物质代谢与运动概述

关于物质代谢与运动概述

新陈代谢是生物体生命活动的基本特征物质代谢能量代谢合成代谢分解代谢第2页,共60页，2024年2月25日，星期天组成人体的化学物质共有种糖、脂质、蛋白质、核酸、维生素、水和无机盐第一节运动人体的物质组成第3页,共60页，2024年2月25日，星期天微量元素：Fe、Zn、Cu、

Mg等多种。元素组成：C、H、O、N生命的化学物质分子糖类脂类蛋白质核酸维生素激素水无机盐有机无机生命大分子大分子小分子第4页,共60页，2024年2月25日，星期天1.根据分子结构特点分

有机分子:糖质、脂质、蛋白质、核酸、

维生素

无机分子：水、无机盐

2.根据代谢过程中的能量变化情况分

能源物质：糖质、脂质、蛋白质

非能源物质：水、无机盐核酸、维生素第5页,共60页，2024年2月25日，星期天第6页,共60页，2024年2月25日，星期天人体物质组成的含量与功能

第7页,共60页，2024年2月25日，星期天二、运动对人体化学物质的影响2.运动时人体内物质化学反应加快3.运动影响体内的调节物质1.运动对人体内物质组成的影响第8页,共60页，2024年2月25日，星期天第二节物质代谢的催化剂—酶(Enzyme)

神经氨酸酶带状图

一、概述（二）酶的化学组成（一）酶的概念第9页,共60页，2024年2月25日，星期天

（一）酶的概念

酶是生物细胞所产生的具有催化功能的蛋白质。。已发现4000多种酶。

与酶相关的几个概念：酶促反应，底物，产物，酶活性E+SE+P（底物）（产物）酶促反应（反应速度）第10页,共60页，2024年2月25日，星期天(二）酶的化学组成酶研究的发展史(1)酶是蛋白质:1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。(2)核酶的发现：1981～1982年，ThomasR.Cech实验发现有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。1955年，发现DNA的催化活性。(3)抗体酶（abzyme）：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（catalyticantibody）。第11页,共60页，2024年2月25日，星期天二、酶的化学组成酶C、HO、N结合酶单纯酶元素组成分子组成第12页,共60页，2024年2月25日，星期天

1、单纯蛋白酶

单纯酶仅由蛋白质所构成。其催化活性由蛋白质结构所决定。人体大多数水解酶类都属于单纯酶，例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。第13页,共60页，2024年2月25日，星期天

2、结合蛋白酶

结合酶除蛋白质部分外，还有非蛋白质部分（即辅助因子）酶蛋白+辅助因子=全酶（具有活性）可以是金属离子，也可以是辅酶（或辅基）由非共价键连接几种不同的酶形成，如丙酮酸脱氢酶复合体3、多酶复合体：第14页,共60页，2024年2月25日，星期天

表2-1金属酶及其功能表2-2某些辅酶及其组分的维生素与生理功能第15页,共60页，2024年2月25日，星期天酶定量测定：活性单位表示一个酶单位：在酶作用的最适合条件下，25°C，1分钟内催化1.0微摩尔底物发生变化的酶量。二、酶催化反应的特点酶活性：酶催化底物反应的能力即为酶活性酶活性的大小：酶催化底物消失量或产物的生成量。第16页,共60页，2024年2月25日，星期天

二、酶促反应特点1、不稳定性2、高效性3、特异性酶是蛋白质，结构易受各种理化条件的影响，体温变化和失水使体内环境离子浓度、酸碱度改变，各种代谢基质或产物改变都可以对酶活性发生影响，如肌肉pH值下降，可使糖无氧代谢的关键酶—磷酸果糖激酶活性下降，甚至被抑制。酶的催化效率极高，比普通化学催化剂催化能力要高10-100亿倍，在运动时，代谢过程的速率更高，比平常要高几十甚至上千倍，可见酶活性的大小和运动能力关系十分密切。一般酶只能催化一种底物，或同一类型的化学键。如淀粉酶只能分解淀粉，脂肪酶只能分解脂肪。酶的这种特性，使其对不同专项代谢机能训练的适应不同，酶产生专门的适应，因此，训练要求要有针对性，如力量、速度与ATP酶、CK的活性关系最为密切；耐力则和柠檬酸合成酶、琥珀酸脱氢酶以及细胞色素氧化酶的活性关系最大。第17页,共60页，2024年2月25日，星期天4、可调控性酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。催化能力较弱，对整个代谢过程的反应速度起限速控制作用的酶称限速酶。如磷酸果糖激酶是糖酵解过程的限速酶限速酶：第18页,共60页，2024年2月25日，星期天三、影响酶促反应速度的因素(一)底物浓度与酶浓度对反应速度的影响酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定第19页,共60页，2024年2月25日，星期天（二）PH对反应速度的影响在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。第20页,共60页，2024年2月25日，星期天一方面是温度升高,

酶促反应速度加快。另一方面,温度升高,

酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下,反应速度最大。（三）温度对反应速度的影响最适温度第21页,共60页，2024年2月25日，星期天（四）激活剂与抑制剂对反应速度的影响

凡能提高酶活性的物质都称为激活剂，它对酶的作用具有一定的选择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能起抑制作用。第22页,共60页，2024年2月25日，星期天四、运动与酶适应（一）酶催化能力的适应有效的运动训练可以使机体对酶的调控能力增强，酶更容易被激活。（二）酶含量的适应运动训练可促进蛋白质合成，使酶含量适应性增多第23页,共60页，2024年2月25日，星期天

有氧和无氧训练中肌肉酶浓度的变化（mmol/g/min)*：与未训练组比较显著不同第24页,共60页，2024年2月25日，星期天五、运动与血清酶

血清功能性酶：脂蛋白脂肪酶、凝血酶等。1.血清酶非功能性酶：GPT、GOT、CK、ALD等。一般所讲的血清酶是指血清非功能性酶。第25页,共60页，2024年2月25日，星期天2、运动与血清酶正常情况，人体组织有少量酶逸出，血清酶的活性相对稳定。当身体的机能状态急剧改变时，血清酶的活性升高。运动时血清酶活性的影响因素主要有：运动强度训练水平运动时间运动方式环境血清酶第26页,共60页，2024年2月25日，星期天3、运动性血清酶活性升高机制肌细胞膜细微损伤或通透性增加。主要原因有：（1）、运动时肌肉收缩的机械性牵拉（2）、内环境变化：如pH下降，血糖降低等（4）、细胞膜ATP亏缺、自由基损伤（3）、肌细胞炎症反应第27页,共60页，2024年2月25日，星期天第三节运动时物质代谢运动时人体的代谢特点:1.物质代谢相互联系的整体性；2.严格精细的代谢调控；3.运动过程不同阶段物质代谢的侧重性；4.能量生成形式的同一性第28页,共60页，2024年2月25日，星期天一、糖代谢人体中的糖的最终来源——自然界的绿色植物第29页,共60页，2024年2月25日，星期天糖代谢第30页,共60页，2024年2月25日，星期天二、脂代谢第31页,共60页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质代谢第32页,共60页，2024年2月25日，星期天四、水代谢存在形式

游离水：约占95%

细胞中水结合水：约占4-5%。第33页,共60页，2024年2月25日，星期天水的来源和去路（动态平衡）

饮水（1200）

食物（1000）代谢水（300）肾脏排尿（1500）皮肤蒸发（500）肺呼出（350）粪便排出（150）

人体内的水食物饮料代谢多少第34页,共60页，2024年2月25日，星期天五、无机盐代谢第35页,共60页，2024年2月25日，星期天（一）无机盐的分类第36页,共60页，2024年2月25日，星期天维生素的命名和分类分类水溶性维生素B族维生素、维生素C脂溶性维生素维生素A、D、E、K(water-solublevitamin)(fat-solublevitamin)六、维生素代谢第37页,共60页，2024年2月25日，星期天

二、与运动关系密切的维生素

缺乏时引起运动时乳酸堆积增加，使机体容易疲劳并可能影响心脏的功能。当充足时，可促进运动时糖原有氧代谢，提高运动速度耐力和耐力；加速运动后血乳酸消除

缺乏时，直接影响骨骼肌有氧供能能力，引起肌收缩无力，耐久力下降

与运动员有氧和无氧耐力有关；在运动后参与合成代谢，与恢复能力有关与运动能力特别是力量素质有关不足时，白细胞的吞噬功能下降。对提高耐力、消除疲劳和促进创伤愈合有作用。缺乏时，肾上腺皮质发生萎缩和性功能紊乱，对视力集中要求高的运动项目运动能力影响较大与运动员肌肉耐力有关第38页,共60页，2024年2月25日，星期天脂溶性维生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病第39页,共60页，2024年2月25日，星期天第40页,共60页，2024年2月25日，星期天第四节运动时机体的能量代谢第41页,共60页，2024年2月25日，星期天一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子结构和生物功能ATP是生命活动的直接能源2.合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物第42页,共60页，2024年2月25日，星期天（二）肌肉活动时ATP代谢1.肌肉活动时ATP的利用ATPADPPi高能磷酸化和物合物糖无氧酵解有氧代谢CP+ADPCKATP+CADP+ADPMKATP+AMP+ATP酶

H2O能量第43页,共60页，2024年2月25日，星期天2.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK第44页,共60页，2024年2月25日，星期天（一）概述1.生物氧化概念

有机物在生物体内的氧化包括物质分解和产能：呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化第45页,共60页，2024年2月25日，星期天2.生物氧化的一般过程

第一阶段：糖、脂肪和蛋白质经过分解代谢生成乙酰辅酶A；第二阶段：乙酰辅酶A进入三羧酸循环多次脱氢，使NAD+和FAD还原成NADH+H+和FADH2，生成二氧化碳；第三阶段：NADH+H+和FADH2中的氢经呼吸链将电子传递给氧生成水，氧化过程中释放出来的能量用于ATP的合成。第46页,共60页，2024年2月25日，星期天3.生物氧化发生部位线粒体第47页,共60页，2024年2月25日，星期天

第48页,共60页，2024年2月25日，星期天4.生物氧化的特点：(1)物质的氧化方式主要是脱氢；(2)在细胞内37℃及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步进行；(3)物质中的能量逐步释放，ATP生成效率高；(4)生物氧化中生成的水由物质脱下的氢与氧结合产生；二氧化碳由有机酸脱羧产生。(5)生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。(6)生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。第49页,共60页，2024年2月25日，星期天(1)概念及位置呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于细胞膜上。(二)呼吸链respiratorychain(电子传递链electrontransportchain)第50页,共60页，2024年2月25日，星期天线粒体呼吸链第51页,共60页，2024年2月25日，星期天两条主要的呼吸链第52页,共60页，2024年2月25日，星期天组成及其排列顺序

呼吸链由许多个组分组成，参加呼吸链的氧化还原酶有烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类、辅酶Q类等。第53页,共60页，2024年2月25日，星期天第54页,共60页，2024年2月25