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1、第五章 物质与能量代谢,第一节 物质代谢,第二节 能量代谢,第三节 体 温,概 述,物质代谢：人体与其周围环境之间不断进行的物质交换过程。 能量代谢：机体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用。,第一节 物质代谢,一、人体主要营养物质的消化与吸收 (一)主要营养物质的生理功用 1.三大能源物质的生理功用 2.水及无机盐的生理功用 3.维生素的生理功用,(二)主要营养物质的消化与吸收,消化：食物在消化道内被分解为小分子的过程。 吸收：经过消化的食物，透过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程。 1.消化 消化的方式： 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
2、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。,(1)消化道平滑肌的一般特性,消化道平滑肌特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性。 特点包括： 消化道平滑肌的兴奋性比骨骼肌低； 消化道平滑肌在体外适宜环境内，仍能保持良好的节律性运动； 消化道平滑肌经常保持一定的紧张性收缩，以维持消化道的形状和位置，并使消化道管腔保持一定的基础压力，产生平滑肌的收缩活动； 消化道平滑肌具有较大的伸展性，从而使消化道能够容纳几倍于自己原初体积的食物； 消化道平滑肌对电刺激不敏感，而对牵张、温度和化学刺
3、激特别敏感。,(2)消化液的作用,消化液的主要功能为：,稀释食物，使之与血浆的渗透压相等，以利于吸收； 改变消化道内的pH，使之适应于消化酶活性的需要； 水解复杂的食物成分，使之便于吸收； 通过分泌粘液、抗体和大量液体，保护消化道粘膜。例如，胃的粘液具有较高的粘滞性和形成凝胶的特性。,(3)营养物质在消化道各部位消化简述,口腔内消化 胃内消化 小肠内消化 大肠内消化,口腔内消化,口腔内消化：,唾液的性质和成分 pH: 6.67.1(无色无味近于中性的液体)。 成分：水(占99%)，有机物(唾液淀粉酶、粘蛋白、球蛋白、溶菌酶等)，无机物(Na+、k+、HCO3-、Cl-等)。 唾液的作用： 1.
4、消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。 2.清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。 3.排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。 4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。,胃内消化,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HCO3- 等无机物。,胃蛋白酶 蛋白质 蛋白际、蛋白胨、多肽 胃排空：食物由胃进入十二指肠的过程 食物的排空速度与食物的物理性状及化学组
5、成有关。 通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空快，颗粒小的食物比大块食物排空快。 糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。,小肠内消化,1.胰液 胰液为无色透明的碱性液体 pH7.88.4，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 (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
6、(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。,2.吸收,(1)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
7、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-。,(2)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。,(3)小肠内主要营养物质的吸收,(三)肌肉运动对消化和吸收机能的影响,肌肉运动可以产生骨骼肌血管扩张、血流量增加，内脏血管收缩、血流量减少的效应，导致胃肠道血流量明显减少(约较安静时减少2/3左右)，消化腺分泌消化液量下降；运动应激亦可致胃肠道机械运动减弱，使消化能力受到抑
8、制。 为了解决运动与消化机能的矛盾，一定要注意运动与进餐之间的间隔时间。饱餐后，胃肠道需要血液量较多，此时立即运动，将会影响消化，甚至可能因食物滞留造成胃膨胀，出现腹痛、恶心及呕吐等运动性胃肠道综合征。剧烈运动结束后，亦应经过适当休息，待胃肠道供血量基本恢复后再进餐，以免影响消化吸收机能。,二、主要营养物质在体内的代谢,(一)糖代谢 1人体的糖贮备及其供能形式 人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。 单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。 因而，人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，
9、并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。,(1)糖原 人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克。 肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。,(2)血糖 血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为80-120mg%。 血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。 运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。 血糖浓度是人体
10、糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。 饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。,2.糖在体内的分解代谢,(1) 糖 酵 解,糖酵解与乳酸生成,乳酸的清除（引自：A.W.S.Watson,1995）,(2)有氧氧化,糖的有氧氧化途径,3.运动与补糖,(1)补糖时间与补糖量 目前一般认为，运动前3-4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。一方面，糖从胃排空小肠吸收血液转运刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的
11、释放，使血糖水平升高；同时还可以减少运动时肌糖原的消耗。 应当注意的是，在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。,进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时间临时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛，可以通过设立途中饮料站适量补糖。运动后补糖将有利于糖原的恢复。耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。 运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。 运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖
12、。,(2)补糖种类,低聚糖是一种人工合成糖(目前多使用由2-10个葡萄糖单位聚合成的低聚糖)，渗透压低，分子量大于葡萄糖。研究表明，浓度为25%的低聚糖的渗透压相当于5%葡萄糖的渗透压，故可提供低渗透压高热量的液体，效果较理想。 对糖原恢复的研究发现，淀粉、蔗糖合成肌糖原的速率大于果糖，但果糖合成肝糖原的效果则比蔗糖或葡萄糖为佳。因此，补糖时应注意合理选择搭配糖的种类，同时，运动员膳食中应注意保持足够量的淀粉。,(二)脂肪代谢,1.人体的脂肪贮备 人体脂肪的贮存量很大，约占体重的10%-20%。一般认为，最适宜的体脂含量为：男性为体重的6%-14%，女性为10%-14%。 2.脂肪在体内的分解
13、代谢 脂肪在脂肪酶的作用下，分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在氧供应充足时进行运动，脂肪可破大量消耗利用。,3.脂肪代谢与运动减肥,运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。 减肥的方式：一是参加运动，二是控制食物摄入量。 选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。 水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等
14、多种运动。,4.减肥运动量的设定,适宜：每周减轻体重0.45公斤(1磅) 上限：每周减轻体重0.9公斤(2磅) 具体措施为： 运动频度：每周运动3-5次 运动时间：每次持续30-60分钟 运动强度：刺激体脂消耗的“阈值” 即50%-85%VO2max或60%-70%最大心率,(三)蛋白质代谢,1蛋白质在体内的代谢 2.关于蛋白质的补充问题 成人最低生理需要量约为30-45克/天或0.8克/公斤体重。 生长发育期的青少年由于组织增长及再建的需要，蛋白质的需要量为2.5-3克/公斤体重。 运动员的蛋白质供给量比普通人高，目前认为我国运动员为1.2-2克/公斤体重，优秀举重运动员蛋白质补充量每日1.
15、3-1.6克/公斤体重，耐力性运动中，即使糖类足以供应机体运动中所需能量，膳食中蛋白质的补充量也应达到1.5-1.8克/公斤体重。,(四)水代谢,1.人体的水贮备及分布 水是人体重要的组成成分，是维持生命活动必需的营养物质。成人体内含水约占体重的60%，其中，细胞内液约占40%，细胞外液约占20%(血浆占5%，组织间液占15%)。 存在形式：一是游离水，二是结合水人体绝大部分水均以结合水的形式存在。,2.人体的水平衡,3.运动员脱水及其复水,脱水是指体液丢失达体重1%以上。 被动脱水：运动员在运动训练过程中，由于气温、运动强度及运动持续时间等因素的影响，可能产生程度不同的水分丢失。 主动脱水：
16、为了达到降低体重的目的，赛前采用人工手段，如使用利尿剂等，人为地造成机体脱水。 复水：为改善和缓解脱水状况所采用的补水方法。 运动员的复水，应以补足丢失的水分、保持机体水平衡为原则。已经证明，赛前和赛中复水有明显的益处。,(五)无机盐代谢,1.人体无机盐的种类 2.微量元素的抗衰老作用 3.运动中无机盐代谢的特点,4.关于运动员补盐问题,多数研究指出，即使是长跑运动员在热环境下每日跑27.35公里，由于大量出汗而丢失一定量的Na+、K+、Ca+、Fe+、Mg+、Zn+和其他微量元素，但只要摄入平衡膳食，并补充丢失的水分，仍能保持无机盐的平衡。而且，由于汗液中无机盐的浓度低于体液中的浓度，运动中没有必要补充无机盐。但是，在一些超长距离项目中，如超长马拉松跑、铁人三项比赛等，有必要适当补充无机盐。,返回,
