运动生理学_01运动能量代谢

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1、运动生理学 一、运动生理学概述 （一）生理学 生理学 研究生物体生命活动规律的科学。 微生物生理学 植物生理学 生理学 动物生理学 等 人体生理学 运动生理学 绪 论 目的:掌握运动生理学的概念及任务 (二)运动生理学概念 人体生理学：研究正常人体生命活动规律的科学. 运动生理学：研究人体在体育运动过程中或长期系统的体育锻 炼影响下,人体生理活动发展变化的规律,并应用它指导人们 合理从事锻炼和科学地进行体育教学或运动训练.是体育科学 中一门重要的应用基础理论学科。 二、运动生理学的任务 1.揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理； 2.阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理； 3.

2、指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼 ，以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提 高工作效率和生活质量的目的。 三、运动生理学在健身和竞技中的应用 （一）运动生理的基础研究 实验研究法是运动生理学研究的基本方法。 1、研究水平 1）整体水平研究：脂在整体水平上研究人体在一定的 环境条件下运动时，人体各器官、系统之间的相互 关系，以及人体各器官、系统对运动的适应过程。 如：研究运动时心血管系统的机能变化。 2）器官、系统水平研究：研究每个器官、系统在运动 中的机能变化过程。如：探讨运动中引起心率、血 压等变化的因素及变化特点的研究。 3）细胞、分子水平研究：主要研究运动

3、时细胞内各亚 微结构的机能，以及各生物分子的特殊理化变化过 程。如：研究大负荷对骨骼肌收缩蛋白的结构影响 。 （二）研究方法 1、动物试验法 1）慢性实验： 在无菌条件下，对健康动物手术，暴露或破坏 、摘除要研究的器官后，尽可能 按原方法生活，观察其功 能变化的方法。 2）急性实验 急性在体实验：在无痛条件下，剖开动物，对其 一两个器官 进行实验观察。 急性离体实验：从动物体内取某一器官或组织，置于人工生 理环境中，对其进行某一功能的观察。 2、人体实验法 1）运动现场测定法： 在运动现场直接对运动者在运动前、 运动中及运动后恢复的某生理变化进行测定的方法。 2）实验室研究法：受试者按研究者目

4、的设计训练方案，在 实验室内用一定器械,训练一定时间，并在训练前、中、后恢 复期内，对研究的生理功能进行测定的方法。 （三）在健身领域的应用 1、健身运动处方 2、运动与疾病的防治 3、运动与康复 4、运动与航天（失重下的肌肉萎缩）等 （四）在竞技领域的应用 1、运动与脑机能监测（无损伤检测仪） 2、运动与疲劳、恢复的研究应用 3、运动与运动选材（从遗传基因角度） 4、运动与营养 5、生物芯片与运动基因特征研究等 四、运动生理学的发展和展望 （一）发展 运动生理学是20世纪初发展起来的学科。当时英国的希尔 出版了肌肉活动等三本名著，被誉为“运动生理之父”，同 时期，苏联的克列斯托夫尼柯甫出版了

5、 运动生理学论文集。自20世纪50年代以来，北欧的运动生 理学研究硕果累累； 我国自20世纪40年代开始发展，到50年代末，出现第一次 飞跃 （二）现状 1、最大摄氧量的研究 2、对氧债学说的再认识 3、关于个体乳酸阈的研究 4、关于运动性疲劳的研究 5、关于运动对自由基代谢影响的研究 6、运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的影响 7、关于肌纤维类型的研究 8、运动对心脏功能影响的研究 9、运动与控制体重 10、运动与免疫机能 五、运动生理的若干基本概念 （一）人体功能活动的调节 1、神经调节 神经调节：由神经系统的活动调节生理功能的调节 方式。 调节特点：快速、短暂、精确 调节基本方式：反射 反

6、射：在中枢神经系统参与下，机体对环境变化的 适应性反应 调节结构基础：反射弧 反射弧组成： 2、体液调节 体液调节：某些特殊的化学物质经血液运输调节机 体的生理功能的调节方式。 调节特点：缓慢、广泛、持久 调节方式：主要是激素 效应器 传出N纤维 中枢 传入N纤维 感受器 非条件反射 条件反射 全身体液调节 局部体液调节 3、自身调节 自身调节：指组织和细胞在不依赖于外来的神经 或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应 过程。 调节特点：范围较小、不十分灵敏 4、反馈、前馈 1）反馈的概念 反馈：在活动中，感受器将信息传入中枢，经处理后 发放到效应器，同时，效应器也有信息回送到中枢 。效应

7、器回送信息的过程。 反馈信息：效应器回送到期中枢的信息。 反馈调节：效应器的反馈信息对中枢的调节 反馈作用包括正反馈和负反馈（含前馈） 2）反馈控制系统 在控制系统中，控制部分不断受受控部分的影响，即 受控部分不断有反馈信息返回输入给控制部分，并改变它 的活动。 控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈） 反馈控制系统分为比较器、控制部分和受控部分三个主要环节 3）前馈 在调控系统中，有时干扰信息在作用于受控部分引起 输出效应发生变化的同时，还可以直接通过受控装置直接 作用于控制部分，这种干扰信息对控制部分的直接作用称 为前馈。 特点：双通路 5、反应与适应 反应:生物体受到刺激时，其新陈代谢及外

8、部表现发生 相应的改变。 适应：生物体长期系统受到同一刺激后，其结构、功 能和形态发生持久性的变化。 6、稳态: 内环境的理化特性查对稳定，并不是凝固状 态，且各种物质不停地转换的动态平衡。 长期系统训练，可提高稳态的维持能力，也能提高 机体对稳态改变的耐受能力。 第一章 运动的能量代谢 目的要求:掌握三大供能系统的特点 掌握运动中能量代谢变化的特点 第一节 生物能量学概要 第二节 运动状态下的能量代谢 第一节 生物能量学概要 一 ATP与ATP稳态 （一）ATP分解放能 人体活动的直接能量来源于ATP分解供能，ATP是 机体内可迅速直接利用的化学能形式，这种能量转化部 位在肌球蛋白横桥与肌动

9、蛋白的结合点. ATP ADP+Pi+Q（712Kcal） （二）ATP稳态 ATP在肌肉中含量很少（约57mmol L-1M），在不 断分解时又需不断合成。 ATP通过糖、脂肪、蛋白质的有氧氧化过程，经脱氢 、传递电子给氧生成水，释放能量，或CP分解释放能量 ，使ADT转化为ATP，保持ATP含量的相对稳定。 （三） 机体能量的利用 ATP分解与再合成是高能键在活细胞内的不停断裂与 再连接。其产生约的能量60%迅速转化成热能散发维持体 温恒定，约40%转化成“自由能”贮于ATP，供机体利用。 二、能源物质的消化与吸收 （一）消化与吸收 1、食物的消化 （1）消化：食物在消化道内被分解为小分子

10、的过程。 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。 （2）消化的过程 口腔内消化 胃内消化 小肠内消化 大肠内消化 口 腔 内 消 化 物理消化：咀嚼和吞咽食物 （主要形式） 化学消化：唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖 。 胃内消化 化学性消化 胃液的性质、成分和作用 性 质：无色，pH 0.91.5 是体内pH最低的液体 分泌量：1.52.5L/日 成 分：盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子和HCO

11、3- 等无机物 蛋白质 蛋白示、蛋白胨、多肽 盐酸作用: 激活胃蛋白酶原，并为此酶提供酸性环境 入肠后，促进小肠液等分泌及Fe2+、Ca2+吸收 杀菌作用 胃蛋白酶 机械性消化 胃容受性舒张：在咀嚼吞咽时反射性胃扩张 （可使空腹时 50ml1.5L，具有暂时容纳和贮 存的作用） 蠕动：食物入胃5min后，胃以中部开始出现有规 律的肌肉收缩，并向幽门推进。（具有混合食 物利于消化，并搅拌、推送等作用） 胃排空食物由胃排入十二指肠的过程。 液体固体 糖蛋白质脂肪 水排空时间约1015min 混合食物排空时间约46h 一 般 情 况 小肠内消化 化学性消化 1）.胰液 胰液为无色透明的碱性液体 pH

12、7.88.4，渗透压血浆 胰液呈间歇性分泌,分泌量约 为12L/每日。 胰液是消化液中最重要的一种消化液。 (1)水和碳酸氢盐 (2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶 (3)脂类水解酶：胰脂肪酶 (4)蛋白质水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶 2）.胆汁 胆汁内不含任何消化酶 (1)胆盐: 促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积 促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物 促脂溶性Vit吸收: 促胆汁的自身分泌:肠-肝循环 (2)胆固醇:正常时，胆固醇与胆盐的浓度呈 一定的比例，若胆固醇胆石症。 (3)胆色素: 3）.小肠液 弱碱性液体，pH7.6。渗透压与血浆相等。 分泌量大(13L/日) 特点 酶种类多 持

13、续分泌 小肠液的成分和作用: (1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。 (2)稀释肠腔内容物，利于吸收。 (3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶 。 (4)肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。 (5)多种消化酶进一步消化水解食糜。 小肠消化较特殊：主要在小肠上皮细胞内进行 机械性消化 紧张性收缩：加速肠内食物混合及转运； 分节运动：由环形肌节律收舒，把食糜不断分 割，利于消化、吸收； 蠕动：由环形肌和纵形肌收舒完成，主要向下 推送，速度很慢（12cmmin-1）停留38h 大肠内消化 无重要的消化作用，主要吸收水、贮存消化残渣 分节 运动蠕动 2.吸收 （1）吸收的概念： 吸收：经过

14、消化的食物，透过消化道粘膜，进入血液和 淋巴循环的过程。 (2) 吸收的部位 食物 在口腔及食道内不被吸收。 胃 所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。 小肠 是吸收的主要部位，一般认为，糖类、脂肪和蛋 白质的消化产物大部分在十二指肠和空肠吸收，回肠 能够吸收胆盐和维生素B12。 大肠 主要吸收水分和盐类，结肠可吸收其肠腔内80%的 水和90%的Na+及Cl-。 (3)小肠吸收的特点 小肠吸收的有利条件： 面积保证：长56米 皱褶绒毛微绒毛 200m2； 设备保证：酶多转 运工具运输途径； 时间保证：停留时间 长，约38h； 动力保证：绒毛伸缩 具有唧筒样作用。 葡萄糖、氨基酸和 短链脂肪

15、酸吸收后进 入血液； 而长链脂肪酸吸收 后进入淋巴液。 三 生命活动的能量来源 （一）糖代谢 1糖在体内的存在形式 人体内糖类主要以 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。 血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为 80120mg%（4.446.66mmol/L）。 糖原 贮备形式 葡萄糖 运输形式 肝糖原 肌糖原 2.糖在体内的分解代谢 (1)糖的有氧分解 指糖原或葡萄糖在有氧条件下，氧化成CO2、H2O并 释放能量的过程。在细胞质和线粒体内完成。 糖原葡萄糖丙酮酸乙酰CO-A三羧酸循环 CO2+H2O+ATP 1mol Glucose38mol

16、ATP (2)糖酵解 指葡萄糖和糖原在不需氧的情况下，分解生成乳 酸并释放能量的过程。 在细胞质内进行。是机体在 缺氧时，唯一能供能方式。 糖原葡萄糖丙酮酸乳酸 + ATP 3 糖原贮备与运动能力 1）肝糖原贮备与运动能力 长时间运动血糖节省糖原利用，减少 脂肪、蛋白质供能比例提高运动能力，延缓运动 时间 2）肌糖原贮备较稳定 正常情况下，肌糖原贮备较稳定，大量摄入糖不能 提高其贮备量，只有高糖膳食和耐力运动结合引 起糖原超量恢复才能提高贮备量。 3）肌糖原贮备与运动能力 不能说机体内肌糖原贮备越高就一定能提高运动成 绩，由于葡萄糖进入细胞或合成糖原后，不能再扩散 出细胞，并且运动肌肉不能利用非运动肌肉的糖原。 4)提高肌糖原贮备的途径 合理膳食与适宜运动训练相结合是提高机体糖原 贮备的有效途径。 (二)脂肪代谢 1脂肪的