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文檔簡介
運動營養(yǎng)學(xué)概念概述生命在于運動,運動是人體需要特別的營養(yǎng)。隨著社會的發(fā)展,“運動”正成為人們生活中不可或缺的重要組成部分。如何科學(xué)有效的為運動的人體補充合理的營養(yǎng),使運動的目標(biāo)得以實現(xiàn),是運動營養(yǎng)學(xué)研究的根本目的。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的世紀(jì),運動營養(yǎng)學(xué)也得到了飛速的發(fā)展,然而,當(dāng)今競技體育的競爭日趨激烈,運動員的競技能力不僅受訓(xùn)練、遺傳、健康狀態(tài)、心理等多種因素的影響,合理營養(yǎng)也是其中的一個非常重要的因素。同時隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高,全民健身意識逐漸加強,由此給運動營養(yǎng)學(xué)工作提出了更新、更高的要求。為使我國競技體育水平不斷提高,并促進(jìn)群眾體育活動的廣泛開展,提高全民族身體素質(zhì),對運動營養(yǎng)學(xué)的研究與應(yīng)用做一系統(tǒng)的闡述是有必要的。運動營養(yǎng)學(xué)是研究運動員的營養(yǎng)需要,利用營養(yǎng)因素來提高運動能力,促進(jìn)體力恢復(fù)和預(yù)防疾病的一門科學(xué)。運動營養(yǎng)學(xué)是營養(yǎng)學(xué)的一個分支,是營養(yǎng)學(xué)在體育實踐中的應(yīng)用,所以有人將運動營養(yǎng)學(xué)視為應(yīng)用營養(yǎng)學(xué)或特殊營養(yǎng)學(xué)。營養(yǎng)是指人體從外部環(huán)境攝取、消化、吸收與利用食物和養(yǎng)料的綜合過程。運動營養(yǎng)學(xué)研究運動員在不同訓(xùn)練和比賽情況下的營養(yǎng)需要、營養(yǎng)因素與機(jī)體功能、運動能力、體力適應(yīng)以及防治運動性疾病的關(guān)系,從而提高運動能力。是運動醫(yī)學(xué)的重要組成部分之一,它與運動生物化學(xué)、運動生理學(xué)、運動訓(xùn)練學(xué)、運動生物力學(xué)、運動員選材學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)、食品化學(xué)、中醫(yī)養(yǎng)生學(xué)、烹飪學(xué)等有著密不可分的確良聯(lián)系。合理營養(yǎng)有助于提高運動能力和促進(jìn)運動后機(jī)體的恢復(fù),合理營養(yǎng)支持運動訓(xùn)練,是運動員保持良好健康和運動能力的物質(zhì)基礎(chǔ),對運動員的機(jī)能狀態(tài)、體力適應(yīng)、運動后機(jī)體的恢復(fù)和傷病防治均有良好的效果。合理營養(yǎng)為運動員提供適宜的能量;合理營養(yǎng)有助于劇烈運動后機(jī)體的恢復(fù);合理營養(yǎng)可延緩運動性疲勞的發(fā)生或減輕其程度;合理營養(yǎng)有利于解決運動訓(xùn)練中的一些特殊醫(yī)學(xué)問題(不同體育項目、不同環(huán)境、不同年齡期的特殊醫(yī)學(xué)要求);合理的營養(yǎng)可保障肌纖維中能源物質(zhì)(糖原)的水平穩(wěn)定,減少運動性創(chuàng)傷的發(fā)生率。運動營養(yǎng)學(xué)是營養(yǎng)學(xué)的一個分支,是營養(yǎng)學(xué)在體育實踐中的應(yīng)用,所以有人將運動營養(yǎng)學(xué)視為應(yīng)用營養(yǎng)學(xué)或特殊營養(yǎng)學(xué)。運動營養(yǎng)學(xué)是一門用營養(yǎng)學(xué)和生物化學(xué)的手段來研究和評估運動人體代謝及體能狀況,并提供營養(yǎng)學(xué)強力恢復(fù)手段的學(xué)科。這門學(xué)科經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為一個相對獨立的,在運動科學(xué)中成為研究熱點的學(xué)科,并在競技體育和全民健身運動中發(fā)揮增強體能和保證健康的作用。我國運動營養(yǎng)學(xué)發(fā)展概況我國歷史悠久,文化源遠(yuǎn)流長。在古代就有專門為貴族營養(yǎng)服務(wù)的食醫(yī),同時對營養(yǎng)、運動與健康也有研究。古代養(yǎng)生運動有:五禽戲、八段錦、太極等。古典的養(yǎng)生學(xué)說,如《食經(jīng)》、《食醫(yī)心鑒》、《飲膳正要》等,用“食醫(yī)同源'、“醫(yī)膳功”的唯物主義觀點,論述了食物的功用與合理營養(yǎng)的保健作用。國際運動營養(yǎng)發(fā)展概況現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)奠基于18世紀(jì)中葉,到了19世紀(jì),由于碳、氫、氮定量分析法,及由此而建立的食物組成與物質(zhì)代謝的概念,氮平衡學(xué)說和等價法則的創(chuàng)立,為現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。瑞典人發(fā)現(xiàn)并運用肌肉組織活檢,促進(jìn)了肌糖原儲存的研究。美國與歐洲一些國家密切合作,發(fā)展了生理與營養(yǎng)領(lǐng)域里的研究。運動膳食學(xué)是近幾年新興的一門學(xué)科,應(yīng)用性比較強,以個體為基礎(chǔ)進(jìn)行研究,具有很強的針對性,可以確定運動員達(dá)到營養(yǎng)目標(biāo)需要的膳食策略。二、運動營養(yǎng)學(xué)研究的內(nèi)容及其意義運動員合理營養(yǎng)學(xué)的研究全民健身活動與合理的營養(yǎng)膳食搭配對國民體質(zhì)影響的研究三、運動營養(yǎng)學(xué)的研究現(xiàn)狀運動營養(yǎng)是人們改善生理功能、提高身體機(jī)能和運動能力的保障措施。在“全民健身計劃綱要”的指導(dǎo)下,我國健身運動的人群日益增多,參與者已經(jīng)超過4億(2000年統(tǒng)計),與此不相適應(yīng)的是人們普遍缺乏運動營養(yǎng)知識和營養(yǎng)指導(dǎo)。近年來,我國運動營養(yǎng)學(xué)研究的主要方面有:營養(yǎng)素與運動能力的關(guān)系研究水、電解質(zhì)、維生素與運動能力的關(guān)系以運動營養(yǎng)學(xué)為基礎(chǔ)的運動強力手段的研究運動員的合理膳食運動營養(yǎng)的補充品四、運動營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展趨勢目前,運動營養(yǎng)學(xué)的重要性逐漸被人們所認(rèn)可,人們也逐漸認(rèn)識到運動與營養(yǎng)相結(jié)合,對延緩運動性疲勞的發(fā)生、促進(jìn)疲勞的恢復(fù)和增進(jìn)機(jī)體健康的重要作用。適量運動是增強人體機(jī)能的有效途徑,直接影響機(jī)體的物質(zhì)代謝和能量代謝,科學(xué)合理的膳食能有效地增進(jìn)人們的身體健康和運動水平。運動營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展趨勢歸納為:針對不同訓(xùn)練級別、訓(xùn)練時期、年齡階段和性別的運動員制定出不同的膳食標(biāo)準(zhǔn)。與運動訓(xùn)練相結(jié)合制定膳食計劃,進(jìn)行營養(yǎng)干預(yù)的措施還需要進(jìn)一步研究,對膳食攝入不足的運動人群骨骼肌代謝方面做更深入的研究;運動營養(yǎng)的研究對象應(yīng)面向大眾水平:衡膳食標(biāo)準(zhǔn)的制定,合理補充微量元素的研究有待發(fā)展;針對不同的運動人群:制定詳細(xì)、具體的營養(yǎng)素,每日推薦標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。另外,生物工程技術(shù)、基因工程技術(shù)、先進(jìn)的食品加工技術(shù)、納米技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)等在運動營養(yǎng)學(xué)中應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。第一章運動和三大營養(yǎng)物質(zhì)【本章提要】本章主要論述了糖、脂肪和蛋白質(zhì)的來源、生理生化與營養(yǎng)功能。優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的概念及食物來源。結(jié)合運動時人體代謝特點介紹了運動過程中糖的補充類型和方法;運動過程影響脂肪代謝的因素如運動強度和運動持續(xù)的時間,糖代謝水平,氧供應(yīng)量,運動訓(xùn)練程度與水平等以及氨基酸和蛋白質(zhì)在運動中的作用。運動與糖代謝糖的組成和分類糖類在體內(nèi)的主要作用。糖類在體內(nèi)的首要作用是供給熱能,人體所需能量的60%是由糖類供應(yīng)的。其次還構(gòu)成組織成分并參與其他物質(zhì)代射,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的特殊營養(yǎng)作用,調(diào)節(jié)脂類代謝,具有解毒作用。保護(hù)肝臟的功能。機(jī)體缺糖使血糖下降,首先影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)大腦的機(jī)能,使其興奮性下降,反應(yīng)遲鈍,四肢無力,動作南調(diào)性下降,甚至?xí)炟剩\動不能繼續(xù)。糖是由碳、氫、氧3種元素所組成,而且氫和氧的比例為2:1,正象水分子中氫和氧的比例(H20)一樣,所以,人們又把糖類叫做碳水化合物。根據(jù)糖分子結(jié)構(gòu)不同,可分為單糖、雙糖和多糖3類。單糖是最簡單的碳水化合物,常見的主要有葡萄糖、果糖、半乳糖,它們具有甜味,易溶于水,可不經(jīng)消化液的作用,直接被人體所吸收和利用。雙糖由2個分子的單糖結(jié)合在一起,再脫去1分子的水所組成。常見的有蔗糖、乳糖、麥芽糖等,易溶于水,進(jìn)入機(jī)體后,需經(jīng)分解為單糖,才能被吸收利用。有些成年人的消化道中缺乏分解乳糖酶,因而食用乳糖過多后不易消化。多糖是由許多葡萄糖分子組合而成的碳水化合物。淀粉、糊精等即屬此類,無甜味,不易溶于水,經(jīng)消化酶的作用可分解為單糖被機(jī)體吸收利用。2?糖的生理功能供給熱能糖在體內(nèi)消化后,主要以葡萄糖形式被吸收進(jìn)入血液,既可直接用為能源,也可以合成糖元進(jìn)行貯存,還可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹举A存于體內(nèi),需要時再分解放出能量,這也是吃糖使人發(fā)胖的原因之一。血液中的糖是供給細(xì)胞組織進(jìn)行氧化以取得能量的主要物質(zhì)。機(jī)體每天所攝取的熱量有60%?70%來自于糖,是人體能量最主要和最經(jīng)濟(jì)的來源;糖的消化和代謝較脂肪、蛋白質(zhì)迅速而又完全,1克糖可供16.74千焦熱能,可見糖是人體的重要能源。構(gòu)成組織糖是構(gòu)成機(jī)體的一種重要物質(zhì),在所有的神經(jīng)細(xì)胞和細(xì)胞核中都含有糖。糖蛋白是細(xì)胞膜的組成成分,并可形成抗體、激素和酶;粘蛋白是結(jié)締組織的重要成分;神經(jīng)組織中含有糖脂,而糖蛋白、粘蛋白、糖脂則均以碳水化、合物為主要成分。核糖核酸中也有碳水化合物。保肝解毒作用糖與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白,保持蛋白質(zhì)在肝臟中的儲備量,攝入充足的糖可以增加肝糖元的貯備,能增進(jìn)肝細(xì)胞的再生,加強肝的功能,保護(hù)肝臟,因此,患肝炎病人宜用高糖膳食。此外,葡萄糖醛酸還直接參與肝臟的解毒作用,使有毒物質(zhì)變?yōu)闊o毒物質(zhì)而排出體外。在動物實驗中證明肝臟有解除四氯化碳、酒精、砷中毒的作用,但當(dāng)動物肝臟內(nèi)的肝糖元由于碳水化合物供量不足而下降時,其解毒作用則顯著下降。節(jié)約體內(nèi)蛋白質(zhì)的消耗體內(nèi)糖充足時,機(jī)體則首先利用糖來供給熱能,糖對蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝過程也很重要,人如果依靠蛋白質(zhì)來供給能量是很不經(jīng)濟(jì)的,只有在糖類和脂肪攝取不足的情況下,蛋白質(zhì)才會分解供能,久之會出現(xiàn)氮的負(fù)平衡。蛋白質(zhì)與糖一起攝入,可增加ATP的合成,有利于氨基酸的活化和蛋白質(zhì)的合成,蛋白質(zhì)分解減少,使氮在體內(nèi)儲留量增加,這種作用被稱為糖對蛋白質(zhì)的庇護(hù)作用(或叫節(jié)約作用)。維持脂肪的代謝、糖對脂肪在體內(nèi)的代謝也有很大的影響,脂肪在體內(nèi)正常代謝必須有糖存在,才能在代謝中被徹底氧化燃燒。當(dāng)糖缺乏時,就會動員體內(nèi)脂肪供給能量,由于缺少糖,脂肪氧化不全而產(chǎn)生過多的丙酮酸(即酮體),于是就會出現(xiàn)酮體堆積,引起酮血癥(酸中毒),這是臨床上最常見的一種代謝性酸中毒。故糖的攝入充足,就可調(diào)節(jié)體內(nèi)脂肪的氧化,減少酮體的產(chǎn)生,防止酸中毒。維持血糖恒定糖被吸收后在血液中以葡萄糖形式維持在一定范圍內(nèi),正常人空腹血糖為3.9?6.1毫摩爾/升。血糖隨血液流經(jīng)各組織時,一部分貯存在肌肉,稱肌糖元;一部分貯存在肝臟,稱為肝糖元。當(dāng)攝入碳水化合物或脂肪過多時,多余的糖就轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃A存于肝臟和肌肉中;當(dāng)體內(nèi)缺糖,糖元就分解為葡萄糖,供身體需要。血糖是神經(jīng)和心臟活動的主要能源,也是肌肉運動的主要燃料,對維持心臟、神經(jīng)的正常功能,增強耐力極為重要。因中樞神經(jīng)組織中儲存營養(yǎng)素很少,主要是利用血糖供其代謝,體內(nèi)缺糖時,血糖就下降,出現(xiàn)低血糖癥,可嚴(yán)重影響腦組織的機(jī)體活動,影響心臟和肌肉的工作能力。2?糖的供給量及來源糖的主要生理功能是供給熱量,因此人每天需要多少糖,應(yīng)該隨人體每天需要的熱量而定。按照我國人民的膳食習(xí)慣,以占總熱量的60%?70%為宜。例如供熱能12:55兆焦,其中碳水化合物應(yīng)占7.53?8.16兆焦,即450?488克,也可略少。熱能消耗大的人,由糖供給的能量可高達(dá)85%以上,一般認(rèn)為對普通輕便工作的人,每人每日有300?400克即足夠了;對從事體力勞動者,則需要量相應(yīng)增加;兒童、少年每千克體重約需6?10克,因其新陳代謝比成人高。糖的來源主要是谷類和根莖類食品,如各種糧食和薯類,其中米、面、玉米、高粱中的碳水化合物含量為70%;綠豆、紅豆等豆類中約含20%?30%;薯類、藕、山藥等塊根中約含15%?30%,這些食物中含有大量的淀粉和少量的單糖、雙糖。各種食糖也是人體糖的來源,例如蔗糖、麥芽糖等。蔬菜和水果除含有少量單糖外,是維生素和果膠的主要來源。由于我國的膳食是多糖膳食,其中熱能有65%?85%來自糧食和根莖類食品,因此一般不會缺乏糖類。食物中碳水化合物含量見表。(附表:食物中碳水化合物含量)糖代謝概況合成糖原合成:G—Gn糖異生:非糖物質(zhì)(生糖AA、甘油、HL)糖分解糖原分解:Gn—G(肌糖原供肌肉急需,肝糖原補充血糖)糖酵解:Gn、G—HL(無氧、胞液、較快、不徹底)糖的有氧氧化:Gn、G—CO2、H2O(有氧、需線粒體、較慢、徹底)磷酸戊糖途徑:Gn、G—NADPH、R-5-P(提供還原當(dāng)量、核酸合成原料)糖酵解的2、3-BPG支路:Gn、G—2、3-BPG(RBC特有中,與RBC運氧有關(guān))糖是運動時唯一能無氧代謝合成ATP的細(xì)胞燃料。糖氧化具有耗氧量低、輸出功率較脂肪氧化大等特點,是大強度運動的主要能量來源。(1) 當(dāng)以90%—95%最大攝氧量以上強度運動時,糖供能占95%左右;(2) 是中等強度運動的主要燃料;(3) 在低強度運動中糖是脂肪酸氧化供能的引物,并在維持血糖水平中起關(guān)鍵作用;(4) 任何運動開始、加力或強攻時,都需要由糖代謝提供能量。第一節(jié)肌糖原與運動能力第二節(jié)血糖與運動能力第三節(jié)肝臟釋放葡萄糖與運動能力第四節(jié)乳酸與運動第一節(jié)肌糖原與運動能力一、影響肌糖原儲量的因素儲量約為10—15克/千克濕肌。影響因素:1、 肌肉部位:2、 肌纖維類型:一般認(rèn)為,快收縮肌纖維內(nèi)糖原含量略高于慢收縮肌纖維。3、 運動訓(xùn)練水平:長時間耐力訓(xùn)練,可使糖原儲量增加一倍。4、 飲食:正常糖原含量的肌肉對飲食糖的敏感性較低。只有在預(yù)先經(jīng)運動耗盡肌糖原的情況下,高糖飲食后才出現(xiàn)肌糖原儲量明顯提高。肌肉的分類:按肌肉收縮的速度快肌收縮速度快、力量大、但易疲勞;慢肌收縮速度慢、力量小、但不易疲勞。兩種類型的肌纖維共存于每一塊肌肉中,但比例不一。布茹克司(Brooks,1970)I型和II型;II型中又根據(jù)對NADH(四唑)還原酶的顯色反應(yīng)不同分為IIa、IIb和IIc
三個亞型。不同肌纖維的形態(tài)特征形態(tài)學(xué)特征I型(慢?。?1(快肌)在一肌肉中的位置深部表淺肌纖維的直徑細(xì)粗肌纖維數(shù)量少多肌漿網(wǎng)(內(nèi)質(zhì)網(wǎng))不發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)突觸小泡少多a-運動神經(jīng)元小大神經(jīng)肌肉接點無皺折后膜有皺折終板面積小大肌節(jié)Z線寬度(埃)800-1000400-500毛細(xì)血管網(wǎng)較豐富不太豐富血液供應(yīng)多少神經(jīng)支配少多(一)、運動強度、持續(xù)時間與肌糖原利用運動強度增大,肌糖原消耗速率相應(yīng)增大。在90-95%VO2max以上強度運動時,(相對于其他強度)肌糖原消耗速率最大。在65-85%VO2max之間強度運動時,肌糖原利用情況與運動持續(xù)時間有關(guān)。圖3-8 不同強度運動時肌糖原的利用速率以30%VO2max強度運動時,肌內(nèi)主要由脂肪酸氧化供能,.很少利用肌糖原"(二) 、訓(xùn)練水平耐力訓(xùn)練可以提高肌肉氧化糖、脂肪酸的能力。(三) 、肌纖維類型在低于70%最大攝氧量強度長時間運動期間,I型肌纖維內(nèi)糖原下降最多,證明這類肌纖維最適宜中、低強度運動。在75%—90%最大攝氧量強度運動中,隨著運動強度的增大,首先募集Ila型肌纖維,最后是lib型肌纖維。在最大強度肌收縮時,Ib型肌纖維幾乎全部募集,肌糖原迅速分解,下降量最多。(四) 、飲食在運動前30分鐘或運動間歇,適量吃糖,可以減少肌糖原的消耗。運動前升高血漿游離脂肪酸的濃度,可以使運動時肌肉氧化脂肪酸的比例增大,減慢肌糖原的利用速率。(五) 、環(huán)境溫度的影響熱天運動使肌糖原分解供能增多,寒冷時人體利用脂肪供能增多。(六) 、低氧分壓的影響在供氧成為主要代謝限制因素時,代謝合成等量ATP時,利用糖氧化比脂肪酸氧化時消耗的氧量要少,所以;在高原訓(xùn)練初期,運動時肌糖原利用增多。三、肌糖原與運動能力的關(guān)系在長時間(45-200分鐘)大強度運動中,運動前肌糖原儲量決定達(dá)到運動力竭的時間,直接影響耐力訓(xùn)練和比賽的運動能力。亞極量強度運動中肌糖原消耗導(dǎo)致運動疲勞的原因在于:(1) 糖原在肌細(xì)胞內(nèi)分隔存在,當(dāng)運動肌內(nèi)糖原耗盡時,難以從非運動肌內(nèi)得到補充。(2) 肌糖原含量低者,在完成相同負(fù)荷運動時,肌肉要較多地吸取血糖供能,可能引起低血糖癥,影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的能量供應(yīng)。(3) 肌糖原是脂肪氧化供能的代謝引物,缺糖將影響脂肪氧化供能的能力和供能量。(4) 肌糖原儲量不足,脂肪酸供能比例增加,使運動能力下降。(二)無氧運動能力和肌糖原儲量肌糖原儲量過低時,抑制乳酸生成和降低無氧代謝能力??傊?,肌糖原儲量對耐力運動和極量運動都是必要的能源。設(shè)法提高體內(nèi)肌糖原儲量,降低運動時糖原利用速率,加快運動后糖原恢復(fù),并達(dá)到超量恢復(fù),對耐力運動能力的提高尤其重要。提要:糖是運動時唯一能無氧代謝合成ATP的細(xì)胞燃料。是大強度運動的主要燃料、中等強度運動的主要燃料之一、低強度運動脂肪酸供能的引物、運動開始加力強攻時的必要燃料??旒?nèi)糖原儲量略低于慢肌,長時間耐力運動可增加肌糖原儲量,正常糖原含量的肌肉對飲食糖敏感性較低。影響運動時肌糖原利用的主要有:運動強度、持續(xù)時間、運動類型、訓(xùn)練水平、飲食與環(huán)境因素等。運動強度增大,肌糖原消耗速率相應(yīng)增大。5.90-95%V02max以上強度運動時,肌糖原消耗不到儲量一半;65-85%VO2max強度運動時,肌糖原利用速率隨運動時間延長而下降;30%VO2max強度運動時,肌糖原很少利用。不同強度運動至力竭時,以中等強度運動至力竭時肌糖原消耗最多(幾乎耗盡)。長時間大強度有氧運動中,運動前肌糖原儲量決定達(dá)到運動力竭的時間。亞極量運動中肌糖原消耗導(dǎo)致運動疲勞,其因有四。低強度運動中,降低糖原儲量不一定伴運動下降。對無氧代謝供能為主的運動項目,比賽前有肌糖原儲量是必要的。第二節(jié)血糖與運動能力一、 概述定義:血液中的葡萄糖。正常范圍:以空腹(進(jìn)食12小時之后)值為準(zhǔn),正常范圍是4.4—6.6mmol/L(80—120mg%)。低血糖:血糖低于3.8mmol/L(70mg%)。高血糖:血糖高于7.2mmo/L(130mg%)。腎糖閾:血糖濃度高于8.8mmol/L(160mg%)時,腎小球濾過的葡萄糖在腎小管不能全部被重新吸收,糖由尿中排出,所以血糖8.8mmol/L(160mg%)稱為腎糖閾。血糖的來源和去路血糖水平的動態(tài)平衡胰島素是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素,也是唯一同時促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。血糖的生物學(xué)功能血糖是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要供能物質(zhì),用以維持中樞的正常機(jī)能。日常情況下,腦生理活動所需能量的85-95%靠葡萄糖氧化。對60Kg體重而言,腦每日消耗葡萄糖120-130克,而腦內(nèi)糖原貯量僅2克。故腦對血糖濃度極為敏感。血糖是紅細(xì)胞的唯一能源成熟紅細(xì)胞不含線粒體,不能進(jìn)行有氧氧化。其燃料主要來自血糖。循環(huán)系統(tǒng)紅細(xì)胞每天利用25克糖,其中90-95%由糖酵解利用、5-10%由磷酸戊糖途徑分解。二、 影響運動肌攝取和利用血糖的因素3.血糖是運動肌的肌外燃料運動時骨骼肌不斷吸收與利用血糖,降低肌糖原的消耗,可延遲肌肉疲勞的發(fā)生。各種運動強度的持續(xù)運動過程中,在40分鐘內(nèi)肌肉對血糖的吸收呈上升趨勢。隨運動強度的不同,上升程度增加。持續(xù)運動更長時間時,可發(fā)現(xiàn)肌肉吸收血糖量在達(dá)到峰值后吸收速率逐漸下降。下降速率與肌動脈血糖濃度的降低平行。其原因可能肝糖原接近耗竭引起血糖水平下降的結(jié)果。(二)肌糖原貯量與運動肌糖原高貯備可使運動肌吸收與利用血糖量減少,有利于延遲血糖水平下降,對推遲運動性疲勞的發(fā)生有積極意義。三、運動時血糖濃度(一) 運動時血糖濃度變化(二) 血糖與運動能力的關(guān)系長時間運動時,運動肌不斷吸收血糖,可保持或提高運動耐力。長時間運動中,若出現(xiàn)低血糖,血糖可能成為長時間運動能力的限制因素之一。(1) 中樞疲勞。(2) 氧的運輸能力下降。(3) 外周疲勞。血糖低于3.6mmol/l時,首先出現(xiàn)腦細(xì)胞能量代謝障礙、紅細(xì)胞功能下降。出現(xiàn)動作協(xié)調(diào)性差、反應(yīng)遲鈍。血糖低于3.3mmol/l時,相繼出現(xiàn)饑餓感、乏力、心悸、出冷汗。血糖低于2.5mmol/l時,腦組織功能嚴(yán)重障礙,可導(dǎo)致低血糖昏迷。第三節(jié)肝臟釋放葡萄糖與運動能力肝臟葡萄糖生成與釋放的重要性反映在耐力運動中,它與血糖水平的維持、中樞神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉的供能有關(guān)。肝臟葡萄糖的釋放由肝糖原降解及糖異生途徑提供。一、安靜時肝葡萄糖釋放(一) 安靜時肝糖原分解正常進(jìn)食后安靜時,肝葡萄糖釋放量較低,只能滿足大腦與依靠糖酵解供能的組織之需。其中肝糖原分解占肝臟釋放葡萄糖總量的70%。饑餓一天后或低糖飲食時,肝糖原儲量接近于零,此時肝葡萄糖釋放主要由糖異生提供。(二) 安靜時糖異生作用糖異生:由非糖物質(zhì)(乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等)轉(zhuǎn)變成糖與糖原的過程。部位:肝、腎細(xì)胞的胞漿與線粒體中。占進(jìn)食后安靜時肝輸出葡萄糖之25-30%。不同基質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑提要:空腹12小時,血糖正常濃度范圍為4.4-6.6mmol/l。腎糖閾為8.8mmol/l。血糖有三大來源與四大去路。胰島素是體內(nèi)唯一的降糖激素,胰高血糖素是主要的升糖激素。血糖是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要供能物質(zhì),是成熟紅細(xì)胞的唯一能源,是運動肌的肌外燃料之一。各種運動強度的持續(xù)運動過程中,在40分鐘內(nèi)肌肉對血糖的吸收呈上升趨勢。隨運動強度的不同,上升程度增加。持續(xù)運動更長時間時,可因肝糖原逐漸接近耗竭,肌肉對血糖的吸收速率達(dá)到峰值后逐漸下降。肌糖原高貯量與肝輸出血糖能力增強均有利于保持與提高運動耐力。運動中,以4-10分鐘全力運動時,血糖濃度升高最明顯。血糖濃度過底,限制運動能力,其原因包括中樞抑制、氧的運輸能力下降、外周抑制。肝臟葡萄糖的釋放由肝糖原降解及糖異生途徑提供。安靜時二者比例分別為70%、30%。由非糖物質(zhì)生成糖或糖原,稱糖異生。其亞細(xì)胞定位是胞液與線粒體。其原料為乳酸、丙酮酸、生糖氨基酸、甘油。二、 運動時肝葡萄糖釋放(一) 運動時肝糖原分解短時間大強度運動時肝糖原分解速率大大提高(占肝葡萄糖釋放量的90%)。但肝糖原的釋放量很少(運動持續(xù)時間短)。長時間大強度運動時肝糖原分解速率提高。1小時內(nèi)可提高數(shù)倍;但40分鐘后,肝糖原分解占肝臟葡萄糖釋放的比例逐漸下降,而糖異生占肝臟葡萄糖釋放的比例進(jìn)行性增加;當(dāng)肝糖原接近耗盡時,肝糖原分解減少到最小程度。(二) 運動時糖異生作用短時間大強度運動時,糖異生作用不明顯。長時間持續(xù)運動時,前40分鐘內(nèi),糖異生速率變化不大。更長時間中等強度運動時,糖異生供糖的比例可增加到40-45%,絕對代謝速率提高2-3倍。肝糖原幾近耗竭時,血糖幾乎由糖異生提供。長時間運動時,糖異生基質(zhì)的成分與相對作用不斷變化:(1)40分鐘內(nèi)之運動,動用的基質(zhì)主要是乳酸,運動強度越大,乳酸的底物作用越大。代價:乳酸糖異生是一個耗能量的過程。(2分子乳酸在肝內(nèi)異生為1分子糖需6分子ATP)生理意義:乳酸再利用,避免乳酸的丟失。防止乳酸的堆積引起酸中毒。(2)運動40分鐘左右,生糖氨基酸的糖異生作用可達(dá)到最大值,其中以丙氨酸為最重要(丙氨酸-葡萄糖循環(huán))。生理意義:使肌中的氨以無毒的形式運輸?shù)礁巍8螢榧√峁┝松杀岬钠咸烟?。?)長時間運動后期,甘油糖異生的重要性隨脂肪供能的增強而加大,利用量可增加10倍。肌肉由于缺乏磷酸甘油激酶,故甘油直接為肌肉供能的意義不大,甘油主要由肝、腎等少數(shù)組織氧化利用。三、膳食對肝糖原儲備量的影響機(jī)制肝糖原儲量受膳食糖含量影響極大。運動后恢復(fù)期攝取高糖膳食,能促使糖原合成加快。攝取果糖后,在肝內(nèi)轉(zhuǎn)化為糖原的能力,比攝取葡萄糖高3-4倍。第四節(jié)乳酸與運動乳酸在供能體系中的重要地位:1.糖酵解供能系統(tǒng)的終產(chǎn)物。有氧氧化供能系統(tǒng)的重要氧化基質(zhì)。肝內(nèi)糖異生的原料。乳酸在運動中的負(fù)面效應(yīng):過多時,影響內(nèi)環(huán)境酸堿平衡,導(dǎo)致疲勞。一、 運動時乳酸的生成原理安靜時,肌肉只有低速率的乳酸生成。運動時,肌肉是乳酸生成的主要場所。(一) 短時間極量運動中乳酸的生成糖酵解速度大大加快,肌乳酸迅速增多。表5-2短時間極量運動時能量供應(yīng)系統(tǒng)的能量分配(二) 亞極量運動時乳酸的生成長時間、亞極量運動時,乳酸的生成主要在運動開始時的氧虧空期間與獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率前。(三) 中、低強度運動開始時乳酸的生成中、低強度運動開始時,乳酸的生成并非缺氧所致,而是循環(huán)系統(tǒng)處于提高過程和尚未建立穩(wěn)態(tài)代謝時,糖酵解速率超過有氧代謝速率的結(jié)果。(中、低強度運動開始時,運動刺激肌糖原分解速率迅速提高只需30秒,丙酮酸
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