磷酸原代謝與運(yùn)動(dòng)

1、磷酸原代謝與運(yùn)動(dòng),,主要內(nèi)容,ATP的代謝CP的代謝磷酸原的供能特點(diǎn)磷酸原代謝能力的訓(xùn)練訓(xùn)練對(duì)磷酸原代謝系統(tǒng)的影響磷酸原供能能力的評(píng)定營(yíng)養(yǎng),ATP的代謝,ATP的分子結(jié)構(gòu)與功能ATP的合成ATP的水解供能肌肉ATP的儲(chǔ)量和運(yùn)動(dòng)的影響,ATP的分子結(jié)構(gòu),一個(gè)嘌呤一個(gè)核糖三個(gè)磷酸基團(tuán),,,(二)ATP的生物學(xué)功能,1.生命活動(dòng)的直接能源　ATP－ADP循環(huán)是人體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的基本方式，它維系著能量的釋放、儲(chǔ)存和利用。

2、2.合成磷酸肌酸　ATP＋C→ADP+CP3.參與構(gòu)成一些重要輔酶 NAD NADP FAD CoA4.提供物質(zhì)代謝時(shí)需要的能量,,（二）ATP再合成途徑,（1）磷酸肌酸分解構(gòu)成磷酸原供能系統(tǒng)；（2）糖無(wú)氧分解構(gòu)成糖酵解供能系統(tǒng)；（3）糖、脂肪、蛋白質(zhì)有氧氧化構(gòu)成有氧代謝 供能系統(tǒng)。,ADP+Pi+能量→ATP+ H2O,生物氧化過(guò)程中ATP的生成,底物水平磷酸化氧化磷酸化磷

3、氧比值（P/O比值）,ATP水解供能,ATP+H2O→ADP+Pi+30.6KJ/molADP+H2O→AMP+Pi+30.6KJ/mol機(jī)械能（肌肉收縮）滲透能（物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）化學(xué)能（合成代謝）電能（生物電）熱能（維持體溫）,,,肌肉ATP儲(chǔ)量和運(yùn)動(dòng)的影響,儲(chǔ)量：5-7mmol／千克干肌，供肌肉最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)不到1秒鐘轉(zhuǎn)換率高，100米跑轉(zhuǎn)換率提高1000倍之多ADP、AMP,,,促進(jìn)糖酵解及有氧氧化,CP的代謝,CP的

4、合成和生物學(xué)功能CP在細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)量及分解,CP的合成和生物學(xué)功能,,精氨酸,甘氨酸,蛋氨酸,,,腎或胰臟,胍基乙酸,合成,,肝,甲基化,肌酸,,血,肌肉吸收（約占95％）,,,CP（60％－65％）,氧化磷酸化,ADP ATP,,,肌酸,磷酸肌酸CP是肌酸C的磷酸化形式,CP的生物學(xué)功能,高能磷酸基團(tuán)的儲(chǔ)存庫(kù)線粒體內(nèi)外能量的轉(zhuǎn)運(yùn),CP在細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)量及分解,儲(chǔ)量15-20mmol/千克干肌（MR25-30）

5、是ATP的3-5倍分解與合成CP+ADP,,,CK,ATP+C,CK,,,MB,MM,BB,運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌內(nèi)三大供能系統(tǒng)磷酸原供能系統(tǒng)糖酵解供能系統(tǒng)有氧代謝供能系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌供能系統(tǒng),,無(wú)氧代謝供能系統(tǒng),有氧代謝供能系統(tǒng),,,ATP、CP分子內(nèi)均含有高能磷酸鍵，在代謝中均能通過(guò)轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的過(guò)程釋放能量，故將ATP、CP合稱(chēng)磷酸原。由ATP、CP分解反應(yīng)組成的供能系統(tǒng)稱(chēng)為磷酸原供能系統(tǒng)。,磷酸原供能系統(tǒng),（一）磷酸原系

6、統(tǒng)供能代謝的過(guò)程及特點(diǎn),1 過(guò)程ATP ATP酶,,ADP+,肌酸 +,能量（作功）,,ADP +,CP,CK（肌酸激酶）,,,ATP +,C（肌酸）,2ADP,MK（肌激酶）,,,ATP +,AMP,AMP,AMP脫氨酶,,IMP +,NH3,,,,短時(shí)極量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),2 特點(diǎn),最早最快被啟動(dòng)場(chǎng)所：肌細(xì)胞質(zhì)條件：不需要氧氣輸出功率：1.6-3.0mmol-P/kg干肌.秒持續(xù)時(shí)間：6-8秒，一般不超過(guò)10秒與運(yùn)動(dòng)能

7、力：速度、爆發(fā)力,3意義,10秒以?xún)?nèi)最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的主要來(lái)源肌肉含量的多少?zèng)Q定快速供能的時(shí)間CP轉(zhuǎn)化為ATP的速度影響功率輸出，決定最大爆發(fā)力為激活糖酵解提供過(guò)度時(shí)間,運(yùn)動(dòng)能力高低主要取決于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的供給、轉(zhuǎn)移和利用的能力,,,,一、訓(xùn)練計(jì)劃應(yīng)遵循的生化原則,（一）超負(fù)荷原則,（二）特異性原則,代謝能力訓(xùn)練,（三）特異性原則,,,二、制定訓(xùn)練計(jì)劃的基本程序,（一）了解不同項(xiàng)目的代謝類(lèi)型,（二）明確各專(zhuān)項(xiàng)供能特點(diǎn),（三）了解不同

8、訓(xùn)練方法的供能特點(diǎn),（四）了解運(yùn)動(dòng)后能源物質(zhì)恢復(fù)特點(diǎn),,,三、各體育項(xiàng)目的代謝類(lèi)型,,舉重 投擲 跳高 跳遠(yuǎn),,200米跑50米自由泳、短距離滑冰籃球、足球壘球、摔跤柔道、體操,,400米跑100米游泳1公里自行車(chē),,800米跑1500米跑、200米游泳400米游泳,,3000米跑5000米跑馬拉松跑1500米游泳越野滑雪公路自行車(chē)公路競(jìng)走,,,,4分鐘

9、 2 28 70,1分鐘 8 62 30,,,最大用力時(shí)間 ATP-CP系統(tǒng)

10、糖酵解系統(tǒng) 有氧代謝,5秒鐘 85 10 5,10秒鐘 50 35

11、 15,30秒 15 65 20,2分鐘 4 46 50,10分

12、鐘 1 9 90,30分鐘 1 4 95,四、不同時(shí)間全力運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧

13、代謝和有氧代謝的供能比例（%）,60分鐘 0 2 98,120分鐘 0 1

14、 99,,磷酸原代謝類(lèi)型,特征：持續(xù)時(shí)間短，強(qiáng)度大。一般與運(yùn)動(dòng)員速度和爆發(fā)力有關(guān)。體育項(xiàng)目：舉重、短跑、跳高、投擲類(lèi)運(yùn)動(dòng)。,,,（一）訓(xùn)練方法的生物化學(xué)基礎(chǔ),（二）訓(xùn)練方法的基本特點(diǎn),（三）訓(xùn)練方法,一、提高磷酸原代謝能力的訓(xùn)練方法,,1. 決定于磷酸原的供能時(shí)間,供能時(shí)間短:,（一）訓(xùn)練方法的生化基礎(chǔ),2. 決定于磷酸原的恢復(fù)時(shí)間,ＡＴＰ－ＣＰ半時(shí)反應(yīng)約為？？？？？秒。,,,,,(二) 訓(xùn)練方法的基本特點(diǎn),運(yùn)動(dòng)時(shí)間和強(qiáng)度

15、 最大強(qiáng)度或最大力量，時(shí)間不超過(guò)10秒。間歇時(shí)間 最適宜的間歇時(shí)間應(yīng)為３０秒左右。,,,（三）訓(xùn)練方法,1.無(wú)氧--低乳酸的訓(xùn)練方法,2. 重復(fù)訓(xùn)練法,基本方法：無(wú)氧——低乳酸的訓(xùn)練方法。重復(fù)10秒左右的最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，休息間歇要長(zhǎng)于30秒，可延長(zhǎng)至60—90秒。原則要求：最大速度或力量練習(xí)，時(shí)間不超過(guò)10秒每次練習(xí)的休息間歇不低于30秒，一般可選擇、30~90秒。成組練習(xí)的間歇不短于2~3分鐘，通常4~5分

16、鐘。,,,低乳酸原則,,,,,,2. 重復(fù)訓(xùn)練法,運(yùn)動(dòng)時(shí)間需要控制在10秒鐘內(nèi)，如短跑訓(xùn)練的20-60m行進(jìn)間跑、30-60m成組跑、籃球訓(xùn)練中10秒內(nèi)的30m跑、運(yùn)球跑、曲線變向跑、10m沖刺跑等。,,,100米跑中不同距離，肌中ATP、CP乳酸和血乳酸、 pH關(guān)系,1、40-60米段速度最快，CP下降最明顯，而ATP在不同段變化都不大。,2、當(dāng)CP下降至一定程度時(shí)，能量供應(yīng)轉(zhuǎn)而由糖酵解維持ATP再合成。結(jié)果使血乳酸生成增加，輸出功

17、率下降，跑速減慢。,,,10秒以?xún)?nèi)運(yùn)動(dòng)主要由磷酸原系統(tǒng)供能，但糖酵解供能也占一定比例。故在磷酸原供能能力訓(xùn)練時(shí)，必須注意加強(qiáng)糖酵解能力的訓(xùn)練。即有一定比例的長(zhǎng)于10秒的高速度耐力訓(xùn)練。,結(jié) 論,圖1 6秒沖刺，30秒、60秒間歇休息時(shí)平均輸出功率,功率（瓦）,,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)磷酸原系統(tǒng)的影響,提高ATP酶活性提高CK酶活性提高CP儲(chǔ)量對(duì)ATP儲(chǔ)量影響不明顯,磷酸原供能能力的評(píng)定,尿肌酐評(píng)定法10秒內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)評(píng)定法磷酸原能

18、商評(píng)定,磷酸原—糖酵解代謝類(lèi)型,特征：供能介于磷酸原和糖酵解之間，時(shí)間相對(duì)于磷酸原供能又較長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：200米跑，50米游泳，短距離滑冰 體操，柔道等。,糖酵解代謝類(lèi)型,特征：無(wú)氧代謝為主，產(chǎn)生乳酸，持續(xù)時(shí)間小于2~3分鐘，與速度、速度耐力有關(guān)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：400米跑、100游泳、1公里自行車(chē)等。,糖酵解—有氧代謝類(lèi)型,特征：供能介于糖酵解和有氧氧化之間。對(duì)無(wú)氧和有氧代謝能力要求較強(qiáng)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：800米跑、1500米跑、200米

19、游泳等。,有氧代謝類(lèi)型,特征：有氧供能，時(shí)間較長(zhǎng)，與有氧耐力有關(guān)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：3000米跑、馬拉松跑、1500米游泳等。,各體育項(xiàng)目的代謝類(lèi)型,,舉重、 投擲、 跳高、 跳遠(yuǎn)、 撐竿跳、短距離自行車(chē)、高爾夫、100米跑,,200米跑、50米自由泳、短距離滑冰、籃球、足球、壘球、摔跤、柔道、體操等,,400米跑、100米游泳、1公里自行車(chē),,800米跑、1500米跑、200米游泳、400米游泳,,3000米跑、5000米跑

20、、馬拉松跑、1500米游泳、越野滑雪、公路自行車(chē)、公路競(jìng)走,磷酸原代謝類(lèi)型,磷酸原 糖酵解 代謝類(lèi)型,糖酵解有氧代謝 類(lèi) 型,4分鐘 2 28 70,1分鐘

21、8 62 30,,,最大用力時(shí)間 ATP-CP系統(tǒng) 糖酵解系統(tǒng) 有氧代謝,5秒鐘 85 10

22、 5,10秒鐘 50 35 15,30秒 15 65 20,2分鐘

23、 4 46 50,10分鐘 1 9 90,30分鐘

24、 1 4 95,不同時(shí)間全力運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧代謝和有氧代謝的供能比例（%）,60分鐘 0 2

25、 98,120分鐘 0 1 99,,二、影響人體運(yùn)動(dòng)能力的因素,年齡、性別和肌肉質(zhì)量肌肉結(jié)構(gòu)和機(jī)能的影響肌肉形態(tài)和肌纖維類(lèi)型：白肌纖維比例供能物質(zhì)含量：CP的儲(chǔ)量反應(yīng)產(chǎn)物的堆積：乳酸的積累遺傳因素訓(xùn)練的影響,（一）影響人體無(wú)氧代謝能力的因素,年

26、齡、性別和肌肉質(zhì)量,年齡：生長(zhǎng)期的機(jī)體無(wú)氧代謝能力隨年齡增長(zhǎng)而增大，在20歲時(shí)達(dá)最大。性別：一般女性的無(wú)氧代謝能力低與男性。肌肉質(zhì)量：與運(yùn)動(dòng)員瘦體重有一定關(guān)系。,遺傳的影響,有關(guān)無(wú)氧代謝能力的某些參數(shù)的遺傳度,訓(xùn)練的影響,短時(shí)間無(wú)氧能力（小于10秒）：可訓(xùn)性較小。長(zhǎng)時(shí)間無(wú)氧運(yùn)動(dòng)（如90秒鐘）：可訓(xùn)性較大。,（二）影響人體有氧代謝能力的因素,最大轉(zhuǎn)運(yùn)氧能力肌肉利用氧的能力,最大轉(zhuǎn)運(yùn)氧能力,肺轉(zhuǎn)運(yùn)氧血液攜氧量每分心輸出量,肌

27、肉微血管密度肌紅蛋白含量線立體有氧代謝酶活性線立體數(shù)目和體積供能物質(zhì)的選擇性利用等,肌肉利用氧的能力,運(yùn)動(dòng)性疲勞的生物化學(xué),運(yùn)動(dòng)性疲勞的概念運(yùn)動(dòng)性疲勞的分類(lèi)不同時(shí)間全力運(yùn)動(dòng)疲勞時(shí)的代謝特征不同代謝類(lèi)型運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目疲勞時(shí)代謝特點(diǎn),,運(yùn)動(dòng)性疲勞的概念,機(jī)體生理過(guò)程不能持續(xù)其機(jī)能在一特定水平上和（或）各器官不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。從生化角度來(lái)看：一是運(yùn)動(dòng)時(shí)能量體系輸出的最大功率下降；二是肌肉力量下降或內(nèi)臟器官功能下降而不能維持

28、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。,運(yùn)動(dòng)性疲勞的分類(lèi),軀體性疲勞中樞疲勞（部位 特征）外周疲勞（部位 特征）心理性疲勞,中樞疲勞,部位 起于大腦，止于脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元特征ATP濃度降低，ADP/ATP比值增大，氨基丁酸濃度升高。5-羥色胺等增加運(yùn)動(dòng)時(shí)氨基酸代謝增強(qiáng)，腦氨含量升高,外周疲勞,部位 起于神經(jīng)肌肉接點(diǎn)，止于骨骼肌收縮蛋白。特征神經(jīng)肌肉接點(diǎn)肌細(xì)胞膜代謝因素能源物質(zhì)的耗竭代謝產(chǎn)物堆積,不同運(yùn)動(dòng)時(shí)間疲勞的生化特點(diǎn),,,,運(yùn)動(dòng)時(shí)間

29、 疲勞的生化特點(diǎn),0~5秒 與神經(jīng)遞質(zhì)代謝有關(guān)5~10秒 ATP、CP減少，快肌中乳酸堆積10~30秒 CP消耗最大，

30、肌肉乳酸堆積增多30秒~15分 血 乳酸 上升最高，PH值下降導(dǎo)致疲勞15~60分 肌糖原消耗最大，體溫升高 1~6小時(shí) 肌糖原下降，血糖下降，體溫上升，脫水，電解質(zhì)紊亂,不同代謝類(lèi)型疲勞的生化特點(diǎn),,,,疲勞因素,磷酸原代謝類(lèi)型,磷酸原代謝糖酵解類(lèi)型,糖酵解類(lèi)型,糖酵解

31、類(lèi)型、有氧代謝類(lèi)型,有氧代謝類(lèi)型,ATP減少% 30 90 20~30 30 不變CP減少% 90以上 中 75~90 65 50乳酸積累 少

32、 少 最多 較多 少PH值下降 少 PH=6.6（?。?PH=6.6（肌） 少肌糖原消耗 少 少 中 7

33、5~90%以上離子變化 結(jié)合Ca2+減少 同前 離子平衡紊亂,無(wú)氧代謝類(lèi)型的疲勞：CP儲(chǔ)量的消耗，乳酸的積累，腦氨的升高有關(guān)。,有氧代謝類(lèi)型的疲勞：肌糖原的消耗，血糖濃度的下降體溫升高，脫水，無(wú)機(jī)鹽的丟失及水溶性維生素的丟失。,運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)的生物化學(xué),超量恢復(fù)原理超量恢復(fù)原理的應(yīng)用,超量恢復(fù)的規(guī)律,超量恢復(fù)原理：運(yùn)動(dòng)時(shí)

34、物質(zhì)的消耗隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大而增加，在一定范圍內(nèi)消耗越多，恢復(fù)過(guò)程中獲得超量恢復(fù)越明顯。,,,,,,原來(lái)水平,運(yùn)動(dòng),休息,超量恢復(fù),在原水平波動(dòng),超量恢復(fù)學(xué)說(shuō)由前蘇聯(lián)學(xué)者雅姆波斯卡婭提出，能源物質(zhì)消耗和恢復(fù)過(guò)程的規(guī)律如下：,1、在適宜的刺激強(qiáng)度下，運(yùn)動(dòng)肌能源物質(zhì)消耗量隨強(qiáng)度增大而增加。,2、在恢復(fù)期的一個(gè)階段中，會(huì)出現(xiàn)被消耗的物質(zhì)超過(guò)原來(lái)數(shù)量的恢復(fù)階段，稱(chēng)為超量恢復(fù)。,3、超量恢復(fù)的數(shù)量與消耗過(guò)程有關(guān)，在一定范圍內(nèi)，消耗越多，超量恢復(fù)效果越

35、明顯。,超量恢復(fù)原理的應(yīng)用,,,（一）確定訓(xùn)練課運(yùn)動(dòng)間歇的依據(jù),半時(shí)反應(yīng)： （Reaction of Half Time）指恢復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗物質(zhì)二分之一所需要的時(shí)間。,1、磷酸原恢復(fù)規(guī)律的應(yīng)用,磷酸原恢復(fù)的半時(shí)反應(yīng)為20~30秒，基本恢復(fù)的時(shí)間為2~5分鐘，因此10秒之內(nèi)的全力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，二次運(yùn)動(dòng)的間歇時(shí)間不能短于30秒，保證磷酸原在短時(shí)間至少恢復(fù)一半以上。,2、乳酸消除規(guī)律的應(yīng)用,以糖酵解為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，休息間歇主要考慮運(yùn)動(dòng)后乳酸消除的

36、規(guī)律。,30秒全力運(yùn)動(dòng)的半時(shí)反應(yīng)為60秒， 最適宜的休息間歇為60秒左右。60秒全力運(yùn)動(dòng)的半時(shí)反應(yīng)為3~4分鐘， 休息間歇要長(zhǎng)達(dá)4~5分鐘。,,進(jìn)行最大乳酸訓(xùn)練時(shí)，乳酸消除的半時(shí)反應(yīng)為15分鐘左右但又受休息方式的影響：積極性休息（半時(shí)反應(yīng)時(shí)間為11分鐘，1小時(shí)恢復(fù)安靜水平。）消極性休息（半時(shí)反應(yīng)時(shí)間為25分鐘，2小時(shí)恢復(fù)安靜水平。 ）,（一）訓(xùn)練期糖原超量恢復(fù)的應(yīng)用,肌糖原超量恢復(fù)與膳食及運(yùn)動(dòng)模式有關(guān)肌糖原超量恢復(fù)的

37、快慢和數(shù)量依賴(lài)于食物補(bǔ)充肌糖原超量恢復(fù)與運(yùn)動(dòng)水平有關(guān)。,1、持續(xù)性耐力訓(xùn)練后肌糖原的超量恢復(fù),肌糖原的完全恢復(fù)需要高糖膳食，要46小時(shí)才能完成，前10小時(shí)恢復(fù)速度最快。,糖原負(fù)荷法訓(xùn)練,2、大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)后肌糖原的恢復(fù),在恢復(fù)初期2小時(shí)內(nèi)，不吃食物也有肌糖原恢復(fù)。,通過(guò)什么方式恢復(fù)？,ATP是肌肉工作時(shí)的唯一直接能源物質(zhì)，肌肉工作時(shí)ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供應(yīng)，必須通過(guò)其它能源物質(zhì)分解代謝產(chǎn)生能量再合成ATP。,A

38、TP,ADP+Pi+ E,,作功,1、CP,,2、糖,3、糖、脂肪 蛋白質(zhì),4、2ADP,ATP,ATP,ATP,ATP,E,磷酸原代謝能力的訓(xùn)練,（一）生物化學(xué)理論依據(jù),磷酸原供能系統(tǒng)的特征磷酸原恢復(fù)的半時(shí)反應(yīng),（二）訓(xùn)練方法的生物化學(xué)分析,基本事實(shí)：磷酸原是進(jìn)行10秒以?xún)?nèi)最大功率輸出的能量來(lái)源?；舅悸罚禾岣吡姿嵩到y(tǒng)的能力，應(yīng)增加ATP、CP貯量以及提高10秒以?xún)?nèi)ATP再合成的能力。10秒以?xún)?nèi)的激烈運(yùn)動(dòng)，ATP再合

39、成主要依靠CP，加速CP再合成ATP的化學(xué)反應(yīng)需提高肌酸激酶（CK）的活性。,基本方法：無(wú)氧——低乳酸的訓(xùn)練方法。重復(fù)10秒左右的最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，休息間歇要長(zhǎng)于30秒，可延長(zhǎng)至60—90秒。原則要求：最大速度或力量練習(xí)，時(shí)間不超過(guò)10秒每次練習(xí)的休息間歇不低于30秒，一般可選擇、30~90秒。成組練習(xí)的間歇不短于2~3分鐘，通常4~5分鐘。,圖1 6秒沖刺，30秒、60秒間歇休息時(shí)平均輸出功率,功率（瓦）,,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)磷酸原