02-糖代谢与运动

• （一）人体内糖的存在形式与储量
• 占人体干重的2%，按作用主要分为两类。一类 是结合糖，其生理作用是与其他物质结合参与人 体成分的组成；另一类是自由型糖，以游离态和 化合态的形式存在。 • 血糖 • 肌糖原 • 肝糖原
糖8（糖的生物功能）
成人体内糖总量约500g，其中肌糖原约占75%， 肝糖原约占20%，血糖约占1.2%（P45）。
• 理解运动训练和体育锻炼中糖代谢产生的适应性变化。
引言
• 糖是自然界分布最为广泛的有机物质，也
是组成人体的重要成分之一。
• 人体内糖的形式有两种，糖原和葡萄糖
第02 糖代谢与运动
第一节 糖概述 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖原合成和糖异生 第四节 糖代谢与运动
第02 糖代谢与运动
第一节 糖概述 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖原合成和糖异生 第四节 糖代谢与运动
分支酶催化糖原不断形成新分支链
12~18G
糖原合酶
1.糖原分子
分枝酶 糖原合成的限速酶
糖原引物
2.糖原素或糖原蛋白
（二）糖的异生
• 定义：
• 由非糖物质转变成糖原或葡萄糖的过程称为糖的异
生。
正常情况下，肝脏是糖异生的主要器官，但在饥饿
状态下，肾脏和肌肉也能进行糖的异生。
• 在运动中的意义 1. 弥补体内糖量不足，维持血糖相对稳定 2. 乳糖异生变糖，有利用运动中乳酸消除
糖的概念、化学组成、 分类、结构、生物功能……
第一节 糖质概述
• 糖质的范围
绿色植物的根、茎、叶果实所含的葡萄糖
、果糖、蔗糖、淀粉和纤维素；哺乳动物 乳汁中的乳糖，血液中的血糖，肝脏和肌 肉中的糖原等，都属于糖质物质。
一、糖质的概念和化学组成
一、糖质的概念和化学组成
• 概念 糖质是一种含有多羟基的醛类或酮类物质 化合物的总称。 例如葡萄糖，果糖。 • 化学组成 有C H O三中元素组成（碳水化合物） • 占人体干重2%，少量以糖脂、糖蛋白的形 式构成神经、生物膜、抗体、某些酶、激素 、和结缔组织的的重要成分，大部分以多糖 的形式贮存于组织器官中。
糖1（概念）
二、糖的分类
• 根据特点可以分为单糖、寡糖、多糖 • 单糖 凡是不能用水解的方法再降解的最简单的糖称为 单糖。 • 寡糖 又称为低聚糖，由2-10个单糖分子缩合而成。 • 多糖 由多个单糖分子缩合而成的高分子有机化合物。
糖2（通式、分类）
糖（碳水化合物）的通式 ：Cn(H2O)n
不符合通式的糖物质： 鼠李糖（C6H13O5）、脱氧核糖（C5H10O4）等。 符合通式的非糖物质： 乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。 分类 单糖 寡糖 多糖 主要种类 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖…… 核糖、脱氧核糖…… 麦芽糖、蔗糖、乳糖…… 淀粉、纤维素、糖原……
（四）糖代谢的运动适应 2. 糖代谢运动适应的应用
（2）乳酸耐受力训练法：使血乳酸浓度持续保持高位的 训练方法。目的是提高机体耐酸能力。一般可采用亚极量 （85-90%VO2max）的间歇训练模式（300-400M跑），
运动生物化学
第02章 糖代谢与运动
教学目标
• 掌握糖的概念，葡萄糖的化学结构、人体内糖存在的形式 与储量、糖代谢不同化学途径与ATP合成的关系，糖代谢 及其产物对人体运动能力的影响。 • 了解糖的组成，分类和运动时的生物学功能。
• 熟悉 糖酵解、糖的有氧氧化，糖原的合成和糖异生作用 的基本代谢过程及其在运动中的意义，
①已糖激酶 ②磷酸已糖异构酶 ③磷酸果糖激酶 ④醛缩酶 ⑤磷酸丙糖异构酶 ⑥磷酸甘油醇脱氢酶 ⑦磷酸甘油酸激酶 ⑧磷酸甘油酸变位酶 ⑨烯醇化酶 ⑩丙酮酸激酶 A 磷酸化酶 B 乳酸脱氢酶
无氧氧化总反应式： 葡萄糖→2HL（乳酸）+能量（相当 于2ATP）
• 糖酵解的生理意义
• 是生物内普通存在的功能途径，正常生理调节下， 大多数组织有充足的氧气供应，因而很少进行糖 无氧酵解。只有少数活跃耗能较多细胞组织如视 网膜、肾髓质成熟的红细胞（没有线粒体）和睾 丸在氧气供应充足的情况下，仍进行糖的无氧供 能，来获得能量。 • 是剧烈运动时能量的主要来源
直链糖原合成的UDPG途径
直链糖原合成
酶的种类： ① 已糖激酶 ② 磷酸已糖异构酶 ③ UDPG焦磷酸化酶 ④ 糖原合成酶 ⑤ UDP激酶
D 总反应式： Gn+G+2ATP → Gn+1+2ADP+Pii
注1：表中UTP称“三磷酸尿苷”，Pii称“焦磷酸”，UDPG 称“尿苷二磷酸葡萄糖”。①⑤为限速酶。Gn为至少含4个葡 萄糖残基的直糖链。“激酶”的作用是将ATP上的一个高能 磷酸健转移到底物上去，转移到什么底物上，就称什么激酶。
细胞膜外
糖异生
糖异生作用
糖异生不是糖酵解的逆过程。 场所：肝（饥饿时肾、肌肉也 参与）。 限速酶（P60）： （1）丙酮酸羧化酶 （2）丙酮酸P激酶 （3）F-1,6二P酯酶 （4）G-6P酯酶 意义（P61）： （1）弥补体内糖量不足。 （2）通过HL（乳酸）循环 （P61，图2-3-1）消除运动肌 产生的HL。
生理意义
1.每分子葡萄糖完全氧化，释放能量可以合成 32ATP。是糖酵解的16倍，因此，它是长时间大 强度运动时的重要能量来源，是机体利用糖能 源的主要途径。 2.三羧酸循环是人体内糖质、脂质、和蛋白质的 三大代谢的中心环节。
第02章 糖代谢与运动
第一节 糖概述 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖原合成和糖异生 第四节 糖代谢与运动 由单糖在体内合成糖原的过程称 糖原合成。 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原 的过程称糖异生作用。
（一）糖的无氧酵解
• 糖分解代谢的底物有两种一种是糖原，另一种是各组织细胞中的葡 萄糖。根据代谢时氧气的参与，糖代谢可以分为有氧氧化和糖的无 氧酵解两个过程。
无氧氧化——糖酵解途径
葡萄糖酵解使1分子葡萄糖产生2 分子丙酮酸、2分子H2O、2分子 ATP和2分子DNAH。 葡萄糖无氧氧化使1分子葡萄糖 产生2分子乳酸和相当于2分子ATP 的能量（而不是2分子ATP）。
（二）运动中血糖浓度的变化规律（P60）
1-2min大强度运动：无明显变化。 4-10min全力运动：明显上升。 15-30min全力运动：开始回落。 1-2h运动至疲劳：回归至正常值低限区间。 2-3h运动至疲劳：降至正常值以下，甚至可能出现 低血糖休克。
140 90 100 80
10
1-2min大强度运动 4-10min全力运动 15-30min全力运动 1-2hr力竭运动 2-3hr力竭运动
细胞膜内
线粒体内膜内
第02章 糖代谢与运动
第一节 糖概述 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖原合成和糖异生
第四节 糖代谢与运动
一、运动中的糖代谢特点 二、血糖与运动
三、血乳酸与运动
四、糖代谢的运动适应
（一）运动中的糖代谢特点（P62）
肌糖原来源于血糖的合成。大强度短时间运动肌糖 原不会耗尽，中低强度长时间运动至力竭肌糖原则 耗尽。 血糖来源于肝糖原分解和肝、肾等组织的糖异生。 安静时肝糖原分解是血糖的主要来源（约占70%）， 饥饿时糖异生成为血糖的主要来源（接近100%）， 大强度短时间运动时肝糖原分解是血糖的主要来源 （可达90%），中低强度长时间运动时糖异生则成 为血糖的主要来源。
（二）糖的有氧氧化
• 定义
葡萄糖或糖原在氧气供应充足的情况下，氧化分解
，生成二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
• 分为3个阶段：
葡萄糖或糖原分解为丙酮酸
丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
乙酰辅酶A进入三羧酸循环
有氧氧化——三羧酸循环
三羧酸循环
酶的种类： A 丙酮酸脱氢酶系 ①柠檬酸合成酶 ②顺乌头酸酶 ③异柠檬酸脱氢酶 ④α-酮戊二酸脱氢酶系 ⑤琥珀酸硫激酶 ⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶 ⑧苹果酸脱氢酶
（三）运动中的乳酸代谢特点
运动中产生的乳酸主要通过乳酸穿梭（P65）方式 氧化，途径有二： （1）在运动肌内，由快肌b进入快肌a或慢肌氧化。
（2）通过循环系统由运动肌
进入非运动肌、心肌氧化 。
运动中血乳酸浓度的变化规律
安静时血乳酸浓度约为1-2mmol/L。在递增强度的 运动中，血乳酸浓度先是缓慢上升，当运动强度达 到临界值时，血乳酸浓度开始急剧上升，此运动强 度称乳酸阈。 乳酸阈存在很大的个体差异。乳酸阈所对应的血乳 酸浓度也存在很大的个体差异，其变动范围在1.47.5mmol/L之间，均值为4mmol/L。 乳酸阈是机体供能由有氧为主转为无氧为主的临界 点。 运动时肌乳酸浓度>血乳酸浓度。
（二）糖的生物学功能：
（1）提供机体所需的能量。 （2）促进脂肪的彻底氧化分解。 （3）减少蛋白质的消耗。 （4）促进运动性疲劳的恢复。
第02章 糖代谢与运动
第二节 糖的分解代谢
第一节 糖概述 第二节 糖的分解代谢 第三节 糖原合成和糖异生 第四节 糖代谢与运动
1、无氧氧化：糖→糖酵解→丙酮 酸→乳酸 2、有氧氧化：糖→糖酵解→丙酮 酸→乙酰CoA →三羧酸循环 →H2O+CO2
糖3（开链式结构）
糖的结构：
（P42）
糖4（环式结构）
糖的结构：
将六元环碳原子省略，左面原子或基团写在环上方，右面原子或基 团写在环下方，即可将开链式用哈沃斯式表示。哈沃斯式还可进一步简 化：用短线代表氢，用折线代表羟基。
糖5（单糖）
单糖
糖6（寡糖）
寡糖
糖7（多糖）
多糖
三、糖的生物学功能 糖的生物学功能
有氧氧化总反应式：葡萄糖+6O2→6CO2+6H2O+能量（相当于32ATP）
有氧氧化——三羧酸循环
三羧酸循环
32ATP能量的来路分析： ◎ 葡萄糖→2丙酮酸： 产生2A、2N。 ◎ 2丙酮酸→2乙酰CoA： 产生2N。 ◎ 2乙酰CoA经TAC： 产生6N、2F、2G。 合计：10N、2F、2G、2A。 所以，总计产生32ATP能量。