能量代谢与运动第一页，共五十三页教学重点教学重点 运动中的能量代谢过程和三个运动中的能量代谢过程和三个供能系统的特点供能系统的特点教学难点教学难点 能量代谢测定的原理能量代谢测定的原理第二页，共五十三页第一节第一节 人体的总能量代谢人体的总能量代谢第二节第二节 基本能量系统与运动基本能量系统与运动第三节第三节 静息和运动时的能耗静息和运动时的能耗内内容容提提要要第三页，共五十三页第一节第一节 人体的总能量代谢人体的总能量代谢能量代谢概念能量代谢概念 在进行物质代谢的同时伴随着的能在进行物质代谢的同时伴随着的能量释放、转移和利用，称为能量代谢量释放、转移和利用，称为能量代谢一、能量来源和去路一、能量来源和去路二、能量代谢的测定原理与方法二、能量代谢的测定原理与方法三、影响能量代谢的主要因素三、影响能量代谢的主要因素第四页，共五十三页一、能量的来源和去路一、能量的来源和去路能量来源：能量来源：体内糖、脂肪、蛋白质的氧化分解放能体内糖、脂肪、蛋白质的氧化分解放能能量转移能量转移：有机物氧化分解释放的能量一部分用来维持体温，：有机物氧化分解释放的能量一部分用来维持体温，一部分转换成一部分转换成ATPATP贮存。
贮存能量利用能量利用（去路）（去路）：ATPATP分解放能供机体各种生命活动需分解放能供机体各种生命活动需要第五页，共五十三页ATPATP的合成和分解是能量代谢的关键环节的合成和分解是能量代谢的关键环节 能量代谢过程能量代谢过程能量来源能量来源能量转移能量转移能量去路能量去路糖、脂肪、蛋白质糖、脂肪、蛋白质COCO2 2 H H2 2O O能能能量（散发）能量（散发）化学能化学能ATPATPADPADPC CPCrPCrPiPi能能机械能（肌肉收缩）机械能（肌肉收缩）化学能（合成代谢）化学能（合成代谢）渗透能（吸收分泌）渗透能（吸收分泌）电能（生物电）电能（生物电）热能（维持体温）热能（维持体温）（贮存）（贮存）第六页，共五十三页二、能量代谢的测定原理和方法二、能量代谢的测定原理和方法l 能量守恒定律能量守恒定律 安静时测定单位时间机体产生的热安静时测定单位时间机体产生的热l 定比定律：定比定律：在一般化学反应中，反应物量与产物量之间在一般化学反应中，反应物量与产物量之间呈一定的比例关系，称为定比定律呈一定的比例关系，称为定比定律一）能量代谢测定原理（一）能量代谢测定原理第七页，共五十三页。
二）能量代谢测定的方法（二）能量代谢测定的方法直接测热法直接测热法间接测热法间接测热法闭合式闭合式开放式开放式气体代谢法气体代谢法直接测热法直接测热法闲合式闲合式第八页，共五十三页气体代谢法气体代谢法第九页，共五十三页MAXII-运动肺功能测试运动肺功能测试 第十页，共五十三页l 气体代谢法测定原理气体代谢法测定原理营养物质氧化分解时所消耗的营养物质氧化分解时所消耗的O2和产生和产生CO2量与释放的量与释放的热量之间有一定的比例关系热量之间有一定的比例关系因此，测定人体在一定时间内的耗因此，测定人体在一定时间内的耗O2量和量和CO2的产生量，的产生量，求出呼吸商，然后查表得到氧热价，推算出机体的能量求出呼吸商，然后查表得到氧热价，推算出机体的能量代谢率第十一页，共五十三页三）呼吸商：（三）呼吸商：概念：生理学把机体在同一时间内呼出的概念：生理学把机体在同一时间内呼出的COCO2 2量与耗量与耗O O2 2量的比值称为呼量的比值称为呼吸商 RQ= CO RQ= CO2 2/O/O2 2 根据糖代谢的总反应式：根据糖代谢的总反应式： 计算得糖的呼吸商：计算得糖的呼吸商：RQ = 6/6 =1RQ = 6/6 =1糖的呼吸商为糖的呼吸商为1 1。
脂肪为脂肪为0.70.7蛋白质为蛋白质为0.80.8见下表非蛋白呼吸商和氧热价如非蛋白呼吸商和氧热价如P141P141表表6-16-1 注意：注意：剧烈运动和过度通气时剧烈运动和过度通气时, ,从肺呼出从肺呼出CO2CO2增多增多, ,呼吸商增大呼吸商增大C6H12O6 6O26CO26H2O第十二页，共五十三页食物热价：食物热价：1g1g食物完全氧化分解时所产生的热量称为该食物完全氧化分解时所产生的热量称为该食物的热价食物的热价 氧热价：氧热价：把营养物质在体内氧化时每消耗把营养物质在体内氧化时每消耗1L1L氧所产生的热量氧所产生的热量称为该物质的氧热价称为该物质的氧热价 不同营养物质的热价和氧热价不同，见下表不同营养物质的热价和氧热价不同，见下表糖的氧热价最高，所以说糖是最经济的能源糖的氧热价最高，所以说糖是最经济的能源四）食物热价与氧热价（四）食物热价与氧热价第十三页，共五十三页三种能源物质氧化时的参数比较三种能源物质氧化时的参数比较能源能源物质物质物理热价物理热价生物热价生物热价耗氧量耗氧量COCO2 2产热产热氧热价氧热价呼吸商呼吸商KJgKJg-1-1KJgKJg-1-1KJLKJL-1-1LgLg-1-1LgLg-1-1糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质17.1717.1738.9438.9423.4323.431.000.710.8020.919.718.80.831.430.750.832.030.9517.1738.9417.99第十四页，共五十三页。
非蛋白质呼吸商与氧热价非蛋白质呼吸商与氧热价非蛋白质呼吸商非蛋白质呼吸商 氧化百分比（氧化百分比（% %） 氧氧 热热 价价糖糖 脂肪脂肪 KJ/L KCal KJ/L KCal0.7 0.00 100.0 19.620 4.686 0.71 1.10 98.9 19.630 4.6900.85 50.7 49.3 20.307 4.8500.87 57.5 42.5 20.462 4.8870.90 67.5 32.5 20.617 4.9240.95 84.0 16.0 20.872 4.985 1.0 100.0 0.00 21.132 5.047 第十五页，共五十三页五、间接测热法的计算方法和步骤五、间接测热法的计算方法和步骤 气体代谢法气体代谢法 收集呼出气收集呼出气 分析呼出气中的分析呼出气中的O O2 2和和COCO2 2含量，计算耗含量，计算耗O O2 2和和COCO2 2产生量 求出呼吸商求出呼吸商 根据呼吸商查表得氧热价根据呼吸商查表得氧热价 氧热价乘以耗氧热价乘以耗O O2 2量得能耗量量得能耗量 第十六页，共五十三页 例：例：现某健康成人安静状态下的呼出气作气体分析，结果为现某健康成人安静状态下的呼出气作气体分析，结果为：O2=16.26%；CO2=4.14%。
呼出气量为呼出气量为1 1分钟分钟5.2L ，计算其能量代计算其能量代谢谢耗耗O2量量：（：（20.96-16.26）%5.2=0.2444（L.min-1)产生产生CO2量：（量：（4.14-0.04）% 5.2=0.2132（L.min-1)呼吸商呼吸商：RQ=213.2/244.4=0.87查表得氧热价为查表得氧热价为20.46（KJ.L-1）能量代谢能量代谢：1min产热量为产热量为20.460.2444=4.99（KJ） 每每h产热量为产热量为4.9960=299.53（KJ） 24h产热量为产热量为299.5324=7188（KJ）第十七页，共五十三页三、影响能量代谢的主要因素三、影响能量代谢的主要因素1.1.肌肉活动：肌肉活动：能量代谢与运动强度呈正相关能量代谢与运动强度呈正相关2.2.精神活动的影响：精神活动的影响：平静地思考问题时增加不超过平静地思考问题时增加不超过4%4%，精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或强烈情绪激动时，精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或强烈情绪激动时，产热量可以显著增加产热量可以显著增加 3.3.食物的特殊动力作用：食物的特殊动力作用：蛋白质产热量增加蛋白质产热量增加30%30%，糖类，糖类或脂肪或脂肪 4%-6% 4%-6%，混合食物，混合食物10%10%左右左右 。
4.4.环境温度的影响环境温度的影响当环境温度在当环境温度在20203030时，能量时，能量代谢最稳定，低于代谢最稳定，低于2020，代，代谢开始增加，低于谢开始增加，低于10由于寒战由于寒战和紧张代谢显著增加，当环境温度达和紧张代谢显著增加，当环境温度达30304545时，内脏活动时，内脏活动加强，代谢率也增加加强，代谢率也增加第十八页，共五十三页表7-3 运动或劳动时的能量代谢率机体的状态机体的状态产产 热热 量量平均（平均（kJ/m2min-1）躺卧躺卧2.73开会开会3.40擦窗子擦窗子8.30洗衣洗衣9.98扫地扫地11.37打排球打排球17.05打篮球打篮球24.22踢足球踢足球24.98运动或劳动时的能量代谢率运动或劳动时的能量代谢率 第十九页，共五十三页一、直接能源一、直接能源ATPATPATPATP的再合成途径：的再合成途径：PCrPCr分解生能分解生能 糖酵解生能糖酵解生能糖、脂糖、脂肪、蛋白质有氧氧化生能肪、蛋白质有氧氧化生能磷酸原系统磷酸原系统糖酵解系统糖酵解系统有氧氧化系统有氧氧化系统 二、机体三个供能系统二、机体三个供能系统第二十页，共五十三页 (一一) )磷酸原系统磷酸原系统（ ATP-PCr ATP-PCr系统或非乳酸能系统）系统或非乳酸能系统）概念概念 磷酸原系统是由三磷酸腺苷和磷酸肌酸构成的能量磷酸原系统是由三磷酸腺苷和磷酸肌酸构成的能量系统。
也称系统也称ATP-PCrATP-PCr系统或非乳酸能系统系统或非乳酸能系统 特点：特点： 不需不需2 2 输出功率最高输出功率最高 贮量少，供能时间约贮量少，供能时间约7.57.5， 不产乳酸不产乳酸 意义：快速可动用性意义：快速可动用性 主要为短时间高功率项目供能，如短跑、跳、投等主要为短时间高功率项目供能，如短跑、跳、投等评价指标评价指标：输出功率：输出功率ADPPi能能 （供能（供能2S）PCr + ADP 反应：反应： ATPC + ATP第二十一页，共五十三页 (二二) )糖酵解系统（糖酵解系统（乳酸能系统乳酸能系统）概念概念: :糖酵解系统是指肌糖元或葡萄糖无氧分解生成乳酸糖酵解系统是指肌糖元或葡萄糖无氧分解生成乳酸, ,再合再合成成ATPATP的能量系统，也称乳酸能系统的能量系统，也称乳酸能系统 1mol 1mol葡萄糖酵解产生葡萄糖酵解产生2mol2mol乳酸，生成乳酸，生成2 2或或3molATP3molATP特点特点: :无无2 2供能输出功率居中输出功率居中.供能时间为供能时间为33S33S能源：能源：糖原产生乳酸使机体至疲劳产生乳酸使机体至疲劳10S10S以上（主要为以上（主要为1 13min3min）的大）的大强度项目供能，如强度项目供能，如400400、800M800M跑等。
跑等意义在供氧不足时快速供能意义在供氧不足时快速供能, ,以以应付急需应付急需评价指标：评价指标：血乳酸水平，最大氧亏能力血乳酸水平，最大氧亏能力第二十二页，共五十三页 (三三) )有氧氧化系统有氧氧化系统 概念概念：有氧氧化系统是指糖、脂肪、蛋白质彻底氧化成有氧氧化系统是指糖、脂肪、蛋白质彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O的过程中再合成的过程中再合成ATPATP的能量系统的能量系统 1mol 1mol葡萄糖氧化生成葡萄糖氧化生成COCO2 2和和H H2 2O O，产生，产生3838或或39molATP39molATP 特点：特点：有氧供能有氧供能输出功率低输出功率低能生成大量能生成大量ATPATP，贮能多不产生至疲劳物质，供能持久不产生至疲劳物质，供能持久供能项目主要是长时间的耐力供能项目主要是长时间的耐力项目意义是人体最重要的供能系统意义是人体最重要的供能系统 评价指标。