運動時骨骼肌的代謝調節和能量利用第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二一運動時物質代謝的相互聯系三大能源物質氧化分解的共同規律：乙酰輔酶A是三大能源物質分解代謝共同的中間產物；2.三羧酸循環是三大能源物質分解代謝最終的共同途徑；3.三大能源物質氧化分解釋放的能量均儲存在

ATP的高能磷酸鍵中。三大能源物質間代謝的聯系：通過中間代謝產物和共同的代謝途徑聯系，可相互轉化。第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二

6-Pi-G1-Pi-G+UTPUDPG（G供體）+糖原引物糖原6-Pi-G6-Pi-F1,6-2Pi-F磷酸二羥丙酮丙酮酸（線粒體）乳酸（2ATP）乙酰輔酶ATAC（2×12ATP）6H2O+6CO2+38ATPFA、非必須aa等G-ATP-ATP-ATP2×2ATP+2NADHLDH丙酮酸脫氫酶2NADH+草酰乙酸激酶激酶葡萄糖的代謝第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二脂代謝：脂肪合成代謝（脂肪細胞）分解代謝：脂肪細胞內的稱為脂肪動員G磷酸二羥丙酮a-Pi-甘油FA酯酰輔酶A脂肪脂肪酶甘油（肝、腎）FAa-Pi-甘油磷酸二羥丙酮G（糖異生）H2O+CO2+22ATP活化、進入線粒體乙酰輔酶ATAC酮體（肝臟）B-氧化第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二蛋白質代謝：Pr合成代謝分解代謝DNAmRNAPr分解為氨基酸脫氨基脫羧基聯合脫氨基嘌呤核苷酸循環NH3a-酮酸胺（組胺、5-羥色胺等）CO2尿素H2O+CO2轉錄翻譯糖、酮體非必須氨基酸鳥氨酸循環（肝臟）第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二丙酮酸乙酰輔酶ANADH+H+NAD+

CO2乙酰輔酶A進入三羧酸循環（線粒體）CoA檸檬酸FADH2蘋果酸2TCACO2NAD+檸檬酸NAD+NADH+H+GDPGTP琥珀酸酮戊二酸FADNAD+NADH+H+草酰乙酸NADH+H+CO2第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二脂酰輔酶A的β—氧化脂肪酰輔酶A的氧化過程發生在脂肪酰基的β-碳原子上，最終將β-碳原子氧化成一個新的羧基，故稱β-氧化。每一次β-氧化包括：脫氫、水化、再脫氫、硫解四步。第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二氨基酸的聯合脫氨基作用聯合脫氨基作用包括轉氨基作用和氧化脫氨基本作用兩個階段。轉氨基作用脫氨基作用第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二嘌呤核苷酸循環是在骨骼肌、心肌普遍存在的脫氨基方式。第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2NH3+CO2+3ATP+3H2OCO(NH2)2+2ADP+AMP+2Pi+PPi鳥氨酸循環

肝臟每次循環有兩個氨基和一個二氧化碳結合生成尿素。第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二二運動時物質代謝的調節機體的物質代謝是在一定的調節機制下實現的：細胞水平：通過某些物質濃度的變化調節酶活性；器官水平：內分泌器官分泌的激素調節，改變代謝物的濃度，改變酶的活性；整體水平：神經系統的調節，既可通過內分泌調節也可直接調節組織細胞的代謝。器官水平和整體水平通過細胞水平發揮作用的。第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二（一）運動時無氧代謝的調節1骨骼肌磷酸原代謝的調節

CP+ADPCr+ATP2ADPATP+AMPAMP+H2OIMP+NH4CK：[ATP]、[ADP]、Pi、[H][ATP]/[ADP]

都可激活CK。

MK：[ADP]、[ATP/ADP]可激活MK.CKMK代謝調節的結果：ATP變化小，CP接近耗竭。++第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2骨骼肌糖酵解代謝的調節主要靠關鍵酶（磷酸化酶、己糖激酶、磷酸果糖激酶及乳酸脫氫酶等）的調節。1）磷酸化酶：分解糖原的酶，有兩種存在形式，磷酸化酶a(高活性，少）和磷酸化酶b(低活性，多）。

提高磷酸化酶b活性的因素:無機磷酸鹽/1-Pi-G、Pi、5′-AMP升高；抑制磷酸化酶b活性的因素：ATP、ADP和6-Pi-G；促進b轉變為a的因素：[Ca2+]升高，腎上腺素。

第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二代謝物鈣離子和腎上腺素++磷酸化酶激酶高活性磷酸化酶b低活性磷酸化酶b高活性磷酸化酶a糖原磷酸化酶活性的調節第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2）己糖激酶的調節6-Pi-G是其作用的產物，反過來抑制其活性。3）果糖磷酸激酶（糖酵解限速酶）的調節

提高PFK活性的因素:AMP、ADP、6-Pi-F和Pi、PH升高、NH4+等；抑制PFK活性的因素：ATP、CP、檸檬酸和PH下降。4）乳酸脫氫酶的調節LDH1：心肌型，慢肌纖維中活性較高，催化乳酸生成丙酮酸，活性受丙酮酸抑制；LDH5：骨骼肌型，快肌纖維中活性較高，催化丙酮酸生成乳酸，活性不受丙酮酸和乳酸抑制。第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二（二）運動時有氧代謝的調節運動時機體通過有氧代謝方式獲得能量增加，有氧代謝的調節主要受組織供氧量和可供肌肉利用的能源物質含量的調節：運動強度較大時，氧的供應和利用是主要影響因素；運動時間較長時，能源物質的供應和利用是影響的主要因素。第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二首先，骨骼肌細胞利用肌糖原供能，運動時骨骼肌細胞內的鈣離子升高及血漿中腎上腺素升高可使磷酸化酶活性增加，利于骨骼肌內糖原的分解。當運動時間較長時，肌細胞內糖原含量減少開始攝取和利用血糖，有利因素為：1）當細胞內鈣離子濃度升高時，促進細胞膜對G的轉運；2）運動肌血流增加，血中胰島素作用加強，促進肌細胞吸收G；3）細胞內G利用加快有利于血糖進入到肌細胞內。1運動時糖利用的調節第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二肝葡萄糖的生成和利用：運動使肝糖原分解和糖異生作用加強，加速肝臟釋放G入血。其調節機制為：1）運動時，兒茶酚胺和胰高血糖素既可以使肝糖原分解加強，也可使糖異生作用加速；2）血糖濃度降低引起肝臟中G濃度下降，激活了磷酸化酶的活性，抑制了糖原合酶的活性；3）當肝糖原儲備減少，同時糖異生底物（甘油、乳酸等）生成增加，加快了糖異生速率。第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二FA是安靜、低強度和中等強度運動中機體的主要能源物質。FA主要來源于骨骼肌細胞和脂肪組織分解釋放入血兩個途徑。影響FA利用的因素有：1）脂肪動員和脂解作用調節脂肪酶活性的激素：促進：兒茶酚胺、胰高血糖素、生長激素、糖皮質激素等；抑制：胰島素。除激素外，肌肉能量利用速率及脂解過程的反饋機制也調控著FA的利用。2運動時脂肪酸利用的調節第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2）酮體對FA釋放的調節血漿脂肪酸濃度升高可使酮體生成增多，血中酮體濃度升高可抑制脂解作用：通過胰島素抑制脂肪動員，直接削弱脂肪組織的脂解作用。3）甘油三酯和脂肪酸循環的反饋調節脂肪組織中甘油三酯的分解和再合成同時發生，當肌肉利用脂肪酸速率增大時，脂肪組織脂肪分解大于合成，反之合成大于分解。（通過FA對脂肪酶的抑制作用實現）第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二長時間運動中當血漿FFA增高時，骨骼肌更多地利用FA氧化提供能量，抑制糖代謝的速率和糖的利用其機制在于: 1）FA代謝生成的乙酰輔酶A及三羧酸循環中生成的檸檬酸濃度升高抑制糖氧化中的關鍵酶：丙酮酸脫氫酶；

2）檸檬酸濃度增大會抑制PFK，使6-Pi-G升高，進而抑制己糖激酶和磷酸化酶，導致血糖和肌糖原利用減少。3糖和脂肪酸利用之間的調節第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二三運動時骨骼肌的能量利用ATP是運動時肌肉收縮的直接能源，能量的釋放和利用是以ATP為中心的。ATP的再合成包括磷酸肌酸分解、糖酵解和有氧代謝三條途徑，前兩個系統是不需氧的代謝過程，合稱為無氧代謝供能系統，三條供能途徑在運動時相互配合，保證了運動時骨骼肌能量釋放與利用的連續性。第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二（一）磷酸原供能系統1磷酸原供能系統的組成磷酸原供能系統：包括ATP和CPCP：是肌酸磷酸化的產物，肌酸由精氨酸、甘氨酸甲硫氨酸合成，肌酸人體內共120g,其中95%存在于肌肉中，肌酸接受高能磷酸鍵合成磷酸肌酸。CP的功能：1）高能磷酸基團的儲存庫，當ATP供過于求時，高能磷酸鍵轉移給肌酸，合成CP。

ATP+CrADP+CP

CK第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2）組成肌酸—磷酸肌酸能量穿梭系統CP將線粒體內有氧代謝釋放的部分能量轉移到細胞質內，即將能量從產能部位快速重組后轉移到用能部位，使ATP水解后可就地重新合成，有效保證了ATP水解與再合成的緊密偶聯。

線粒體CO2+H2O代謝物+O2+Pi內膜外膜TADPATPCKCCP細胞質CKADP+PiATP肌肉收縮過程第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二運動時骨骼肌磷酸原供能1）磷酸原供能系統的供能過程運動時ATP的利用和轉換速率加快，而ATP儲量極少，能維持最大運動強度1s，當ATP分解供能，ADP生成增多，激活CK，CP轉變為ATP。運動強度越大，骨骼肌對磷酸原的依賴性越大，極限強度運動至力竭時，CP接近耗竭，此時CP是ATP再合成的主要途徑；當運動強度降至75%VO2max，至疲勞時，CP可降到原儲量的20%左右，此時糖酵解和有氧氧化參與供能，當運動強度進一步降低，CP的消耗進一步減少，有氧代謝供能成為提供能量的主要途徑。第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二ADPATP肌酸CP~P~P機械能滲透能化學能電能熱能氧化磷酸化底物水平磷酸化ATP的再生成和利用第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2）磷酸原供能系統的供能特點a:供能最早、最快（水解高能磷酸鍵供能）最大輸出功率可達1.6-3.0mmol/kg干肌/秒；b:不需氧的參與；c:可維持最大強度運動約6-8秒（儲量有限）；因此磷酸原供能系統成為短時間最大強度或最大用力的運動中起主要供能作用，與速度和爆發力密切相關。短跑、投擲和舉重等項目的最佳能源。第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二3）磷酸原供能系統對運動訓練的適應a:運動訓練能夠提高ATP酶的活性，利于運動中對ATP

的利用和再合成；b:速度訓練可提高CK的活性，提高ATP的轉換速率和

CP的再合成；c:可使骨骼肌中CP的儲量增加，延長磷酸原系統的供能時間。第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二（二）糖酵解供能系統糖酵解：糖原或葡萄糖無氧分解生成乳酸并合成ATP的過程。1糖酵解供能在肌肉活動中的作用運動中當CP分解合成ATP時，糖酵解過程被激活，肌糖原迅速分解，參與運動中能量供應。糖酵解是在機體處于相對缺氧狀態時能量的來源途徑。進行1min左右的較大強度運動中，糖酵解供能是主要的能量來源。第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期二2運動中骨骼肌糖酵解供能的特點a:糖酵解能量輸出功率