蛋白比值增加对脂肪组织的脂肪动用起负反馈调节作用,48,.,4、骨骼肌脂肪酸氧化与运动能力的关系,（1）促进脂肪酸供能与最大耐力,任何使血浆FFA浓度提前升高的因素，都能造成运动前期肌内糖利用速率下降，节省糖对提高马拉松跑能力十分有用。,（2）抑制脂肪酸供能与大强度耐力,在低于30分钟的运动中，减少脂肪酸供能是提高运动能力的重要生化因素。补糖能抑制脂肪组织分解和释放脂肪酸，减少肌肉吸收和氧化脂肪酸。,49,.,5、运动训练对骨骼肌脂肪酸氧化能力的影响,运动训练中以耐力训练对人体骨骼肌脂肪酸代谢的影响最明显。耐力训练可提高骨骼利用脂肪酸供能能力，主要原因是：,（1）耐力训练使每分心输出量增大，血红蛋白、肌红蛋白含量增多，骨骼肌毛细管密度增大，其结果对骨骼肌的供氧能力提高。,（2）训练肌的细胞内线粒体数目增多和体积增大，位于线粒体内的酶活性升高，其结果提高了骨骼肌代谢利用氧的能力。,50,.,三、影响脂代谢的因素与运动能力：,1）运动员的身体素质2）运动强度和持续时间3）脂肪动员和脂肪转运的能力4）脂肪酸的碳链及其饱和度5）膳食干预,51,.,四、脂肪分解代谢与运动适应,机制:1.耐力训练可促进脂肪供能比例增加；2.耐力训练可引起骨骼肌有利于脂肪酸代谢的变化；3.耐力训练可提高氧供应系统的能力。,52,.,第四节运动、血脂代谢与健康,53,.,一、血脂的概念、分类及功能,血脂人体血浆中的脂质血脂包括胆固醇、三酰甘油、磷脂、FFA（游离脂肪酸）,54,.,55,.,二、运动对血脂代谢的影响,长期的有规律的耐力锻炼可以使血浆总胆固醇保持较低水平,56,.,二长时间耐力运动对血脂的影响,1血浆甘油三酯清除常数：,安静：每分钟为26.5%,运动：每分钟为33.8%,2血脂清除与运动强度和持续时间有关,3一次连续几小时运动：,运动后立即血脂无变化，但24h后可见明显下降。,4限食加耐力运动，可使血浆甘油三酯明显下降,57,.,三耐力运动训练对血脂的影响,（一）耐力运动训练对血浆胆固醇的影响,1耐力运动训练对血浆HDL-C浓度的影响,lHDL中含：20%的胆固醇，5%的甘油三酯lHDL-C浓度平均上升12-20mg%，增加幅度为20%-25%l血浆HDL-C浓度：运动者比非运动者高,58,.,HDL分两种类型：HDL2-C和HDL3,耐力训练主要影响HDL2，对HDL3无影响,冠心病、动脉粥样硬化的发病率与HDL2呈负相关,59,.,2耐力运动训练对LDL-C浓度的影响,lLDL中含：4.5%的胆固醇，10%的甘油三酯l耐力训练可降低血浆LDL-C浓度l60%-80%最大心率运动，效果明显,l力量和速度运动员的血浆LDL-C浓度与伏案工作者相同,60,.,lVLDL中含：10%-15%的胆固醇，50%-70%的甘油三酯，为内源性l耐力运动员血浆VLDL偏低l耐力训练可降低高浓度的VLDL,3耐力运动训练对血浆VLDL-C浓度的影响,61,.,（二）耐力运动训练对血