《运动与糖代谢》PPT课件

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1、 糖 是 运 动 时 唯 一 能 无 氧 代 谢 合 成 ATP的 细 胞 燃料 。 糖 酵 解 具 有 耗 氧 量 低 、 输 出 功 率 较 脂 肪 氧化 大 等 特 点 ， 是 大 强 度 运 动 的 主 要 能 量 来 源 ，在 运 动 供 能 中 占 据 重 要 地 位 ：(1)当 以 90 95%最 大 摄 氧 量 以 上 强 度 运 动 时 ， 糖 供 能占 95%左 右 ；(2)是 中 等 强 度 运 动 的 主 要 燃 料 ；(3)在 低 强 度 运 动 中 糖 是 脂 肪 酸 氧 化 供 能 的 引 物 ， 并 在维 持 血 糖 水 平 中 起 关 键 作 用 ；(4)任

2、何 运 动 开 始 、 加 力 或 强 攻 时 ， 都 需 要 由 糖 代 谢 提供 能 量 。 运 动 强 度 增 大 ， 肌 糖 原 动 员速 率 相 应 增 大 。 在 90-95%VO2max以 上 强 度运 动 时 ， 肌 糖 原 消 耗 速 率 最大 。 在 65-85% VO2max强 度 运 动时 ， 肌 糖 原 利 用 与 运 动 持 续时 间 有 关 。 以 30% VO2max强 度 运动 时 ， 肌 内 主 要 由 脂 肪酸 氧 化 供 能 ， 很 少 利 用肌 糖 原 。 中 等 强 度 长 时 间 运 动 时 ， 肌糖 原 利 用 随 时 间 的 变 化 可 分为

3、三 个 时 相 ： 运 动 最 初 阶 段 ， 糖 利 用 速 度最 快 。 随 着 运 动 时 间 延 长 ， 糖 原 分解 速 率 下 降 。 最 后 阶 段 ， 分 解 速 率 也 大 幅度 下 降 ， 肌 内 的 补 偿 措 施 是提 高 血 糖 吸 收 和 脂 肪 动 员 。 肌 糖 原 利 用 量 不 同 强 度 力 竭 运 动 时 ,运 动持 续 时 间 不 同 ， 肌 糖 原 的消 耗 量 差 异 很 大 。 在 接 近 或 超 过 VO2max强 度运 动 时 ， 肌 糖 原 分 解 速 率最 快 ， 运 动 很 快 达 到 力 竭 ，但 肌 糖 原 决 不 会 耗 尽 。

4、在 中 等 强 度 （ 如 75% VO2max强 度 运 动 至 力 竭 时 ，肌 糖 原 消 耗 最 多 ， 最 终 浓度 为 0.1%， 接 近 耗 尽 。 运 动 的 各 类 肌 纤 维 内 糖 原的 利 用 量 不 是 均 等 的 。 在 各 种 强 度 运 动 中 ， 、 a型 肌 纤 维 内 糖 原 均 能 利用 ， 但 相 对 量 随 强 度 而 异 。 以 中 、 低 等 强 度 运 动 时 ，动 用 型 和 a 型 肌 纤 维内 糖 原 。 超 过 90%最 大 摄 氧 量 运 动 时 ，主 要 是 动 用 b型 肌 纤 维 内糖 原 。 不 同 的 运 动 方 式 ， 可

5、 引 起 特 定 的 肌群 内 糖 原 动 用 ， 其 结 果 令 局 部 肌 糖原 被 大 量 消 耗 ， 而 出 现 疲 劳 。 高 训 练 水 平 的 运 动 员 ， 执 行 定 量 亚 极 量 负 荷运 动 时 ， 脂 肪 酸 氧 化 供 能 的 比 例 较 高 ， 相 应的 肌 糖 原 利 用 速 率 减 慢 。 运 动 时 ， 增 强 脂 肪酸 氧 化 供 能 ， 对 肌 糖 原 的 利 用 起 节 省 作 用 。 在 运 动 前 30分 钟 或 运 动 间 歇 ， 适 量 吃 糖 ， 可 以 减少 肌 糖 原 的 消 耗 。 此 外 ， 运 动 前 升 高 血 浆 游 离 脂肪

6、酸 的 浓 度 ， 可 以 使 运 动 时 肌 肉 氧 化 脂 肪 酸 的 比例 增 大 ， 减 慢 肌 糖 原 的 利 用 速 率 。 环 境 温 度 的 变 化 影 响 人 体 的 代 谢 速 率 和 对 代 谢 底 物 的 选择 。 热 天 运 动 使 肌 糖 原 分 解 供 能 增 多 ， 寒 冷 时 人 体 利 用脂 肪 供 能 增 多 。 在 氧 分 压 较 低 的 高 原 进 行 运 动 时 ， 供 氧 不 足 造 成 糖 酵 解供 能 的 比 例 增 多 ， 肌 糖 原 消 耗 加 快 ， 乳 酸 生 成 明 显 增 多 。 在 赛 场 噪 声 刺 激 下 ， 引 起 外 周

7、血 管 收 缩 和 血 液 粘 性 增 大 ，供 给 骨 骼 肌 的 氧 减 少 ， 而 使 糖 酵 解 供 能 的 比 例 增 多 ， 肌糖 原 消 耗 加 快 。 肌 糖 原 与 运 动 能 力 的 关 系有 氧 运 动 能 力 与 肌 糖 原 的 储 量糖 原 在 肌 细 胞 内 分 隔 存 在 ， 当 运 动 肌 内 糖 原 耗 尽 时 ， 难以 从 非 运 动 肌 内 得 到 补 充 。肌 糖 原 含 量 低 者 ， 在 完 成 相 同 负 荷 运 动 时 ， 肌 肉 要 较 多的 吸 收 血 糖 供 能 ， 可 能 会 引 起 低 血 糖 症 ， 影 响 中 枢 神 经 系统 的

8、能 量 供 应 。肌 糖 原 是 脂 肪 氧 化 供 能 的 代 谢 引 物 ， 缺 糖 将 影 响 脂 肪 氧化 供 能 的 能 力 和 功 能 量 。肌 糖 原 储 量 不 足 ， 脂 肪 酸 供 能 比 例 增 加 ， 使 运 动 能 力 下降 。 无 氧 运 动 能 力 与 肌 糖 原 的 储 量短 时 间 或 间 歇 性 极 量 运 动 时 ， 一 般 不 会 引 起 明显 的 糖 原 耗 竭 或 者 发 生 低 血 糖 症 。 但 是 ， 如 果肌 糖 原 储 量 过 低 ， 会 抑 制 乳 酸 生 成 和 降 低 无 氧代 谢 能 力 。简 便 而 有 效 的 措 施 是 ， 在

9、 赛 前 1 2天 用 高 唐 饮 食 ，可 使 得 肌 糖 原 储 量 不 低 到 限 制 运 动 能 力 的 地 步 。 血 糖 的 基 本 来 源 是 食 物 糖 （ 主 要 是 淀 粉 ） 。饥 饿 状 态 下 ， 肝 脏 释 放 葡 萄 糖 是 血 糖 的 又一 来 源 。 血 糖 的 去 路 主 要 是 进 入 组 织 细 胞 合 成 糖 原 、氧 化 分 解 供 能 及 转 换 成 脂 肪 和 氨 基 酸 。 随 着 运 动 强 度 增 大 ，肌 肉 吸 收 血 糖 量 增 多 主 要 原 因 是 肌 肉 血 流量 增 加 促 进 了 肌 肉 摄取 和 利 用 的 血 糖 增 多

10、 。 强 度 不 同 ， 肌 肉 摄 取 血 糖的 高 峰 时 间 出 现 也 不 同 。在 持 续 3-4小 时 的 60%和30%最 大 摄 氧 量 强 度 运 动中 ， 可 以 发 现 ， 骨 骼 肌 吸收 血 糖 的 时 间 之 后 ， 吸 收血 糖 的 速 率 逐 渐 下 降 ， 下降 速 率 与 腿 肌 动 脉 血 糖 浓度 的 降 低 呈 平 行 关 系 。 运动 肌 吸 收 血 糖 下 降 可 能 是肝 糖 原 接 近 耗 竭 引 起 血 糖水 平 下 降 的 结 果 。 运 动 状 态 血 糖 浓 度 变 化 规 律 1-2分 钟 大 强 度 运 动 无 明 显 变 化 4-

11、10分 钟 全 力 运 动 浓 度 明 显 上 升 ， 可 超 过 肾 糖 阈 ， 达到 10-11.1mmol/L. 15-30分 钟 全 力 运 动 浓 度 开 始 回 落 ， 大 约 在7.2-7.7mmol/L. 1-2小 时 长 时 间 运 动 至 疲 劳 血 糖 水 平 处 于 正 常 范 围 的 低 限 区 间 超 过 2-3小 时 运 动 至 疲 劳 可 能 出 现 低 血 糖 超 过 3小 时 以 上 的 运 动 浓 度 可 低 至 2.5mmol/L 长 时 间 运 动 时 ， 血 糖 对 于 保 持 或 提 高 运 动 耐 力 起决 定 性 的 作 用 。 因 此 ， 血

12、 糖 可 能 成 为 长 时 间 运 动能 力 的 限 制 因 素 之 一 ， 原 因 表 现 在 ： 中 枢 神 经 系 统 因 血 糖 供 能 缺 乏 而 出 现 中 枢 疲 劳 ; 影 响 红 细 胞 的 能 量 代 谢 ， 供 氧 的 运 输 能 力 下 降 ； 运 动 肌 外 源 性 糖 供 应 不 足 导 致 外 周 疲 劳 而 使 运 动能 力 下 降 。 安 静 时 肝 葡 萄 糖 释 放 运 动 时 肝 葡 萄 糖 的 释 放 耐 力 训 练 对 肝 糖 原 的 影 响 安 静 时 肝 糖 原 分 解 正 常 进 食 后 安 静 时 ， 肝 葡 萄 糖 释 放 量 较 低 ，

13、 约 为0.8-1.1mmol/min， 其 中 肝 脏 分 解 速 率 0.54 mmol/min葡 萄 糖 （ 占 70%） ， 其 余 由 糖 异 生 提 供 ，只 能 满 足 大 脑 和 依 靠 糖 酵 解 供 能 的 组 织 需 要 。 安 静 时 糖 异 生 作 用 体 内 非 糖 物 质 转 化 为 葡 萄 糖 和 糖 原 的 过 程 称 为 糖异 生 。 安 静 时 ， 糖 异 生 作 用 生 成 的 葡 萄 糖 只 占 肝脏 输 出 葡 萄 糖 总 量 的 25-30%。 糖 异 生 的 底 物 有 乳酸 、 丙 酮 酸 、 甘 油 和 生 糖 氨 基 酸 。 运 动 时 肝

14、 糖 原 分 解 短 时 间 大 强 度 运 动 时 ， 肝 糖 原 分 解 速 率 大 大 提 高 （ 占 90%） ，但 由 于 运 动 持 续 时 间 短 ， 肝 糖 原 排 空 很 少 。 长 时 间 大 强 度 运 动 时 ， 肝 糖 原 分 解 占 肝 葡 萄 糖 释 放 总 量 比例 逐 渐 减 少 ， 而 糖 异 生 生 成 的 葡 萄 糖 所 占 比 例 增 大 。 当 肝中 储 存 糖 原 接 近 排 空 时 ， 肝 糖 原 分 解 减 少 到 最 低 程 度 。 运 动 时 糖 异 生 作 用 短 时 间 大 强 度 运 动 时 ， 糖 异 生 作 用 不 明 显 。 长

15、 时 间 持 续 运 动 的 前 40分 钟 内 ， 糖 异 生 速 率 变 化 不 大 ； 长 时 间 中 等 强 度 运 动 中 ， 糖 异 生 作 用 加 强 ， 可 提 高 40-45%； 当 肝 糖 原 趋 于 耗 竭 时 ， 血 糖 的 来 源 几 乎 全 部 为 糖 异 生 过 程提 供 。 耐 力 训 练 对 肝 糖 原 代 谢 的 影 响 耐 力 训 练 后 ， 肝 糖 原 储 量 提 高 。 原 因 是 耐 力 训 练 降 低 运 动时 肝 糖 原 分 解 速 率 ， 具 体 表 现 为 ： 血 浆 胰 高 血 糖 素 和 儿 茶 酚 氨 浓 度 上 升 幅 度 减 少 ；

16、 细 胞 内 cAMP生 成 数 量 有 所 下 降 。 耐 力 训 练 对 糖 异 生 作 用 的 影 响 耐 力 训 练 对 糖 异 生 的 影 响 不 明 显 ， 但 在 适 中 强 度 运 动 中 ，耐 力 训 练 可 使 糖 异 生 速 率 稍 有 上 升 。 其 原 因 并 非 糖 异 生 过程 的 代 谢 能 力 增 强 ， 而 是 训 练 改 善 了 运 动 时 血 流 分 配 ， 使肝 血 流 量 增 大 ， 流 经 肝 脏 的 糖 异 生 基 质 增 多 。 乳 酸 在 供 能 体 系 中 占 有 重 要 地 位 ， 乳 酸 是 糖 酵 解供 能 系 统 的 终 产 物 ，

17、 又 是 有 氧 代 谢 供 能 系 统 的 重要 氧 化 基 质 ， 还 可 在 肝 脏 经 糖 异 生 途 径 转 化 为 葡萄 糖 。 同 时 ， 乳 酸 过 多 对 内 环 境 酸 碱 平 衡 的 影 响又 成 为 负 面 效 应 ， 导 致 疲 劳 发 生 。 因 此 ， 乳 酸 的生 成 和 消 除 与 运 动 能 力 关 系 密 切 。 安 静 时 乳 酸 的 生 成 运 动 时 肌 乳 酸 的 生 成 运 动 时 和 运 动 后 乳 酸 的 消 除 (1) (2) (3) (4)(5)(6) (7)(8)(12) (9)(10)(11) -ATP -ATP 安 静 时 乳 酸

18、的 生 成 乳 酸 生 成 的 化 学 本 质 是 丙 酮 酸 的 还 原 ， 因 此 ， 肌 细 胞 内 乳酸 生 成 量 的 多 少 取 决 于 丙 酮 酸 和 NADH + H+的 生 成 和 氧 化程 度 。 安 静 是 肌 乳 酸 浓 度 约 为 1mmol/kg湿 肌 。 在 安 静 条 件 下 ， 还 有 如 表 皮 、 神 经 、 视 网 膜 、 肾 髓 质 和 红细 胞 等 细 胞 糖 酵 解 很 活 跃 ， 以 糖 无 氧 代 谢 获 得 部 分 或 大 部分 能 量 ， 故 有 乳 酸 的 生 成 。 血 乳 酸 的 正 常 值 肌 乳 酸 和 以 上 组 织 、 细 胞

19、 生 成 的 乳 酸 进 入 血 液 就 成 为 血 乳酸 。 其 值 一 般 在 2mmol/L以 内 。 大 运 动 量 训 练 后 或 比 赛 后 ， 运 动 员 的 血 乳 酸 安 静 值 比 平 时高 。 运 动 时 ， 骨 骼 肌 是 产 生 乳 酸 的 主 要 场 所 。乳 酸 的 生 成 与 骨 骼 肌 肌 纤 维 类 型 、 运 动 强度 及 持 续 时 间 有 密 切 关 系 。 短 时 间 极 量 运 动 时 乳 酸 的 生 成 亚 极 量 运 动 时 乳 酸 的 生 成 中 、 低 强 度 运 动 时 乳 酸 的 生 成 中 、 低 强 度 运 动 开 始 时 ， 肌

20、内 并 不 缺 氧 ，而 是 氧 的 利 用 率 不 高 ， 导 致 细 胞 质 内 丙 酮酸 和 还 原 型 辅 酶 I 堆 积 ， 引 起 乳 酸 生 成 增多 。 在 中 、 低 强 度 运 动 开 始 时 ， 乳 酸 的 生 成 并非 缺 氧 所 致 ， 而 是 循 环 系 统 处 于 提 高 过 程和 尚 未 建 立 稳 态 代 谢 时 ， 糖 酵 解 速 率 超 过有 氧 代 谢 速 率 的 结 果 。 （三）运动后血乳酸水平运 动 后 血 乳 酸 水 平 ， 是 骨 骼 肌 等 组 织 中 乳 酸生 成 速 率 、 进 入 血 液 的 速 率 和 血 液 中 乳 酸 消除 速 率

21、 之 间 平 衡 的 表 现 ， 因 此 ， 测 定 运 动 后血 乳 酸 的 最 高 值 可 以 了 解 运 动 时 骨 骼 肌 乳 酸的 代 谢 状 况 。 因 此 ， 为 了 使 测 定 的 血 乳 酸 能 更 准 确 代 表 肌乳 酸 ， 均 应 在 运 动 后 1、 3、 5、 7、 9分 钟 分别 取 血 测 定 血 乳 酸 。 (1)在 骨 骼 肌 、 心 肌 等 组 织 内 氧 化 成 二 氧 化碳 和 水 。(2)在 肝 和 骨 骼 肌 内 重 新 合 成 葡 萄 糖 和 糖 原 。(3)在 肝 内 合 成 脂 肪 、 丙 氨 酸 等 。 血 液 循 环 骨 骼 肌血 液肝

22、脏 丙 酮 酸葡 萄 糖 糖 原糖 酵 解 乳 酸LDH乳 酸LDH丙 酮 酸糖 异 生葡 萄 糖 葡 萄 糖糖原 乳 酸 其 它 组 织 中 氧 化 提 供 骨 骼 肌 、 心 肌 细 胞 氧 化 的 底 物 。 通 过 糖 异 生 作 用 转 变 为 葡 萄 糖 ， 用 以 维持 血 糖 水 平 和 促 进 运 动 后 肌 糖 原 、 肝 糖原 储 量 的 恢 复 。 肌 乳 酸 不 断 释 放 入 血 液 ， 可 以 改 善 肌 细胞 内 环 境 ， 保 持 糖 酵 解 的 供 能 速 率 乳 酸 生 成 与 运 动 能 力 在 速 度 耐 力 型 项 目 中 ， 运 动 时 乳 酸 生

23、 成 愈 多 ，则 说 明 糖 酵 解 能 力 愈 强 ， 利 于 保 持 速 度 耐 力 ， 提高 运 动 成 绩 。 研 究 表 明 ， 短 时 间 激 烈 运 动 时 ， 最大 乳 酸 水 平 与 运 动 成 绩 密 切 相 关 。 不 同 运 动 水 平 游 泳 运 动 员 赛 后 血 乳 酸 比 较 项 目 国 家 集 训 队 （ mmol/L） 上 海 市 代 表 队 （ mmol/L） 备 注 100米 13.2 9.6 国 家 集 训 200米 12.4 11.6 队 成 绩 普 400米 11.3 9.6 遍 高 于 上 1500米 8.8 4.5 海 队 我 国 男 子 2

24、00米 自 由 泳 优 秀 选 手 血 乳 酸 水 平 时 间 游 速 血 乳 酸 （ mmol/L） 1979年 2 01 12 4（ N=10） 1984年 1 59 29 13 6（ N=5） 1986年 1 57 83 16 2（ N=6） 血 乳 酸 在 目 前 训 练 监 控 中 应 用 最 多 、 最 广 ， 被 研 究 最 深入 和 透 彻 的 训 练 负 荷 强 度 评 价 指 标 。通 过 测 定 训 练 后 血 乳 酸 指 标 的 变 化 能 够 很 好 的 区 分 有 氧训 练 和 无 氧 训 练 ， 并 且 血 乳 酸 的 升 高 与 训 练 负 荷 强 度 的增 加

25、 呈 正 相 关 关 系 。在 训 练 中 ， 血 乳 酸 有 “ 训 练 标 尺 ” 之 美 称 。 1、 用 血 乳 酸 指 标 评 价 训 练 强 度血 乳 酸 的 产 生 需 要 具 备 3个 主 要 条 件一 是 运 动 开 始 后 磷 酸 原 系 统 储 备 消 耗 到 一 定 程 度 ， ATP合 成 的速 度 已 经 不 能 再 维 持 运 动 强 度 ；二 是 肌 肉 做 功 输 出 功 率 超 过 了 有 氧 代 谢 最 大 输 出 功 率 ， 这 是乳 酸 产 生 的 充 分 条 件 ；三 是 氧 的 供 应 不 能 满 足 代 谢 的 需 要 ， 这 是 乳 酸 产 生

26、 的 必 要 条件 。 A、 较 低 的 运 动 强 度 主 要 以 有 氧 代 谢 系 统 为 主 、 血 乳 酸在 3-5mmol/L之 间 的 运 动 ， 在 运 动 结 束 后 20s左 右 迅 速 采血 测 定 ；B、 亚 极 量 或 中 等 强 度 、 血 乳 酸 在 6-10mmol/L时 间 的 运动 ， 血 乳 酸 峰 值 出 现 在 运 动 后 1-6min之 间 ；C、 高 强 度 运 动 、 血 乳 酸 在 10-20mmol/L之 间 时 ， 血 乳 酸峰 值 出 现 在 运 动 后 3-12min。不 同 个 体 同 样 强 度 运 动 后 血 乳 酸 峰 值 出

27、现 时 间 差 别 很 大 ，但 同 一 个 体 同 样 强 度 运 动 后 血 乳 酸 峰 值 出 现 的 时 间 差 别不 大 。血 乳 酸 评 定 运 动 强 度 需 要 注 意 采 血 时 间 的 控 制 2、 用 血 乳 酸 评 价 磷 酸 原 供 能 能 力 和 训 练 效 果在 以 短 时 间 最 大 强 度 （ 如 举 重 ） 进 行 运 动 时 ， 主 要 由 磷 酸原 系 统 供 能 ， 对 磷 酸 原 供 能 能 力 进 行 评 价 性 测 试 的 原 则 就是 尽 量 减 少 测 试 运 动 中 糖 酵 解 供 能 的 比 例 ， 即 血 乳 酸 升 高越 少 越 好

28、。 3、 用 血 乳 酸 评 价 糖 酵 解 供 能 能 力 和 训 练 效 果糖 酵 解 最 终 产 物 是 乳 酸 ， 目 前 主 要 常 采 用 测 定 血 乳 酸 浓 度来 间 接 评 定 糖 酵 解 供 能 能 力 。一 般 来 说 ， 运 动 员 进 行 1min左 右 最 大 强 度 运 动 后 血 乳 酸 如果 能 达 到 14-15mmol/L或 者 以 上 ， 说 明 其 糖 酵 解 供 能 能 力好 。 4、 用 血 乳 酸 评 价 有 氧 供 能 能 力 和 训 练 效 果乳 酸 阈 -强 度 曲 线个 体 乳 酸 阈 测 定 5、 用 血 乳 酸 清 除 速 率 评

29、价 有 氧 代 谢 供 能 能 力 和 恢 复 性 训练 的 效 果人 体 内 乳 酸 的 清 除 主 要 由 3个 途 径 ？运 动 肌 乳 酸 的 扩 散 、 转 移 与 消 除 和 其 他 骨 骼 肌 、 心 肌 的 氧化 代 谢 能 力 高 度 相 关 ， 这 也 是 我 们 用 乳 酸 消 除 速 率 评 定 有氧 代 谢 能 力 的 基 础 。在 训 练 实 践 中 ， 检 测 血 乳 酸 消 除 速 率 主 要 在 大 强 度 训 练 后1、 3、 5、 10min各 取 血 进 行 乳 酸 测 试 ， 其 中 1、 3min的 血乳 酸 水 平 常 反 应 训 练 负 荷 强 度 ， 5、 10min血 乳 酸 水 平 可 以反 映 乳 酸 消 除 情 况 ， 间 接 的 反 应 机 体 的 整 体 有 氧 代 谢 能 力 。