第一章 物质代谢与运动 教学目标 1、掌握运动人体的物质组成、酶的概念、影响酶促 反应速度的因素、运动中ATP的合成； 2、熟悉运动中机体物质代谢的基本知识； 3、了解酶催化反应的特点、运动中生物氧化过程、 运动引起人体物质组成及酶的适应性变化 。 新陈代谢 （生物体生命活动的基本特征 ） 物质代谢能量代谢 合成代谢 分解代谢 生物体内不断进行着的 化学变化 第一节 运动人体的物质组成 形态学 细胞分子器官系统 人体 生物化学角度分析人体组成 一、组成人体的化学物质 共有 7 种即：糖、脂质、蛋白 质、核酸、维生素、水和无机盐 （一）人体物质组成的分类 人 体 物 质 有机分子 无机分子 能源物质 非能源物质 根据分子 结构特点 根据供能 情况 糖、脂肪、蛋白质 、核酸、维生素 水、无机盐 糖、脂肪、蛋白质 核酸、水、无机盐 、维生素 物质组质组 成 含量功能 水60%-70%体重 主要构成人体的体液。 糖质2%人体干重 主要以肝糖原、肌糖原及血 糖的形式存在。 脂质30-40%人体干重略 蛋白质54%人体干重是人体主要的结构和功能物质 。 核酸5-15%细胞干重略 无机盐4-5%体重 既可以作为结构物质，也可 与蛋白质相结合。 维生素含量很低 参与体内辅酶的构成，调节 代谢等。 （二）人体物质组成的含量与功能 二、运动对人体化学物质的影响 1.运动时人体内物质的化学反应加快 ，各种化学物质的含量及比例也会发生 相应的变化； 2.运动影响体内的调节物质。 如运动时体内的水含量下降 ，糖储备减少；体育锻炼或 训练使肌肉肥大，而体脂减 少等 作业作业 1、人体都是由、 、7大类物质构成。 2、人体内的能源物质主要包括 、 和 。 3、下列哪个化学物质不属于运动人体的能源物质。 （ ） A 葡萄糖 B 维生素C C 氨基酸 D 软脂酸 4、简答运动对人体化学物质的影响。 有的人喝酒时脸越来越红，有 的人脸越来越白，而有的人却面不 改色、大汗淋漓越喝越勇？ 许多亚洲人喝鲜奶肚子痛（拉 肚子），而欧洲人喝牛奶如同喝水 一样？ 第二节 物质代谢的催化剂酶( (EnzymeEnzyme) ) 一、概述 （一）酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用 和高度专一性的特殊蛋白质。简单说，酶是具有 催化功能的蛋白质。 与酶相关的几个概念： E + S E + P （底物） （产物） （二）酶的化学组成 酶 C、H O、N 结 合酶 单纯 酶 元素组成 分 子 组 成 表表 金属金属酶酶及其功能及其功能 表表 某些某些辅辅辅辅酶酶及其及其组组组组分的分的维维维维生素与生理功能生素与生理功能 二、酶催化反应的特点 （一）高效性 人体内的大多数反应，在没有酶的参 与下，几乎不能进行。一般酶催化反应的 速度比非酶催化的反应要高一亿倍以上。 （二）高度专一性 指酶对底物有严格的选择性。指酶对底物有严格的选择性。 （三）可调控性 酶的催化功能依赖于酶的结构，酸、 碱、离子浓度的改变均可影响酶分子的 结构，从而影响酶的催化能力，此外， 激素也可调节酶的活性。 三、影响酶促反应速度的因素 (一)底物浓度与酶浓度对反应速度的影 响 酶促反应速率 酶的浓度 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 当底物浓度较高时，增加 酶浓度可以有效地提高反应速 度 。 当酶浓度较高时，增加 底物浓度反应速度增加。 合理的运动训练可 以提高体内组织细胞中 相关的酶含量及相关底 物的储存量。 （二）PH对反应速度的影响 在一定的 pH下, 酶具有 最大的催化活 性, 通常称此 pH为最适pH 。 运动过程中，骨骼肌糖、 脂肪等分解代谢加快，酸性代 谢产物增多，可引起肌细胞pH 下降，抑制某些酶的活性，进 而影响物质的代谢速度。 l酶促反应速度在一 定的温度范围内， 随温度的升高而加 快，但过高的温度 会破坏酶分子的空 间结构，使酶失去 催化能力。 l因此大多数酶都有 一 个最适温度。 在最适温度条件下 ,反应速度最大。 （三）温度对反应速度的影响 最适温度 适度的准备活动能提高 肌肉温度，有利于提高酶活 性，以适应训练和比赛中快 速的物质代谢要求。 （四）激活剂与抑制剂对反应速 度的影响 凡能提高酶活性的物质都称为激活剂 ，凡能降低酶活性或使酶活性丧失的物质 称为抑制剂。 在人体内起着这类作在人体内起着这类作 用的物质很多，如一些金用的物质很多，如一些金 属离子、小分子的有机化属离子、小分子的有机化 合物、蛋白质分子等。合物、蛋白质分子等。 四、运动与酶适应 （一）酶催化能力（酶活性）的适应 有效的运动训练可以使机体对酶的调控 能力增强，酶更容易被激活，从而提高酶活 性。 （二）酶含量的适应 运动训练可促进蛋白质合成，使酶含量 适应性增多。 这种适应可在较短 的时间内实现，但维持 时间较短。训练引起的 酶催化能力的适应性变 化，可以因停训而消退 。 长期运动训练造成的 酶含量的适应性变化，维 持时间较长，消退较慢。 五、运动与血清酶 （一）血清酶来源 血清功能性酶：脂蛋白脂肪酶、 凝血酶等。 血清酶 非功能性酶：GPT、GOT、CK等。 一般所讲的血清酶是指血清非功能性酶 。 为什么被世界卫生组织 推荐为肝功能损害最敏 感的检测指标？ （二）运动与血清酶 正常情况下，人体组织有少量酶逸出，血清酶的 活性相对稳定。当身体的机能状态急剧改变时，血 清酶的活性升高。 运动时血清酶活性的影响因素有： 运动时间 训练水平 血 清 酶 运动方式 环 境 训练强度 运动实践中常测 定血清酶活性，用以 评定运动员的机能状 态和对训练的适应性 等。 由于运动时理化因素改变如组织细胞 损伤、体温升高、pH下降、离子浓度改变 、细胞内ATP水平下降等引起细胞膜通透 性增大及酶老化，使酶从细胞中逸出增加 。因此，无论是无氧运动还是有氧运动均 可引起运动后或次日晨血清酶活性的上升 。 测定运动后血清CK水平 可以反映肌肉的损伤状 况。 一、水代谢 第三节 运动时物质代谢 （一）水平衡（一）水平衡 饮饮 水水 （1200 1200 ） 食食 物物 （1000 1000 ） 代谢水代谢水（ 300 300 ） 水的动态平衡水的动态平衡 最最 低低 尿尿 量量500 ml / 500 ml / 日日 生理需水量生理需水量2500 ml / 2500 ml / 日日或或40ml/kg40ml/kg体重体重 肾脏排尿肾脏排尿（1500 1500 ） 皮肤蒸发皮肤蒸发（ 500 500 ） 肺肺 呼呼 出出（ 350 350 ） 粪便排出粪便排出（ 150 150 ） 最低需水量：1200ml/日 （二）水在体内的生物学功能 （1）进行生物化学反应的场所 （2）参与体温调节 （3）润滑作用 （4）参与体内的电解质平衡 水的比热大，蒸发热大， 流动性大，导热性强。 （三）补液与运动能力 1 1、运动时水的失衡、运动时水的失衡 体液丢失的现象叫脱水。不同环境、不同性质体液丢失的现象叫脱水。不同环境、不同性质 运动时机体的脱水程度不同。运动时机体的脱水程度不同。 （1 1）轻度脱水）轻度脱水 以丢失细胞外液为主，失水量约为体重的以丢失细胞外液为主，失水量约为体重的2 2 。轻度脱水可影响运动能力。轻度脱水可影响运动能力。 （3 3）重度脱水）重度脱水 失水量为体重的失水量为体重的6-10%6-10%，细胞内液丢失比例增加。，细胞内液丢失比例增加。 将严重影响身体健康。将严重影响身体健康。 （2 2）中度脱水）中度脱水 失水量达体重的失水量达体重的4%4%左右，细胞内外失水量约相等。左右，细胞内外失水量约相等。 可引起运动能力下降。可引起运动能力下降。 2、补液的意义 合理补液可以维持血浆容量，防止运动中 心率和体温的过度升高，有助于提高运动能力 。 3、补液的方法 补液应该遵循的原则：预防性补充和少量 多次。补液的总量一定要大于失水的总量。特 别是钠的补充量一定要大于丢失的量。 运动前补液 运动前2小时内可以饮用400-600ml 的含电解 质和糖的运动饮料。 运动中补液 每隔15-20分钟补充含电解质和糖的运动饮料 150-300ml，补液的总量不超过800ml/h。 运动后补液 运动后要及时补液，使进出机体的液体达到平衡 。 二、无机盐代谢 （一）无机盐代谢与运动能力 1、生物学功能 （1）维持体液的渗透压和酸碱平衡 （2）构成组织细胞成分 （3）维持神经肌肉的兴奋性 （4）维持酶的正常活性 微量金属离子大多数是辅酶或酶的激活剂 血钾过低时出现肌肉松 弛无力，甚至麻痹；血 钙或血镁过低可出现手 足抽搐。 铁：70%存在于血红蛋白及肌红蛋白、细胞色素 中，由于运动员铁的需要量高、丢失增加、再加 上摄入不足，普遍存在铁营养状况不良，尤其是 耐力性运动员，女运动员、青少年运动员缺铁状 况更为严重，易出现缺铁性贫血。 （二）与运动能力关系密切的电解质 1、维生素概念和特点 （1）概念 维生素是维持人体生长发育和代谢所需的 一类小分子有机物 （2）特点 小分子有机化合物；体内不能合成或合成量 不足；参与物质代谢和多种重要生理过程；每日 需要量在毫克或微克水平；缺乏会患病，过多可 中毒。 三、维生素代谢 2、维生素的命名和分类 分类 水溶性维生素：B族维生素、维生素C 脂溶性维生素：维生素A、D、E、K (water-soluble vitamin) (fat-soluble vitamin) 3、维生素的功能 在能量代谢及其调节过程中起 着重要的作用。 大多数维生素参与辅酶的组成，维 生素缺乏会影响酶的催化能力，引起代 谢失调，降低机体运动能力。但是，在 体内不缺乏维生素时，过量摄入维生素 没有提高运动能力的作用。 名称活性形式主要生化作用主要缺乏病 维生素A （视黄醇） 11-顺式 视黄醛、视 黄醇、视黄 酸 构成视紫红质 ；维持 上皮组织结 构的完整 ；促进生长发 育；有 一定防癌抗癌作用 夜盲症，干眼病 维生素D1，25-（OH ）2-D3 调节钙 、磷代谢，促 进成骨作用 儿童：佝偻病 ； 成人： 软骨病；中老年：骨质 疏松 维生素E （生育酚） 维生素E维持动物生育功能； 抗氧化作用、抗衰老 作用； 促进血红素合成 不易缺乏 维生素K （凝血维生 素） 维生素K促进凝血因子合成凝血障碍 脂溶性维生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病 一.名词解释 1、酶 二、是非判断题 1、酶是蛋白质，但是不是所有的蛋白质都是酶。 2、通过长期训练可以提高酶活性、增加酶含量。 3、一般意义上的血清酶是指那些在血液中不起催化作用的非功能性酶。 4、训练引起的酶催化能力的适应性变化，可因停训而消退。 作业作业 三、填空题 1、酶根据其化学组成可分为、两类。 2、相同运动负荷量运动后，运动员血清酶水平非运动员。 3、能促进钙、磷吸收的是维生素，能合成视