運動生理學-01運動的能量代謝

運動生理學一、運動生理學概述（一）生理學生理學—

研究生物體生命活動規(guī)律的科學。

微生物生理學植物生理學生理學動物生理學等人體生理學運動生理學緒論目的:掌握運動生理學的概念及任務(二)運動生理學概念人體生理學：研究正常人體生命活動規(guī)律的科學.運動生理學：研究人體在體育運動過程中或長期系統(tǒng)的體育鍛煉影響下,人體生理活動發(fā)展變化的規(guī)律,并應用它指導人們合理從事鍛煉和科學地進行體育教學或運動訓練.是體育科學中一門重要的應用基礎理論學科。二、運動生理學的任務1.揭示體育運動對人體機能影響的規(guī)律及機理；2.闡明運動訓練、體育教學和運動健身過程中的生理學原理；3.指導不同年齡、性別和訓練程度的人群進行科學的運動鍛煉，以達到提高競技運動水平、增強全民體質(zhì)、延緩衰老、提高工作效率和生活質(zhì)量的目的。三、運動生理學在健身和競技中的應用（一）運動生理的基礎研究實驗研究法是運動生理學研究的基本方法。1、研究水平1）整體水平研究：脂在整體水平上研究人體在一定的環(huán)境條件下運動時，人體各器官、系統(tǒng)之間的相互關系，以及人體各器官、系統(tǒng)對運動的適應過程。如：研究運動時心血管系統(tǒng)的機能變化。2）器官、系統(tǒng)水平研究：研究每個器官、系統(tǒng)在運動中的機能變化過程。如：探討運動中引起心率、血壓等變化的因素及變化特點的研究。3）細胞、分子水平研究：主要研究運動時細胞內(nèi)各亞微結(jié)構(gòu)的機能，以及各生物分子的特殊理化變化過程。如：研究大負荷對骨骼肌收縮蛋白的結(jié)構(gòu)影響。（二）研究方法1、動物試驗法

1）慢性實驗：在無菌條件下，對健康動物手術，暴露或破壞、摘除要研究的器官后，盡可能按原方法生活，觀察其功能變化的方法。

2）急性實驗急性在體實驗：在無痛條件下，剖開動物，對其一兩個器官進行實驗觀察。急性離體實驗：從動物體內(nèi)取某一器官或組織，置于人工生理環(huán)境中，對其進行某一功能的觀察。2、人體實驗法

1）運動現(xiàn)場測定法：在運動現(xiàn)場直接對運動者在運動前、運動中及運動后恢復的某生理變化進行測定的方法。

2）實驗室研究法：受試者按研究者目的設計訓練方案，在實驗室內(nèi)用一定器械,訓練一定時間，并在訓練前、中、后恢復期內(nèi)，對研究的生理功能進行測定的方法。（三）在健身領域的應用1、健身運動處方2、運動與疾病的防治3、運動與康復4、運動與航天（失重下的肌肉萎縮）等（四）在競技領域的應用1、運動與腦機能監(jiān)測（無損傷檢測儀）2、運動與疲勞、恢復的研究應用3、運動與運動選材（從遺傳基因角度）4、運動與營養(yǎng)5、生物芯片與運動基因特征研究等四、運動生理學的發(fā)展和展望（一）發(fā)展運動生理學是20世紀初發(fā)展起來的學科。當時英國的希爾出版了《肌肉活動》等三本名著，被譽為“運動生理之父”，同時期，蘇聯(lián)的克列斯托夫尼柯甫出版了《運動生理學論文集》。自20世紀50年代以來，北歐的運動生理學研究碩果累累；我國自20世紀40年代開始發(fā)展，到50年代末，出現(xiàn)第一次飛躍（二）現(xiàn)狀1、最大攝氧量的研究2、對氧債學說的再認識3、關于個體乳酸閾的研究4、關于運動性疲勞的研究5、關于運動對自由基代謝影響的研究6、運動對骨骼肌收縮蛋白機構(gòu)和代謝的影響7、關于肌纖維類型的研究8、運動對心臟功能影響的研究9、運動與控制體重10、運動與免疫機能五、運動生理的若干基本概念（一）人體功能活動的調(diào)節(jié)1、神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)：由神經(jīng)系統(tǒng)的活動調(diào)節(jié)生理功能的調(diào)節(jié)方式。調(diào)節(jié)特點：快速、短暫、精確調(diào)節(jié)基本方式：反射反射：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，機體對環(huán)境變化的適應性反應調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基礎：反射弧反射弧組成：2、體液調(diào)節(jié)

體液調(diào)節(jié)：某些特殊的化學物質(zhì)經(jīng)血液運輸調(diào)節(jié)機體的生理功能的調(diào)節(jié)方式。

調(diào)節(jié)特點：緩慢、廣泛、持久

調(diào)節(jié)方式：主要是激素效應器傳出N纖維中樞傳入N纖維感受器非條件反射條件反射全身體液調(diào)節(jié)局部體液調(diào)節(jié)3、自身調(diào)節(jié)

自身調(diào)節(jié)：指組織和細胞在不依賴于外來的神經(jīng)或體液調(diào)節(jié)情況下，自身對刺激發(fā)生的適應性反應過程。

調(diào)節(jié)特點：范圍較小、不十分靈敏4、反饋、前饋1）反饋的概念反饋：在活動中，感受器將信息傳入中樞，經(jīng)處理后發(fā)放到效應器，同時，效應器也有信息回送到中樞。效應器回送信息的過程。反饋信息：效應器回送到期中樞的信息。反饋調(diào)節(jié)：效應器的反饋信息對中樞的調(diào)節(jié)反饋作用包括正反饋和負反饋（含前饋）2）反饋控制系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中，控制部分不斷受受控部分的影響，即受控部分不斷有反饋信息返回輸入給控制部分，并改變它的活動?？刂品绞剑弘p向性（分：正反饋、負反饋）反饋控制系統(tǒng)分為比較器、控制部分和受控部分三個主要環(huán)節(jié)3）前饋在調(diào)控系統(tǒng)中，有時干擾信息在作用于受控部分引起輸出效應發(fā)生變化的同時，還可以直接通過受控裝置直接作用于控制部分，這種干擾信息對控制部分的直接作用稱為前饋。

特點：雙通路5、反應與適應反應:生物體受到刺激時，其新陳代謝及外部表現(xiàn)發(fā)生相應的改變。適應：生物體長期系統(tǒng)受到同一刺激后，其結(jié)構(gòu)、功能和形態(tài)發(fā)生持久性的變化。6、穩(wěn)態(tài):

內(nèi)環(huán)境的理化特性查對穩(wěn)定，并不是凝固狀態(tài)，且各種物質(zhì)不停地轉(zhuǎn)換的動態(tài)平衡。長期系統(tǒng)訓練，可提高穩(wěn)態(tài)的維持能力，也能提高機體對穩(wěn)態(tài)改變的耐受能力。第一章運動的能量代謝目的要求:掌握三大供能系統(tǒng)的特點掌握運動中能量代謝變化的特點第一節(jié)生物能量學概要第二節(jié)運動狀態(tài)下的能量代謝第一節(jié)生物能量學概要一ATP與ATP穩(wěn)態(tài)（一）ATP分解—放能人體活動的直接能量來源于ATP分解供能，ATP是機體內(nèi)可迅速直接利用的化學能形式，這種能量轉(zhuǎn)化部位在肌球蛋白橫橋與肌動蛋白的結(jié)合點.ATP?ADP+Pi+Q（7~12Kcal）（二）ATP穩(wěn)態(tài)

ATP在肌肉中含量很少（約5~7mmol?L-1M），在不斷分解時又需不斷合成。

ATP通過糖、脂肪、蛋白質(zhì)的有氧氧化過程，經(jīng)脫氫、傳遞電子給氧生成水，釋放能量，或CP分解釋放能量，使ADT轉(zhuǎn)化為ATP，保持ATP含量的相對穩(wěn)定。（三）機體能量的利用

ATP分解與再合成是高能鍵在活細胞內(nèi)的不停斷裂與再連接。其產(chǎn)生約的能量60%迅速轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)維持體溫恒定，約40%轉(zhuǎn)化成“自由能”貯于ATP，供機體利用。二、能源物質(zhì)的消化與吸收（一）消化與吸收1、食物的消化（1）消化：食物在消化道內(nèi)被分解為小分子的過程。機械性消化或物理性消化：通過消化道肌肉的舒縮活動，將食物磨碎，并使之與消化液充分混合，并將食物不斷地向消化道遠端推送。化學性消化：通過消化腺分泌的消化液來完成，

消化液中所含的各種消化酶能分別將糖類、

脂肪及蛋白質(zhì)等物質(zhì)分解成小分子顆粒。（2）消化的過程口腔內(nèi)消化胃內(nèi)消化小腸內(nèi)消化大腸內(nèi)消化①口腔內(nèi)消化物理消化：咀嚼和吞咽食物（主要形式）化學消化：唾液淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖。②胃內(nèi)消化

☆化學性消化胃液的性質(zhì)、成分和作用性質(zhì)：無色，pH0.9～1.5是體內(nèi)pH最低的液體分泌量：1.5～2.5L/日成分：鹽酸、胃蛋白酶原、粘液、內(nèi)因子和HCO3-

等無機物蛋白質(zhì)蛋白示、蛋白胨、多肽鹽酸作用:

激活胃蛋白酶原，并為此酶提供酸性環(huán)境入腸后，促進小腸液等分泌及Fe2+、Ca2+吸收殺菌作用胃蛋白酶☆機械性消化?胃容受性舒張：在咀嚼吞咽時→反射性胃擴張（可使空腹時50ml→1.5L，具有暫時容納和貯存的作用）?蠕動：食物入胃5min后，胃以中部開始出現(xiàn)有規(guī)律的肌肉收縮，并向幽門推進。（具有混合食物利于消化，并攪拌、推送等作用）胃排空—食物由胃排入十二指腸的過程。液體?固體糖?蛋白質(zhì)?脂肪水排空時間約10~15min

混合食物排空時間約4~6h一般情況③小腸內(nèi)消化★化學性消化1）.胰液胰液為無色透明的堿性液體

pH7.8～8.4，滲透壓≈血漿胰液呈間歇性分泌,分泌量約為1～2L/每日。胰液是消化液中最重要的一種消化液。(1)水和碳酸氫鹽(2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶(3)脂類水解酶：胰脂肪酶(4)蛋白質(zhì)水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶2）.膽汁膽汁內(nèi)不含任何消化酶

(1)膽鹽:

促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面積促脂肪吸收:與脂肪形成水溶性復合物促脂溶性Vit吸收:

促膽汁的自身分泌:腸--肝循環(huán)

(2)膽固醇:正常時，膽固醇與膽鹽的濃度呈一定的比例，若膽固醇↑→膽石癥。

(3)膽色素:3）.小腸液弱堿性液體，pH≈7.6。滲透壓與血漿相等。分泌量大(1～3L/日)

特點酶種類多持續(xù)分泌小腸液的成分和作用:

(1)中和胃酸,保護十二指腸粘膜免遭胃酸侵蝕。

(2)稀釋腸腔內(nèi)容物，利于吸收。

(3)腸激酶能激活胰蛋白酶原變?yōu)橛谢钚缘囊鹊鞍酌浮?/p>

(4)腸淀粉酶能水解淀粉成為麥芽糖。

(5)多種消化酶進一步消化水解食糜。小腸消化較特殊：主要在小腸上皮細胞內(nèi)進行

★機械性消化?緊張性收縮：加速腸內(nèi)食物混合及轉(zhuǎn)運；?分節(jié)運動：由環(huán)形肌節(jié)律收舒，把食糜不斷分割，利于消化、吸收；?蠕動：由環(huán)形肌和縱形肌收舒完成，主要向下推送，速度很慢（1~2cm?min-1）停留3~8h④大腸內(nèi)消化無重要的消化作用，主要吸收水、貯存消化殘渣分節(jié)運動蠕動2.吸收（1）吸收的概念：吸收：經(jīng)過消化的食物，透過消化道粘膜，進入血液和淋巴循環(huán)的過程。

(2)吸收的部位食物在口腔及食道內(nèi)不被吸收。胃所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。小腸是吸收的主要部位，一般認為，糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的消化產(chǎn)物大部分在十二指腸和空腸吸收，回腸能夠吸收膽鹽和維生素B12。大腸主要吸收水分和鹽類，結(jié)腸可吸收其腸腔內(nèi)80%的水和90%的Na+及Cl-。(3)小腸吸收的特點

小腸吸收的有利條件：①面積保證：長5～6米＋皺褶＋絨毛＋微絨毛→200m2；②設備保證：酶多＋轉(zhuǎn)運工具＋運輸途徑；③時間保證：停留時間長，約3～8h；④動力保證：絨毛伸縮具有唧筒樣作用。

葡萄糖、氨基酸和短鏈脂肪酸吸收后進入血液；

而長鏈脂肪酸吸收后進入淋巴液。三生命活動的能量來源

（一）糖代謝1．糖在體內(nèi)的存在形式人體內(nèi)糖類主要以人體的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖為中心，使之處于一種動態(tài)平衡。血液中的葡萄糖又稱血糖，正常人空腹?jié)舛葹?0~120mg%（4.44~6.66mmol/L）。

糖原貯備形式葡萄糖運輸形式肝糖原肌糖原2.糖在體內(nèi)的分解代謝(1)糖的有氧分解指糖原或葡萄糖在有氧條件下，氧化成CO2、H2O并釋放能量的過程。在細胞質(zhì)和線粒體內(nèi)完成。糖原→葡萄糖→丙酮酸→乙酰CO-A→三羧酸循環(huán)→CO2+H2O+ATP1molGlucose→38molATP(2)糖酵解

指葡萄糖和糖原在不需氧的情況下，分解生成乳酸并釋放能量的過程。在細胞質(zhì)內(nèi)進行。是機體在缺