体育运动对人体能量代谢的积极影响

科技信息

音　体　美

　　　　　　

体育运动对人体能量代谢的积极影响

江西财经大学体育学院　谭　军　江西省湖口县二中　茆飞云

[摘　要]能量代谢是生命的基本特征,是生命活动的物质基础,体育运动对人体能量的影响最为显著。遵循能量供应的生理规律、科学地补充能量,对增强体能、提高运动成绩具有积极影响。本文主要探讨体育运动对糖代谢、脂肪代谢、血脂代谢、蛋白质代谢和高能磷化物质代谢的影响。[关键词]体育运动　人体　能量代谢　影响

　　能量代谢指的是在物质代谢过程中所伴随着的能量释放,转移和利用的过程。能量代谢是生命活动的基本特征。影响人类能量代谢的主要因素有:肌肉活动、精神紧张、食物的特殊动力作用、环境温度等因素,而肌肉活动对人体能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高能量代谢率。而在从事较为剧烈的运动时,人体的热量可增大到安静时的15-20倍,能量消耗量有显著增加。从而对人体的能量代谢产生较大的影响。科学合理的安排体育锻炼对改善人体机能、提高人体能量代谢能力有着积极的影响。本文试就体育运动对人体糖代谢、脂肪代谢、血脂代谢、蛋白质代谢和高能磷化物质代谢的影响进行探讨。

1、体育运动对糖代谢的影响

糖的主要生理作用是供应能量,人体能量的来源中糖占70%之多,食物中的糖分多以糖形式存在,在体内经消化分解变为单糖才能被吸收进入血液,被肝脏合成的称肝糖元,肌肉中的糖元则被称为肌糖元。人体的糖元贮备约500g之多,是维持人体运动能力的重要条件。

1.1肌糖原利用速率与运动强度和持续时间之间的关系(1)在90%-95%以上最大摄氧量强度运动时,肌糖原以最高速率消耗,使局部肌糖原储备迅速下降,肌乳酸迅速增多和积累。

(2)在65%-85%最大摄氧量强度长时间运动时,这类运动属于亚极量或亚极量下强度,能维持运动的时间在45-200min左右,肌糖原利用的速率相当高,消耗糖量很大。

(3)在低强度运动时,如以20%～30%最大摄取氧量强度运动时,很少肌糖源利用,糖原分解速率约每千克肌肉每分钟0.3mmol,肌糖含量下降缓慢,不存在明显的耗竭点。此时肌肉脂肪酸氧化提供运动能量。不同强度运动至力竭时,持续的时间不同,肌糖原消耗量和分解速率相差很大,从30s～60min是不同负荷动力性运动至力竭的时间,糖原分解速率的范围是每千克肌肉每分钟40～1.4mmol。

1.2训练水平的影响

耐力的训练可以提高肌肉氧化糖和脂肪酸的能力。高水平运动员执行高量亚极量负荷运动时,脂肪酸氧化供能的比率较高,相应的肌糖原利用速率减慢。所以,运动时增强脂肪酸氧化供能,对肌糖原的利用起节省作用。在进行大强度亚极量运动时,肌糖原分解速率相对比非训练者要快,保证运动时产生较大的功率输出。

1.3运动类型的影响

各种体育项目运动时,直接参与收缩的肌肉群不同,运动时肌糖原利用的速率也不一样;另一方面,以相同强度和时间进行跑步或自行车运动,则自行车运动员股外侧肌的糖原消耗比跑步运动员多。

2、体育运动对脂肪代谢的影响

脂肪是体内最大的能源贮备,还有保护器官、减少摩擦和防止体温散失等功能,这对维持体温有十分重要的意义。

各种类型运动训练中以耐力训练对人体内脂肪代谢的影响最为明显。可以直接影响脂肪中脂肪细胞的代谢特点,也可以影响血浆脂肪代谢降低血浆甘油酯深度,还可以影响骨骼肌对脂

肪酸的氧化利用等。有报告耐性力训练水平高的运动员与未经训练的人相比,在进行定量耐力负荷时,利用脂肪供能比例增加10%左右,采用静脉注射200单位咖啡因,使血浆游离脂肪酸浓度上升到1.01mmol/L时,以70%最大摄氧量强度进行30min跑台运动,肌糖原动用用速率下降40%,脂肪酸氧化速率升高32%。运动中更多地摄取与利用血浆游离脂肪酸,从而节省体内的糖储备,达到提高耐力的作用。

运动中提高脂肪供能能力主要有以下途径:1,运动中儿茶酚胺的释放激活腺苷酸环化酶,通过CAMP的作用使脂肪酶的催化下分解,脂肪酸活性升高,甘油脂在脂肪酶的催化下分解,脂肪酸被动员出来进入血液使血浆游离脂肪酸浓度上升。2,训练能引起骨骼肌毛细血管网增生,使毛细血管内皮的面积增大,而毛细血管内皮细胞中的脂蛋白脂肪酶催化分解血浆甘油酯的能力也得到提高。3,系统训练肌细胞内线粒体的数目增多和体积增大,使线粒体总容积增加,线粒体内的酶活性升高。4,耐力训练还能增加骨骼肌细胞浆中的脂滴数目,肌细胞中甘油酯含量的增多与粒体容积的增大成正相关。

3、体育运动对血脂代谢的影响

血浆中所含的脂类称为血脂,临床将脂固醇含量作为血脂指标。血浆脂固醇的存在方式这一是低密度蛋白(LDL),它可大块沉积在血管壁上;另一种是高密度脂蛋白(HDL)它主要的功有是薄薄地附着在动脉血管壁上的沉积。两者是对抗的作用,能清除其它脂类物质在血管上的沉积。两者是对抗的作用。胆固醇总量增高时,LDL的含量就会提高,LDL和HDL之间平均比值,男子不得超过4.97,女子不得超过4.44。长期的比例失调能引起动脉粥硬化症,导致心血管系统疾病。

有氧代谢运动以促进胆固醇的代谢与分解。低强度耐力运动时,由脂肪氧化供能约占肌肉能量来源的60%,同时还能提高体内脂肪蛋白酶的活性,加速含有甘油脂的乳靡和LDL分解,这样就降低了血脂总量,而使HDL量升高。一次大负荷运动后所引起的血浆甘油三酯降低可以持续数日,长时间运动对血脂有明显的影响。如万米长跑后,运动员血浆甘油三脂的含量比跑前平均减少11.5%。国内外研究证明,血浆高密度脂蛋白的含量与冠心病的发生率是负相关,而与低密度脂蛋白含量呈正相关。由于低密度脂蛋白分子较大,容易在主动脉、冠状动脉管壁内沉积形成脂斑。而高密度脂蛋白分子,不会在动脉管壁堆积,并具有将血浆胆固醇转化为胆固醇脂运至肝脏进行分角代谢的功能,能使已堆积的得以消除,防止动脉粥样硬化。

4、体育运动对蛋白质代谢的影响

4.1一次性运动对蛋白质合成代谢的影响

一次长时间持续运动,在骨骼肌和心肌内蛋白质合成下降相当多。有人对动物研究,跑台1h,肝蛋白质合成下降约20%,力竭时下降约65%。肌蛋白质受运动强度和时间影响,在低强度运动时,合成代谢衰减幅度不明显,但随强度增大和时间持续而增加衰减幅度。例如:1h游泳使鼠肌蛋白合成下降17%,1h激烈的跑台运动使下降量上升到30%,而3h运动力竭时下降70%。

4.2运动训练对蛋白质代谢的影响

耐力训练使骨骼肌线粒体的数目增多,(下转第206页)

科技信息

基础教育

　　　　　　

(上接第204页)体积增大,线粒体蛋白质量和组成酶活性提高,使鼠肠肌每克肌肉内谷丙转氨酶活性,细胞浆中升高50%,线粒体中升高80%。人体骨骼肌耐力训练谷丙转氨酶活性提高2倍。耐力运动能明显提高训练思肌中支链酮酸脱氧酶和肉碱软脂软脂酰移酶的活性,使氨基酸氧化量增多。

力量训练使肌肉体积增大,肌纤维横截面增大,力量增大,这种适应性变化出现在块状收缩肌纤维。肌肉粗大的原因,主要是肌蛋白数量增多,包括收缩蛋白总量增多,肌球蛋白丝增粗。例如:举重运动员肌纤维最大横截面高出普通成人15000平方微米。

5、体育运动对高能磷化物质代谢的影响

人体运动时直接能源是来自体内一种特殊的高能磷酸化合物三磷酸腺苷(ATP)。肌肉活动时肌肉中的ATP在酶的催化下,首先迅速分解为二磷酸腺苷与磷酸,同时放出能量供肌肉收缩。但是,人体肌肉由于ATP含量甚微,只能供极短时间消耗,因此,肌肉要持续运动,就需及时补充ATP。最终补充体内ATP消耗的是糖、脂肪、蛋白质等体内的能量物质。三大营养物质在机体内进行生物氧化,最终以ATP形式为机体活动提供能量,特别是在人体进行运动时,其生理意义更为重要。运动时全身所需ATP由高能磷化物系统、无氧代谢系统和有氧代谢系统等3种不同的能量系统供应。

(1)高能磷酸化物质系统(ATP+CP)。1,三磷酸腺苷是高能化合物中最重要的化合物,它放出大量化学能,能使C系统

做功。2,磷酸肌酸(CP)与三磷酸腺苷一样储存在肌肉细胞中,分解时放出大量能量,该系统在运动进入最初起主要供能作用。

(2)苞欲放无氧代谢系统(糖分解终产物是乳酸,所以称为乳酸化系统),是糖在没有氧供给的情况下进行酵解,释放出能量,供给送还和的ATP。

(2)有氧代谢系统。在氧气供应充足的条件下,糖可以完全分解成二氧化碳和水,同时产生能量合成大量的ATP,当机体需要能量时,就释放出能量,供机体各项生理活支的需要。

调查发现,平时坚持锻炼的人,肌肉中ATP含量常比一般人多,酶类活性也比较强。相反肌肉萎缩,呈肌力无力症时,肌肉中ATP含量也比较少。耐力性运动能提高肌体有氧代谢供能能力;强度大、时力性运动能提高无氧代谢供能能力。两种方式的供能能力的改善,都可使组织中ATP含量增高。

参考文献

[1]冯炜权.运动生物化学原理[M].北京:北京体育大学出版社,1995

[2]刘纪清.实用运动处方[M].黑龙江科洛阳宫技术出版社,1993

[3]邹继豪.全国普通高等学校体育器材理论教程[M].大连理工大学洛阳宫出版社,1993

[4]杨锡让.实用运动生理学[M].北京:北京体育大学出版社,1994