第3章脂代谢与运动

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1、第3章 脂肪代谢与运动能力,高脂血症,肥胖,糖尿病,脂肪肝,冠心病,胆石症,肥胖,阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,体内过度的脂肪积累成为影响健康、导致死亡的重要因素,第一节 脂质概述,脂肪和类脂总称为脂类。,特性：不溶于水，易溶于有机溶剂。,一、概念,它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物， 统称为脂质或脂类。,化学组成： ( N、P、 S）,C H O,二、脂类的分类、含量、分布及生理功能,脂质的分类,化学组成,单纯脂,复合脂：磷脂、糖脂、脂蛋白,衍生脂质：取代烃、萜、固醇类、其它,生物功能,储存脂质,结构脂质,活性脂质,饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,单,多,三、脂质的生物学功能,1）脂肪氧化释放能量

2、 2）复合脂和衍生脂是构成细胞的成分 3）促进脂溶性维生素的吸收 4）脂肪防震和隔热保温作用 5）对糖和蛋白质的消耗具有节省作用,第二节 脂肪的分解代谢,当长时间运动引起肌糖原储量下降时，人体仍能保持亚极量强度（60-65最大摄氧量）运动。这一现象表明在中低强度运动中，脂肪分解能够提供运动肌所需的大部分能量。,骨骼肌、心肌等组织也有少量脂肪储存，水解生成的游离脂肪酸并不释放至血液，而是在细胞中氧化供能或合成脂肪。,第二节 脂肪的分解代谢,一、脂肪的动员与水解 脂肪细胞内储存的脂肪经脂肪酶催化水解释放出脂肪酸，并进入血液循环供给全身各组织摄取利用的过程，称为脂肪动员。,脂肪水解产生的脂肪酸只有部

3、分量释放入血（约1/3），动员入血的脂肪酸（为长链脂肪酸的形式，即软脂酸、硬脂酸和油酸等）立即与血浆清蛋白结合，以增加其水溶性，便于运输到各组织器官进一步代谢，而大部分脂肪酸在脂肪细胞内直接参与再酯化过程（约2/3）。,脂肪水解产生的甘油不能重新为细胞利用，基本上全部释放入血，经过血液循环运输到肝脏等组织进一步代谢。,脂肪组织释放脂肪酸和甘油,第二节 脂肪的分解代谢,脂肪组织中甘油三酯在一系列脂肪酶催化下分解为脂肪酸和甘油的过程，称为脂肪水解。,脂肪水解,甘油三酯,甘油二酯 +脂肪酸,甘油一酯 +脂肪酸,甘油 +脂肪酸,第二节 脂肪的分解代谢,二、甘油代谢(一)甘油的分解代谢在中低强度运动时，

4、骨骼肌、脂肪组织和血浆甘油三酯分解加强，释放出游离甘油。由于脂肪组织、骨骼肌和心肌细胞内甘油激酶活性很低，故直接利用很少，主要在 肝脏 中进一步代谢。,甘油代谢的基本途径,脂肪分解释放出的甘油，只能在肾、肝等少数组织被氧化利用，如下图所示，生成的磷酸二羟丙酮，进入糖代谢途径。,ADP,甘油氧化过程ATP的合成,由于肌肉中缺乏磷酸甘油激酶，故甘油不能直接为肌肉供能。在肝脏，每分子甘油氧化生成乳酸时，释放能量可合成4ATP；如果完全氧化生成CO2和H2O时，则释放出的能量可合成22ATP。,(4),第二节 脂肪的分解代谢,二、甘油代谢（二）运动时甘油代谢的意义,2、甘油可作为脂肪分解的强度指标。,

5、1、作为糖异生的底物生成葡萄糖，每2分子甘油经糖异生可合成1分子葡萄糖。维持血糖水平，保证运动耐力正常发挥。,第二节 脂肪的分解代谢,三、脂肪酸的分解代谢脂肪酸是长时间运动的基本燃料。,在有充足氧供给的情况下，脂肪酸在线粒体内一系列酶的催化下，逐步裂解出乙酰CoA，再经三羧酸循环和呼吸链的氧化，生成CO2和H2O，释放大量能量。,肝脏、肌肉 进行脂肪酸氧化最活跃的组织,最主要的氧化形式 -氧化,（一）脂肪酸-氧化的基本过程,在线粒体外膜，经酰基辅酶A合成酶催化，并由ATP提供2个高能磷酸键（ATPAMP），脂肪酸与CoA结合，生成脂酰CoA。,1、脂肪酸的活化 脂肪酸脂酰CoA,（一）脂肪酸-

6、氧化的基本过程2、脂酰CoA进入线粒体,脂酰辅酶A不能直接穿过线粒体内膜，须借助内膜上肉碱转运机制被转运至线粒体内。,（一）脂肪酸-氧化的基本过程3、脂酰CoA的氧化,脂肪酰辅酶A的氧化过程发生在脂肪酰基的-碳原子上，最终将-碳原子氧化成一个新的羧基，故称-氧化。,每一次-氧化包括4步连续的反应过程。,（一）脂肪酸-氧化的基本过程,-氧化步骤：4步反应 4种酶（脂酰-CoA脱氢酶、烯脂酰-CoA水合酶、羟脂酰-CoA脱氢酶、-酮脂酰-CoA硫解酶）脂肪酸氧化每次降解下一个2碳单元，氧化是从羧基端的-位碳原子开始的，称为-氧化。 反应为：脱氢、水化、再脱氢、硫解。每次-氧化生成：1个乙酰-CoA

7、、1个NADH、 1个FADH2 。,第二节 脂肪的分解代谢,三、脂肪酸的分解代谢（二）脂肪酸-氧化的生理意义1、体内脂肪酸分解的主要途径2、也是脂肪酸的改造过程。人体所需的脂肪酸链的长短不同，通过氧化可将长链脂肪酸改造成长度适宜的脂肪酸，供机体代谢所需。,第二节 脂肪的分解代谢,四、酮体代谢1、酮体的生成,酮体 是肝脏脂肪酸不彻底氧化产物。,原料：乙酰CoA,乙酰乙酸 -羟丁酸 丙酮,酮体,四、酮体代谢 2、酮体的利用,主要发生在心肌、骨骼肌、神经系统、肾脏 在这些组织的线粒体内有活性很强的代谢酮体的酶系。,乙酰乙酸 羟丁酸,乙酰辅酶A,三羧酸循环,CO2+H2O,丙酮,丙酮酸 或 乳酸,葡

8、萄糖,糖异生, 羟丁酸,羟丁酸脱氢酶,乙酰乙酸,乙酰乙酸硫激酶 （大脑、肾脏）,琥珀酰辅酶A转硫酶 （心肌、骨骼肌）,三羧酸循环,CO2+H2O,乙酰乙酸,乙酰辅酶A,酮体的氧化途径,酮体生成后透过细胞膜进入血液，成为血酮体。血酮体浓度一般0.2mmol/ L。,运动对血酮体的影响，主要发生在中低强度长时间运动中。短时间剧烈运动后，血酮体无明显改变；长时间耐力运动时，尤其糖储备低下时，血酮体明显升高，并与血浆FFA浓度升高一致。,血、尿酮体水平 能间接反映体内糖储备状况。,四、酮体代谢 3、运动时血酮体动力学变化,酮血症,酮症酸中毒,第二节 脂肪的分解代谢,四、酮体代谢 4、酮体生成在运动中的

9、意义,1）酮体是体内能源物质转运输的一种形式,酮体是肝脏脂肪酸代谢的中间产物。 酮体是水溶性物质，易于在血液中运输，并可通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，迅速被肝外组织摄取利用。因此，酮体是长时间耐力运动时大脑和肌肉组织的能源物质。 肝输出脂肪酸类能源的一种形式。,2）参与脑组织和肌肉的能量代谢,在进行长时间的耐力运动时，由于脂肪酸大量动员，肝脏中生成的酮体大量增多，在一定程度上，血酮体可以代替血糖成为脑组织和肌肉的重要来源，这在机体糖储备减少时降低脑组织对血糖的依赖性、防止中枢疲劳、节省血糖以保持运动能力等有积极作用。,血酮体,胰岛素,血浆胰岛素,脂肪组织脂解作用,脂肪动员速率,3）参与脂肪酸动

10、员的调节,血酮体水平在一定程度上反映了脂肪酸分解供能能力和机体利用酮体的能力。,肝糖原的储量对酮体的生成有重要影响，表现为体内糖储备决定肝脏脂肪酸的两条代谢途径的速率，从而影响酮体的生成量。,糖储备充足,糖代谢,-磷酸甘油,-磷酸甘油,糖代谢,糖储备不足,甘油三酯、磷脂,酯化量,脂肪酸,酮体,肝脏内脂肪酸的两条主要代谢途径,4）血、尿酮体浓度可评定体内糖储备状况,酮体代谢的意义,缺糖时肝脏输出的优质能源 保障脑的能量供应 也作为其它组织细胞的能源弊端（代谢旺盛时）酸中毒,第三节 运动时脂代谢的特点,第三节 运动时脂代谢的特点,一、运动时脂肪代谢1、长时间运动时骨骼肌细胞燃料的选择 每克脂肪完全

11、氧化可产生ATP的量是糖的2.5倍 糖原以水化合物的形式储存在细胞内；脂肪则以无水的形式储存，以脂肪分子形式储能具有体积小的特点。,第三节 运动时脂代谢的特点,一、运动时脂肪代谢 2、运动时脂肪的供能作用 当以7090最大摄氧量强度运动时，在开始运动1015min以后。 在低于6065最大摄氧量强度的长时间运动中，尤其是在60最大摄氧量以下强度的超长时间运动中，脂肪成为运动肌的重要供能物质。,第三节 运动时脂代谢的特点,一、运动时脂肪代谢3、运动时脂肪参与供能的形式(1)在心肌、骨骼肌等组织中，脂肪酸可经氧化，生成二氧化碳和水。这是脂肪供能的主要形式。(2)在肝脏中，脂肪酸氧化不完全，生成中间

12、产物乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮，合称酮体。酮体参与脂肪组织脂解的调节。(3)在肝、肾细胞中，甘油作为非糖物质经过糖异生途径转变成葡萄糖，对维持血糖水平起重要作用。,4、运动时脂肪参与供能的来源,(1)脂肪组织(即脂库)储存的脂肪； (2)循环系统即血浆脂蛋白含有的脂肪； (3)肌细胞浆中的脂肪。运动时人体基本上不利用肝脏内储存的脂肪。,能量,骨骼肌胞浆的脂滴,脂库中的脂肪,血浆脂蛋白,第三节 运动时脂代谢的特点,二、运动时脂肪酸的利用 动脉血FFA是安静肌的基本燃料。运动时骨骼肌氧化脂肪酸依靠甘油三酯水解和摄取血浆FFA，随着运动时间延长，血浆FFA供能起主要作用。,第四节 运动、血脂代谢与健康

13、,一、血脂的概念、分类及功能,血脂人体血浆中的脂质 包括：胆固醇、三酰甘油、磷脂、FFA（游离脂肪酸）,二、运动对血脂代谢的影响,长期的有规律的 耐力锻炼可以使 血浆总胆固醇保 持较低水平。,研究发现: LDL与心血管疾病的发病率呈正相关； HDL与心血管疾病的发病率呈负相关。,练习题,1、脂酰辅酶A进入线粒体后，每次-氧化作用包括 、 、 和 4个连续的反应过程。（ ）A、脱氢、加水、转氨基、磷酸化 B、脱氢、加水、再脱氢、硫解C、脱氢、脱水、酵解、脱羧D、脱氢、脱水、再脱氢、脱水 2、肝脏细胞内脂肪酸氧化生成的乙酰辅酶A，有一部分转变成 、. 、 ，这3种产物统称为酮体。（ ）A、乙酰乙酸

14、 B、丙酮酸 C、-羟基丁酸 D、丙酮 3、运动时人体内参与分解供能的脂肪有哪几种来源途径。（ ）A、肝脏中的脂肪 B、骨骼肌细胞浆中脂肪滴 C、血浆脂蛋白中的脂肪 D、脂库中的脂肪 4、安静时，人体脂肪组织内脂肪水解所产生的脂肪酸大约 进入血液，约 经再酯化作用生成三酰甘油。 5、 是三酰甘油水解的限速酶。 A、三酰甘油脂肪酶 B、二酰甘油脂肪酶 C、单酰甘油脂肪酶,6、糖是长时间低强度运动时的主要能源物质。（ ） 7、脂肪（三酰甘油）分解代谢的第一步是水解成脂肪酸和甘油。（ ） 8、运输脂酰辅酶A进入线粒体的载体是肉碱。（ ） 9、当体内糖储备下降时，肝糖原代谢减弱，大多数脂肪酸进入线粒体

15、氧化，致使酮体生成量增多。（ ） 10、交感神经系统和血液肾上腺素对激素敏感性脂肪酶具有抑制作用，而乳酸、酮体、胰岛素对其具有激活作用。（ ） 11、脂质是指由 所形成的酯类及其衍生物。（ ）A、脂肪酸和醇 B、碳、氢、氧 C、单纯脂、复合脂 D、脂肪酸和醛 12、运动锻炼可增加血液中 的含量，加速血中胆固醇的运输与排出，对于防止动脉硬化起着重要作用。（ ） A、极低密度脂蛋白 B、中间密度脂蛋白 C、低密度脂蛋白 D、高密度脂蛋白,13、脂肪酸彻底氧化的产物是（ ）。A、乙酰辅酶A B、脂酰辅酶A C、丙酰辅酶A D、水、二氧化碳 14、脂肪酸在血液中的运输形式是（ ）。A、血浆FFA B、三酰甘油 C、磷脂酸 D、脂蛋白 15、下列哪些是人类膳食的必需脂肪酸？（ ）A、油酸 B、亚麻酸 C、亚油酸 D、硬脂酸 16、酮体是 在肝内分解氧化时特有的中间代谢产物。（ ）A、乙酰辅酶A B、糖 C、脂肪酸 D、蛋白质 17、脂肪酸的-氧化是在 中进行。 18、人体的脂肪只能从食物中获取。（ ） 19、脂肪酸的-氧化是不需要氧的过程。（ ） 20、 是体内脂肪酸分解的主要途径。 21、脂肪酸-氧化也是脂肪酸的改造过程。（ ） 22、简述运动时酮体代谢的生理意义。,