第1章 肌肉活动的能量供应

第三节 肌肉活动时的能量供应·一、肌肉活动的能量来源生物体从单细胞的低等生物到多细胞德高等生物以及人体，其体内的一切生命活动的能量来源都直接来源于A TP 。

A TP 最终来源于糖、脂肪、蛋白质的氧化分解，A TP 是肌肉工作的直接供能物质，它贮存于细胞中，以肌细胞为最多。

·肌肉收缩的直接能量来源：A TP ；·肌肉活动的间接能量来源：糖、脂肪、蛋白质 二、肌肉活动时能量供应的三个系统（一）磷酸原系统（ATP-CP 系统）概念：通常是指ATP 和磷酸肌酸（CP ）组成的系统，由于二者的化学结构都属于高能磷酸化合物，故称为磷酸原系统（A TP —CP 系统）三大能源物质的代谢糖是机体最主要、来源最经济、供能又快速的能源物质，机体正常情况下有60%的热能由糖来提供，运动时糖供能的比例更大、更重要。

正常情况下，有氧氧化是糖分解供能的主要方式。

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，血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源，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。

当机体血糖降低时首先影响到的器官是大脑。

脂肪是一种含能量较多的营养物质，1克脂肪在体内彻底氧化可产生38.94千焦热能，约是氧化同量糖和蛋白质的二倍多。

脂肪是长时间肌肉运动的重要能源。

蛋白质是构成细胞结构的主要原料，蛋白质代谢是以氨基酸代谢为基础，在肌肉活动中的供能作用一般不占重要地位。

供能特点：供能总量少，持续时间短，功率输出最快，不需要氧，不产生乳酸等类中间产物。

若以最大功率输出，仅能维持2s左右。

肌肉中CP的贮量约为ATP的3-5倍。

（磷酸原系统是一切高功率输出运动项目的物质基础，数秒内要发挥出最大能量输出，只能依靠磷酸原系统）主要供能的运动项目：高功率输出项目，如短跑、投掷、跳跃、举重、足球射门等运动项目。

（二）乳酸能系统（糖酵解系统）概念：乳酸能系统是指糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中（又称酵解），再合成ATP的能量系统。

运动的能量供应前言人体生命活动的运行需要消耗能量。

在人们参加剧烈体育运动时，肌肉长时间地收缩和舒张，脏器的活动增强，以及神经系统能量消耗增加，将使运动时总的能量消耗比静息时增加几倍到几十倍，甚至百倍以上。

从另一方面讲，长期科学训练将使人体运动时的能量供应与消耗得到改善，从而为提高人体运动能力奠定物质基础。

因此，了解与研究人体运动时的能量供应是体育教师.教练员以及运动员必备的知识。

一肌肉活动的能量及其能量的释放人体运动需要大量能量。

这些能量的来源是自食物中的六大营养素中的三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质。

（一）糖及其分子中能量的释放与转移糖是肌肉活动最主要的燃料。

人体糖的存在形式有两种：第一种是以葡萄糖的形式存在于血液中；第二种是存在于肝脏和肌肉中的糖原（肝糖原和肌糖原）。

人体运动所需的能量主要是由糖（或脂肪）的氧化分解过程释放出来的。

糖的氧化分解主要有两个途径：（1）在无氧条件下进行的糖酵解；（2）在有氧条件下进行的有氧氧化。

在一般条件下，糖主要以有氧氧化的途径分解供能。

表1：有氧氧化同无氧糖酵解的对比(二) 脂肪及其燃烧（氧化）脂肪是肌肉活动的另一主要原料。

机体内储备的脂肪量是势能的最大来源。

与其他营养物质比较，可作为能量的脂肪数几乎是无限的。

来自储藏脂肪的实际燃料贮存量大约相当于90000～110000千卡左右。

成年人体内贮存脂肪量的差别很大，且缺乏精确的正常值。

一般成年男子的贮存脂肪量约占体重的15～20%，女子稍高。

脂肪氧化时,.体内首先由脂肪酶催化水解为甘油和脂肪酸。

甘油随着血液循环至肝脏和其他组织进行再分解。

而释出的脂肪酸进一步氧化释放能量，共全身各组织摄取利用。

脂肪酸彻底氧化所释放的能量比糖多得多，且利用率也比糖高。

当脂肪酸大量分解时，会产生三种中间物质：乙酰乙酸、B- 羟丁酸和丙酮。

我们将这三种中间产物合称为酮体。

短时间剧烈运动后，血液中的酮体上升。

这是由于运动时的糖供能不足，脂肪酸利用量增加而又氧化不足的缘故。

《运动营养学》课程笔记第一章：运动与营养素一、营养素概述1. 营养素定义：营养素是指食物中可以为人体提供能量、构成机体组织、调节生理功能的化学物质。

它们是维持人体生命活动的基本物质。

2. 营养素分类：- 宏量营养素：碳水化合物、脂肪、蛋白质。

- 微量营养素：矿物质（无机盐）和维生素。

- 水和其他膳食成分：膳食纤维、植物化学物等。

3. 营养素的作用详述：- 提供能量：- 碳水化合物：每克提供4千卡能量，是人体最经济的能量来源。

- 脂肪：每克提供9千卡能量，是能量密度最高的营养素。

- 蛋白质：每克提供4千卡能量，主要用于生长、修复和维持机体组织。

- 构成机体组织：- 蛋白质：构成肌肉、骨骼、皮肤、头发等。

- 脂肪：构成细胞膜、保护内脏、维持体温。

- 矿物质：如钙、磷构成骨骼和牙齿。

- 调节生理功能：- 维生素：作为辅酶参与代谢，调节生理功能。

- 矿物质：如钠、钾维持电解质平衡，铁参与氧的运输。

二、运动与碳水化合物1. 碳水化合物的分类详述：- 单糖：如葡萄糖（血糖）、果糖（水果中）、半乳糖（乳糖的一部分）。

- 双糖：如蔗糖（糖）、麦芽糖（麦芽中）、乳糖（乳制品中）。

- 多糖：如淀粉（植物储存能量）、纤维素（植物细胞壁）、糖原（动物储存能量）。

2. 碳水化合物的生理功能详述：- 主要能量来源：碳水化合物是人体活动，尤其是大脑和红细胞的主要能量来源。

- 调节血糖：通过糖原的储存和释放，维持血糖水平的稳定。

- 抗生酮作用：碳水化合物可以防止脂肪过度分解产生酮体，避免酮症酸中毒。

3. 运动与碳水化合物的关系详述：- 运动时，肌肉优先使用碳水化合物作为能量来源，尤其是在高强度运动中。

- 运动前补充碳水化合物可以提高肌肉糖原储备，延长运动时间，提高运动强度。

- 运动后补充碳水化合物有助于快速恢复肌肉糖原，促进肌肉修复。

三、运动与脂肪1. 脂肪的分类详述：- 饱和脂肪酸：通常来源于动物产品，如肉类、奶酪、黄油，以及某些植物油，如棕榈油和椰子油。

第一章：肌肉活动的能量供应（一）填空题1.实现机体各种生理活动所需的直接能源均来自ATP的分解；而间接能源来自食物中；糖、脂肪、蛋白质的分解代谢。

2.ATP再生成的代谢方式，可分为.有氧和无氧两种方式。

3.ATP再生成过程，通常包括底物水平磷酸化和氧化磷酸化两种方式。

4.1moL的葡萄糖或由糖原分解的葡萄糖残基，经酵解途经，可净生成ATP的mol数，分别为和。

5.1moL的葡萄糖或由糖原分解的葡萄糖残基，经有氧氧化途经，可净生成ATP的mol数，分别为和。

6.1moL的CP分解时，可净生成moL的ATP。

7.磷酸原系统通常是指由细胞内ATP和CP等化合物组成。

8.无氧分解供能应包括磷酸原系统和乳酸能系统两种能量系统。

9.短跑以无氧代谢供能为主，长跑则以有氧代谢供能为主。

10.乳酸能系统的供能底物只能是葡萄糖；和糖原。

11.运动时，体内以何种方式供能，主要取决于运动强度；与运动时间的相互关系。

12.糖的呼吸商是；脂肪的呼吸商接近。

13.食物中三种能源物质，其氧热价最高的是；而食物热价最高的是。

14.糖在体内的存在形式主要有糖原；和葡萄糖两种。

15.把能量统一体的表示形式，可分为和两种。

16.食物在消化道内的分解过程包括和两种方式。

17.线粒体传递氢与氧化合的呼吸链主要有和两条。

18.组织经氧化分解脱下来的氢，经NADH2呼吸链传递最终生成水时，ATP生成量为经FADH2呼吸链传递最终生成水时，ATP生成量为。

19.通常胃的机械性消化包括和两种。

20.通常小肠的机械性消化包括、和三种。

21.运动中影响肌肉能量代谢方式的因素，主要是和两个变量因素。

22.在消化系统中，主要营养物质吸收的部位是 .23.食物中三种能源物质，其氧热价最高的是；而食物热价最高的是（二）判断题：1.生物体内的能量的释放，转移和利用等过程是以ATP为中心进行的。

（）2.剧烈运动开始阶段，可使肌肉内的ATP迅速下降，而后是CP迅速下降。

第五章肌肉活动的能量供应本章教学目的和要求：了解安静时人体内能量代谢规律，掌握运动时能量的来源，三个供能系统特征，以及安静和运动时能量代谢的测定方法。

教学重点：运动时能量的来源；人体三个供能系统特征；能量连续统一体的理论及其使用难点：能量代谢的测定方法；能量连续统一体的理论及其使用。

第一节：人体内能量的来源和去路第二节：人体运动时的能量供应第三节：能量代谢的测定第一节：人体内能量的来源和去路（一）ATP直接能量来源人体内维持各种生命活动的能量只能从食物中获得，即糖、脂肪和蛋白质结构中的化学能。

但人体活动的直接能量来源于ATP分解供能。

反应简式如下：机体维持生命活动需要不断消耗ATP，ATP不断生成又保障了机体连续不断地能量供应。

生物体内能量的释放、转移和利用的过程都是以ATP为中心进行的。

而ATP的分解和再合成的速度随代谢的需要而变化。

（二）ATP再生成的途径ATP的再生成实际上是ADP和Pi 再连接，是一个磷酸化的吸能过程。

被吸收的能量只能从摄入机体内的糖、脂肪和蛋白质等物质的分解（放能）过程中获得。

一般认为蛋白质在正常情况下不作为能源物质参和供能。

蛋白质是构成生命、实现自我更新的结构基础，只有在特殊情况下参和供能。

因此，ATP的生成主要是在糖和脂肪的分解代谢过程中进行的。

糖的分解可以是有氧氧化，也可以是无氧酵解；而脂肪的分解则完全是有氧氧化。

因此，ATP的生成包括有氧生成和无氧生成两种类型。

ATP的有氧生成（氧化磷酸化）：糖和脂肪的氧化分解是在细胞线粒体内进行的，是一个逐步氧化、逐步放能的复杂过程。

其途径都要通过三羧酸循环，最终把糖和脂肪分解成为CO2和H2O。

其中CO2是在脱羧（-COOH）反应中产生的，它不伴有能量的明显变化；而H2O的生成是在脱氢（H2）反应中产生的，即把脱下来的氢，经呼吸链传递，最终和氧化合生成水，此过程释放能量，是供ATP有氧生成的主要过程。

由于ATP生成的磷酸化最终是和O2化合实现的，故称为氧化磷酸化。

运动生理学第一章肌肉活动的能量供应1．能量与生命的关系如何，是怎样实现的？人体生命活动是一个消耗能量的过程，而肌肉活动又是消耗能量最多的一种活动形式。

运动时，人体不能直接利用太阳能、电能等各种物理形式的能量，只能直接利用储存在高能化合物三磷酸腺苷分子中蕴藏的化学能，与此同时糖、脂肪、蛋白质则可通过各自的分解代谢，将储存在分子内部的化学能逐渐释放出来，并使部分能量转移和储存到A TP分子之中，以保证ATP供能的持续性。

2．不同运动中，ATP供能与间接能源的动用关系？1．ATP是人体内一切生命活动能量的直接来源，而能量的间接来源是指糖、脂肪和蛋白质。

2．糖是机体最主要，来源最经济，供能又快速的能源物质，一克糖在体内彻底氧化可产生4.1千卡的热量，机体正常情况下有60％的热量由糖来提供。

3．在进行剧烈运动时，糖进行无氧分解供能，1分子的糖原或葡萄糖可产生3－2分子的ATP，可利用的热量不到糖分子结构中重热量的5%，能量利用率很低，但产能速率很高。

4．在进行强度不是太大的运动时，糖进行有氧分解供能，此时1分子的糖原或葡萄糖可生成39－38分子的ATP，糖分子结构中的热量几乎全部可以被利用，但产能速率较低。

5．脂肪是一种含热量最多的营养物质，1克脂肪在体内彻底氧化可产生9.3千卡的热量，他是长时间肌肉运动的重要能源。

6．体内脂肪首先通过脂肪动员，分解为甘油和脂肪酸。

甘油经系列反应步骤，可循糖代谢途径氧化，由于肌肉内缺乏磷酸甘油激酶，故甘油直接为肌肉供能的意义不大。

脂肪酸进入细胞后，在线粒体外膜活化，经肉碱转运至内膜，再经ß氧化逐步生成乙酰辅酶，之后经三羧酸循环逐步释放出大量能量供ADP再合成ATP，此过程是脂肪氧化分解供能的主要途径。

蛋白质分解供能是由氨基酸代谢实现的，但蛋白质分解供能很不经济，故一般情况不作为主要供能物质。

3．三种能源系统为什么能满足不同强度的运动需要？这是由他们各自的供能特点所决定的。