能量代谢

一、基础代谢

    (一)基础代谢的概念

    基础代谢：基础状态下的能量代谢

    基础状态：人体处在    清醒、安静、空腹、室温在20-25ºC条件下

    基础代谢率：单位时间内的基础代谢，即在基础状态下，单位时间内的能量代谢，这种能量代谢是维持最基本生命活动所需要的最低限度的能量。

    正常成年男子的基础代谢率约为170KJ/m².h，女子约为l55KJ/m².h

    (二)能量代谢的测定原理

    直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部热量。

    间接测热法：是利用“定比定律”（即反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。

    (三)与能量代谢有关的几个概念

    1.食物热价及氧热价

    食物热价：1克食物完全氧化分解所释放出的热量。

    糖的热价为17.17KJ，脂肪为38.94KJ，蛋白质的生物热价为17.99KJ，而物理热价为23.43KJ。

    氧热价：各种能源物质在体内氧化分解时，每消耗1升氧所产生的热量

    糖的氧热价为2lKJ，脂肪的氧热价为19.7KJ，蛋白质的氧热价为18.8KJ。

    2.呼吸商

    概念：各种物质在体内氧化时所产生的二氧化碳与所消耗的氧的容积之比称

    糖的呼吸商为1；脂肪的呼吸商约0.71;蛋白质的呼吸商约为0.80

    3.代谢当量

    运动时的耗氧量与安静时耗氧量的比值称为代谢当量(MET)。

    lMET约相当于安静时的能量消耗(耗氧量)，即约相当于250ml/min或3.5ml/Kg/min

    (三)影响能量代谢的因素

    1.肌肉活动

    肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。任何轻微的活动均可提高代谢率。运动中机体耗氧量增加，消耗能量增多，产热量增加，因而能量代谢率增高。

    2.情绪影响

    人在平静地思考问题时，能量代谢所受的影响并不大，产热量略有增加，一般不超过4%。但在精神紧张如烦恼、恐惧或情绪激动时，产热量显著增加。这是由于伴随情绪变化出现了无意识的肌紧张及刺激代谢的激素释放增多等原因所致。

    3.食物的特殊动力作用

    4.环境温度

    二、人体运动时的能量供应与消耗

    人体运动时能量消耗明显增加，能耗的增加受制于运动强度、运动持续时间等因素。

    (一)骨骼肌收缩的直接能源——ATP

    肌肉活动的直接能量来源是三磷酸腺苷，即ATP。人体ATP最终来源于糖、脂肪、蛋白质的氧化分解。

     1.ATP的贮备及输出功率

    细胞内ATP的浓度很低，通过肌肉活检测定，安静肌肉ATP含量约为6mmol/kg(毫摩尔/公斤)湿肌。ATP的最大输出功率达11.2mmolATP/kg/s(每千克肌肉每秒动用ATP的毫摩尔数)启动极为迅速。

    2.ATP的分解供能及补充

    ATP→ADP+Pi+E

    (二)三个能源系统的特征

    (三)能源系统与运动能力

    如上所述，人体运动中能量输出的基本过程为无氧和有氧代谢两个过程，不同运动项目需要不同代谢过程作为其能量供应的基本保证，但一切运动过程的能量供应，都是由三个能源系统按不同比例提供，比例的大小则取决于运动的性质和特点。因此，人体不同能源系统的供能能力决定了运动能力的强弱。

    1.不同运动项目的能量供应

    不同运动项目运动中能量供应的比例如表5-10所示。由表中可以看出，尽管不同运动项目的能量供应具有各自的特征，但运动中不存在绝对的某一个单一能源系统的供能。例如，100米跑是典型的速度性项目，要求快速高输出功率的能供，磷酸原系统为首选能源，但酵解能系统在运动中仍占有一定比例。马拉松跑的持续时间长，运动中机体的能量供应以氧化能系统为主，但酵解能系统供能亦占有一定比例。而且，随着训练水平的提高，马拉松运动员运动中酵解能系统供能所占比例将进一步增加，有利于满足途中加速和终点冲刺时的能量需求。

运动时间与最大输出功率及能源系统

     2.运动中能源物质的动员

    一般运动开始时机体首先分解肌糖原，如100米跑在运动开始约3-5秒，肌肉便通过糖酵解方式参与供能；持续运动5-10分钟后，血糖开始参与供能，当运动强度达到最大摄氧量强度时，可达安静时供能速率的50倍；运动时间继续延长，由于骨骼肌、大脑等组织大量氧化分解利用血糖，而致血糖水平降低时，肝糖原分解补充血糖，其分解速率较安静时增加5倍。脂肪在安静时即为主要供能物质，在运动达30分钟左右时，其输出功率达最大。脂肪的分解利用对氧的供应有严格的要求，因而通常在长时间运动中，当肌糖原大量消耗或接近耗竭且氧供充足时才大量动用。蛋白质在运动中作为能源供能时，通常发生在持续30分钟以上的耐力项目。随着运动员耐力水平的提高，可以产生肌糖原及蛋白质的节省化现象。

    3.健身运动的能量供应

   运动强度