第三篇-肌肉活动与物质能量代谢

2017春综2教师：孔祥清邮箱：yckxq,运动生理学,重庆市永川职业教育中心,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,1,第三篇肌肉活动与物质能量代谢,本篇各主要讲授运动中的新陈代谢问题，即物质代谢（能量的收入）和能量代谢（能量的支出）。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,2,第三篇肌肉活动与物质能量代谢,第七章：物质代谢,第八章：能量代谢,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,3,第七章：物质代谢,物质代谢：人与自然环境之间不断进行物质交换过程，称为物质代谢。包括三个部分：物质的消化与吸收；能量物质的中间代谢；代谢尾产物的排泄。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,4,第七章：物质代谢,第一节：消化与吸收,第二节：主要营养物质的体内中间代谢,第三节：代谢为产物的排泄,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,5,第一节：消化与吸收,一、消化：食物在消化道内被分解的过程。消化的方式：机械性消化或物理性消化：通过消化道肌肉的舒缩活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不断地向消化道远端推送。化学性消化：通过消化腺分泌的消化液来完成，消化液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质等物质分解成小分子颗粒。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,6,营养物质在消化道各部位消化简述,口腔内消化胃内消化小肠内消化大肠内消化,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,7,（一）、口腔内消化：,唾液的作用：1.消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。2.清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。3.排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,8,口腔内消化,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,9,（二）、胃内消化：,1、化学消化：胃内的消化液胃液，主要成分：盐酸：胃内消化提供酸性环境，促进胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶。胃蛋白酶：主要的消化成分；粘液：保护胃壁。2、机械消化：为食物的暂时储存场所，食物进入胃内5分钟后开始蠕动，以使食物与胃液充分混合。食物由胃进入小肠的过程称为胃排空，主要营养物质的排空速度为：糖类蛋白质脂肪。整个胃排空时间为46小时。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,10,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,11,（三）、小肠内消化：最重要的消化部位,1、化学消化：主要消化液：胰液：对三大营养物质进行分解；小肠液：稀释被消化物质，使食麋与消化液充分混合胆汁：由肝脏分泌，促进脂肪消化。2、物理消化：紧张性收缩；分节运动。二者的作用是使食麋与消化液充分混合。（四）大肠内消化：大肠内没有重要的消化活动，只是食物残渣的储存场所,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,12,二、吸收：,食物中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。（一）、吸收的部位：在口腔内食物完全不被吸收；胃内仅有水和酒精被吸收；大肠仅吸收盐类和剩余水分；营养物质的主要吸收部位在小肠。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,13,（二）、主要营养物质的吸收,1、糖类的吸收：食物中的糖为多糖或双糖，必须经过消化为单糖（葡萄糖）后，方能被吸2、蛋白质：必须经过消化分解为氨基酸后方能被吸收入血。3、脂肪：是脂肪酸、甘油一酯及胆固醇的总称。吸收过程较复杂，（不溶于水）简单说是在胆汁的作用下被分解后吸收入血。4、水和无机盐：食物中的水、摄入的水、体内代谢产生的水、各种消化腺分泌的消化液中的水都是水。自由水和结合水。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,14,三、运动对消化与吸收的影响,由于血液重新分配的原因，运动时及运动后的一段时间内，胃肠的血流量减少，导致消化能力的暂时下降。为此：进食后半个小时后才可以运动；运动结束后半小时方可进食。由于运动过程中的消耗较大，因此，总的来讲，运动对消化和吸收是有促进作用的。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,15,第二节：主要营养物质的体内中间代谢,包括分解代谢和合成代谢两部分，这里只讲分解。一、糖代谢：（一）、糖的生理功能：1、供能，机体60的能量由糖类提供。大强度、短时间运动时，主要由糖类供能；小强度、长时间运动时，也是先由糖类供能。2、细胞的结构成分；3、调节脂肪代谢；4、节约蛋白质供能。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,16,（二）人体的糖贮备及其供能形式,人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。因而，人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,17,(1)糖原人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,18,(2)血糖血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为80-120mg%。血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,19,2.糖在体内的分解代谢,(1)糖酵解,糖酵解与乳酸生成,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,20,(2)有氧氧化,糖的有氧氧化途径,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,21,3.运动与补糖,(1)补糖时间与补糖量目前一般认为，运动前3-4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。一方面，糖从胃排空小肠吸收血液转运刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高；同时还可以减少运动时肌糖原的消耗。应当注意的是，在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,22,进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时间临时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛，可以通过设立途中饮料站适量补糖。运动后补糖将有利于糖原的恢复。耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,23,二、脂肪代谢,（一）、生理功能：氧化供能：构建细胞的成分；促进脂溶性维生素的吸收和利用；保护作用。（二）、代谢过程：1、血脂的来源与去路：血浆游离脂肪酸；脂肪组织（储存脂）；食物中经消化吸收入血的脂蛋白。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,24,2、脂肪组织的储存与动员：,脂肪细胞摄取血液中过多的游离脂肪酸并与甘油结合形成甘油三酯储存起来；当血液中的游离脂肪酸降低时，储存脂会反过来逐步分解为脂肪酸和甘油入血。供氧化利用。正常情况下，分解与合成平衡的，合成大于分解，出现肥胖；分解大于合成，则减肥。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,25,（三）、运动与脂肪代谢：,1、运动过程中脂肪代谢的特点：动员较慢。只有糖原储量下降后，脂肪才供能。短时间、高强度运动时，脂肪的分解受到抑制。长时间、强度较小运动时的后期，90的能量来自脂肪。2、运动对脂肪代谢的影响：提高机体氧化利用脂肪供能的能力；改善血脂异常；减少脂肪堆积。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,26,脂肪代谢与运动减肥,运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。减肥的方式：一是参加运动，二是控制食物摄入量选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等多种运动。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,27,三、蛋白质代谢：,氮平衡：正常成人蛋白质的合成与分解处于一种动态平衡状态，称为氮平衡。正氮平衡；负氮平衡；需要量：成人每天每公斤体重1克。运动员和儿童稍多。（2.53克）蛋白质的补充：体内合成（24种必需的氨基酸总的16种）；体外摄取：8种：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,28,（一）、蛋白质的生理功能：,1、构成和修补机体组织；2、调节机体生理功能；3、氧化供能。（二）、运动对蛋白质的影响：运动时可提供部分能量，糖元储备充足时占5；糖原耗尽时上升到1015。运动导致骨骼肌的蛋白质合成增加，肌肉因此壮大，蛋白质的需要量因此加大，合成又会因此增加。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,29,四、糖、蛋白质、脂肪代谢的关系,三者为三大营养物质；可相互转化，但不能相互代替；糖转化为脂肪容易，脂肪转化为糖困难糖和脂肪可合成氨基酸（16种），但另外8种人体必需的氨基酸则必须从外界摄取。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,30,五、水分及无机盐代谢,（一）、水分代谢：1、生理作用：是机体内各种生化物质的溶剂；是各种营养物质、激素及废物的运载工具；维持体温；维持电解质的平衡；润滑作用；,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,31,2、一般及运动状态下的水代谢：,运动与水分代谢：运动时由于大量出汗，水分丢失严重，其程度与运动的强度与时间有关：轻度脱水（体重的2），以细胞外液的丢失为主，血容量减少，出现尿少、口渴的表现。中度脱水（体重的4），细胞内外液的丢失相当，出现心率加快、体温升高、疲劳、血压下降的现象，口渴现象严重。重度脱水（体重的610），细胞内液水分丢失的比例增大，表现为呼吸加快、肌肉抽筋，甚至昏迷。水的补充：少饮多次。体育教学中关于水补充的健康理念。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,32,（二）、主要无机盐代谢,1、钠：总重量为60克，主要存在于细胞外，对调节体温、水和离子的排出、饮水行为、肌肉收缩、神经兴奋均有重大意义，大量出汗后应及时补充钠盐。2、钾：总重量为120克。97存在于细胞内，可经汗、大小便排出。参与糖原和蛋白质的合成代谢，对肌肉收缩和神经传导具有重大起作用，缺钾时表现为肌无力。3、铁：存在于HB之中，与氧的运输有关。4、钙：99以结合的形式存在于骨骼中，1以离子的形式存于血中，在神经兴奋的传导、肌肉的收缩中具有重要作用。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,33,排泄：人体在新陈代谢过程中产生的代谢产物、多余的水分和进入机体的各种异物，排出体外的过程。排泄器官排泄物呼吸器官co2、水、挥发性药物等消化道钙、镁、铁、磷等无机盐,胆色素,毒物等皮肤及汗腺水、盐类、少量尿素等肾脏水、尿素、肌酐、盐类、药物、毒物、色素等,第三节：代谢尾产物的排泄,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,34,一、肾脏的基本结构,（一）、肾单位的基本结构（二）、肾的血液循环,（一）、肾单位的基本结构,（二）、肾的血液循环,特点：肾小球毛细血管压可达6OmmHg利于滤过肾小管毛细血管压低利于重吸收血液经过两次小动脉(入球和出球小动脉)和形成两套毛细血管网(肾小球和肾小管处的毛细血管网),二、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,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,38,滤过:指血液流过肾小球时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,（一）、肾小球的滤过作用-原尿生成,滤过三要素:屏障、动力、阻力,2020年5月15日星期五8时54分59秒,39,影响滤过的因素,1.滤过膜,面积,通透性,机械屏障作用血尿,静电屏障作用蛋白尿,正常时肾小球滤过面积1.5m2急性肾炎滤过面积GFR尿量,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,40,2.有效滤过压(动力),有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,入球端有效滤过压=45(20+10)=15mmHg0有滤液生成,出球端有效滤过压=45(35+10)=0mmHg0无滤液生成,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,41,3.肾血流量,肾血流量，滤过率肾脏在血压变动于80-18OmmHg范围内时，依靠其自身调节可使血流量保持稳定。正常人安静时两侧肾脏血流量每分钟为1.2升，每昼夜从肾小球滤过的血浆总量可达170-180升，约为体重的3倍。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,42,（二）、肾小管的重吸收作用,重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,43,被动重吸收滤液中的溶质通过肾小管上皮细胞时，顺着浓度差和电位差引起被动扩散(或弥散)，将溶质扩散到小管外的血液中，这种现象称为被动重吸收。主动重吸收肾小管上皮细胞能逆着浓度差，将滤液中的溶质转运到血液内。转运是依靠管膜的载体和酶组成的“泵”来进行的。在转运过程中需消耗一定的能量。这种重吸收过程称为主动重吸收。,方式,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,44,从量上看：原尿约为180升，而每天由膀胱经尿道排出的尿量(即终尿)约1.5升，只占滤液的1%从成分上看：滤液的成分与去蛋白质的血浆相似，而尿成分与血浆有很大差别。如滤液中有葡萄糖而尿中没有；尿素、肌酐及氨在尿中的浓度却比滤液中的浓度增加许多倍。,滤液（原尿）与尿比较,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,45,（三）、肾小管与集合管的分泌作用,分泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,46,三、肾脏在保持水和酸碱平衡中的作用,（一）、肾脏在保持水平衡中的作用维持体内水平衡的途径:（1）血浆晶体渗透压的改变（2）循环血量的改变,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,47,（1）血浆晶体渗透压的改变,缺水时血浆渗透压下丘脑渗透压感受器（+）垂体后叶（+）抗利尿激素水重吸收尿量大量饮水血浆渗透压下丘脑渗透压感受器（-）垂体后叶（-）抗利尿激素水重吸收尿量（水利尿）,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,48,（2）循环血量的改变,饮水量循环血量心房、胸腔大V容量感受器（+）抗利尿素尿量饮水量循环血量心房、胸腔大V容量感受器（-）抗利尿素尿量,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,49,（二）、肾脏在调节酸碱平衡中的作用,1、主要过程肾小管分泌的H+与小管液中的Na+进行交换即H+-Na+交换或排酸保碱,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,50,第四节运动对肾脏机能的影响,一、尿量运动后尿量主要受气温、运动强度、运动持续时间、泌汗和饮水量等因素影响。如果在夏季进行强度较大、持续时间较长的运动，或强度虽不大但时间长的运动时，由于大量泌汗，故尿量减少。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,51,二、运动性蛋白尿,运动性蛋白尿：正常人在运动后出现的一过性蛋白尿。特点：暂时性，休息消除产生原因：一般公认是由于运动负荷使肾小球滤过膜的通透性改变而引起的。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,52,影响运动性蛋白尿有如下几个主要因素：1.运动项目长距离跑、游泳、自行车、足球和赛艇等运动后，运动员出现蛋白尿的阳性率高；而体操、举重和射箭等项目在运动后，运动员出现蛋白尿的阳性率低。2.负荷量和运动强度3.个体差异4.机能状况5.年龄与环境,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,53,第八章：能量代谢,能量代谢物质代谢中伴随着能量的释放、转移和利用过程。,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,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,54,第一节：人体内能量的来源与去路,一、体内能源物质的来源糖、蛋白质和脂肪是人体三大营养物质。（一）ATP（腺苷三磷酸、三磷酸腺苷）直接能量来源：供能时间为13秒。（二）、ATP的合成途径：糖的无氧分解（糖酵解）乳酸；糖和脂肪的有氧分解水和二氧化碳。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,55,二、人体内能源的去路（转移与利用）,1、50的能量以热能形式保持体温，其余的能量则以化学能的形式转移到ATP分子中储存起来供机体利用2、转变为机械能肌肉收缩做功；3、转移到肌酸上储存能；ATP的生成主要来自氧化磷酸化的过程。即当ATP生成较多时，转化为CP（磷酸肌酸），以备急用4、转变为其他形式的能用于完成各种生理功能，如消化与吸收、肾脏排泄等。人体能量的来源与去路符合能量守恒定律。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,56,第二节：人体运动的能量供应,竞技体育项目繁多，体内功能特点各有不同。一、运动练习的分类:（一）、体能性周期性项目：1、无氧练习：极量强度的无氧练习：由磷酸原系统供能，如100米跑；近极量强度的无氧练习：无氧供能占总供能的7580，如200米、400米跑，100米游泳；亚极量强度的无氧练习：无氧供能占总供能的6070，如800米跑、400米游泳；,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,57,2、有氧练习：可分五种强度,极量强度：有氧供能占总能量的6070。如，1500米跑、3000米跑、400800米游泳近极量强度：有氧供能占90，以糖原供能为主。5千米1万米跑、1500米游泳。亚极量强度：有氧供能占90，糖元和脂肪为供能物质，如，马拉松跑、20公里竞走；中等强度：几乎全部为有氧供能脂肪为主要的能源，如，50公里竞走；小强度：全部为有氧供能，如，走步、医疗体操等。,2020年5月15日星期五8时54分59秒,重庆市永川职业教育中心,58,（二）、体能性非周期性项目,1、爆发性练习：投掷、举重等；2、有定规练习：体操、武术、跳水等；3、无定规练习：球类、拳击、摔跤等。二、人体的三个能源系统：1、磷酸原系统（ATP-CP系统）持续时间78秒。供能少，功率输出快不需要氧、不产生乳酸。短炮、投掷、举重、跳跃等；2、乳酸能系统：供能时间约33秒，供能较磷酸原系统多，产生导致疲劳的物质乳酸，是应急能源和不经济的供能方式。3、有氧氧化系统：供能时间长，输出功率较低,2020年5月15日星期五8