单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 物质与能量代谢,第一节 物质代谢,第二节 能量代谢,第三节 体 温,概 述,物质代谢：,人体与其周围环境之间不断进行的物质交换过程。,能量代谢：,机体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用。,第一节 物质代谢,一、人体主要营养物质的消化与吸收,(一)主要营养物质的生理功用,1.三大能源物质的生理功用,2.水及无机盐的生理功用,3.维生素的生理功用,(二)主要营养物质的消化与吸收,消化：,食物在消化道内被分解为小分子的过程。,吸收：,经过消化的食物，透过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程。,1.消化,消化的方式：,机械性消化或物理性消化：,通过消化道肌肉的舒缩活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不断地向消化道远端推送。,化学性消化：,通过消化腺分泌的消化液来完成，消化液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质等物质分解成小分子颗粒。,(1)消化道平滑肌的一般特性,消化道平滑肌特性：,兴奋性、自律性、传导性和收缩性。,特点包括：,消化道平滑肌的兴奋性比骨骼肌低；,消化道平滑肌在体外适宜环境内，仍能保持良好的节律性运动；,消化道平滑肌经常保持一定的紧张性收缩，以维持消化道的形状和位置，并使消化道管腔保持一定的基础压力，产生平滑肌的收缩活动；,消化道平滑肌具有较大的伸展性，从而使消化道能够容纳几倍于自己原初体积的食物；,消化道平滑肌对电刺激不敏感，而对牵张、温度和化学刺激特别敏感。,(2)消化液的作用,消化液的主要功能为：,稀释食物，使之与血浆的渗透压相等，以利于吸收；,改变消化道内的pH，使之适应于消化酶活性的需要；,水解复杂的食物成分，使之便于吸收；,通过分泌粘液、抗体和大量液体，保护消化道粘膜。例如，胃的粘液具有较高的粘滞性和形成凝胶的特性。,(3)营养物质在消化道各部位消化简述,口腔内消化,胃内消化,小肠内消化,大肠内消化,口腔内消化,口腔内消化：,唾液的性质和成分,pH:,6.67.1(无色无味近于中性的液体)。,成分,：,水(占99%)，有机物(唾液淀粉酶、粘蛋白、球蛋白,、,溶菌酶等)，无机物(Na,+,、,k,+,、,HCO,3,-,、,Cl,-,等)。,唾液的作用：,1.消化作用,：,唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽,；,溶于水的食物,味觉,；,唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。,2.清洁作用,：,大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。,3.排泄作用,：,铅,、,汞,、,碘等异物及狂犬病,、,脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。,4.免疫作用,：,唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。,胃内消化,胃液的性质、成分和作用,性 质：,无色，pH 0.91.5,是体内pH最低的液体,分泌量：,1.52.5L/日,成 分：,盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子,和HCO,3,-,等无机物。,胃蛋白酶,蛋白质 蛋白际、蛋白胨、多肽,胃排空：,食物由胃进入十二指肠的过程,食物的排空速度与食物的物理性状及化学组成有关。,通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空快，颗粒小的食物比大块食物排空快。,糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。,小肠内消化,1.胰液,胰液为无色透明的碱性液体,pH7.88.4，渗透压血浆,胰液呈间歇性分泌,分泌量约为12L/每日。,胰液是消化液中最重要的一种消化液。,(1)水和碳酸氢盐,(2)碳水化合物水解酶：,胰淀粉酶,(3)脂类水解酶：,胰脂肪酶,(4)蛋白质水解酶：,主要有,胰蛋白酶和糜蛋白酶,2.胆汁,(1)胆盐:,促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积,促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物,促脂溶性Vit吸收:,促胆汁的自身分泌:肠-肝循环,(2)胆固醇:,正常时，胆固醇与胆盐的浓度呈一定的比例，,若胆固醇胆石症。,(3)胆色素:,3.小肠液,弱碱性液体，pH7.6。渗透压与血浆相等。,分泌量大(13L/日),特点,酶种类多,持续分泌,小肠液的成分和作用,:,(1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。,(2)稀释肠腔内容物，利于吸收。,(3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶。,(4)肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。,(5)多种消化酶进一步消化水解食糜。,2.吸收,(1)吸收的部位,食物,在口腔及食道内不被吸收。,胃,所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。,小肠,是吸收的主要部位，一般认为，糖类、脂肪和蛋白质的消化产物大部分在十二指肠和空肠吸收，回肠能够吸收胆盐和维生素B12。,大肠,主要吸收水分和盐类，结肠可吸收其肠腔内80%的水和90%的Na,+,及Cl,-,。,(2)小肠吸收的特点,小肠吸收的有利条件,：,面积保证：,长56米皱褶绒毛微绒毛200m,2,；,设备保证：,酶多转运工具运输途径；,时间保证：,停留时间长，约38h；,动力保证：,绒毛伸缩具有唧筒样作用。,(3)小肠内主要营养物质的吸收,(三)肌肉运动对消化和吸收机能的影响,肌肉运动可以产生骨骼肌血管扩张、血流量增加，内脏血管收缩、血流量减少的效应，导致胃肠道血流量明显减少(约较安静时减少2/3左右)，消化腺分泌消化液量下降；运动应激亦可致胃肠道机械运动减弱，使消化能力受到抑制。,为了解决运动与消化机能的矛盾，,一定要注意运动与进餐之间的间隔时间。,饱餐后，胃肠道需要血液量较多，此时立即运动，将会影响消化，甚至可能因食物滞留造成胃膨胀，出现腹痛、恶心及呕吐等运动性胃肠道综合征。剧烈运动结束后，亦应经过适当休息，待胃肠道供血量基本恢复后再进餐，以免影响消化吸收机能。,二、主要营养物质在体内的代谢,(一)糖代谢,1人体的糖贮备及其供能形式,人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。,单糖被吸收进入血液后，一部分合成,肝糖原,；一部分随血液运输到肌肉合成,肌糖原,贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。,因而，,人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。,葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。,(1)糖原,人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克。,肌糖原既是,高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。,许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。,(2)血糖,血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为,80-120mg%。,血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。,运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。,血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。,饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。,2.糖在体内的分解代谢,(1),糖,酵,解,糖酵解与乳酸生成,乳酸的清除（引自：A.W.S.Watson,1995）,(2)有氧氧化,糖的有氧氧化途径,3.运动与补糖,(1)补糖时间与补糖量,目前一般认为，,运动前3-4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。,一方面，糖从胃排空小肠吸收血液转运刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高；同时还可以减少运动时肌糖原的消耗。,应当注意的是，,在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。,进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时间临时食用。,在长时间运动中，如马拉松比赛，可以通过设立途中饮料站适量补糖。,运动后补糖将有利于糖原的恢复。,耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。,运动前或赛前补糖,可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。,运动中或赛中补糖,应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。,(2)补糖种类,低聚糖,是一种人工合成糖(目前多使用由2-10个葡萄糖单位聚合成的低聚糖)，渗透压低，分子量大于葡萄糖。研究表明，浓度为25%的低聚糖的渗透压相当于5%葡萄糖的渗透压，故可提供低渗透压高热量的液体，效果较理想。,对糖原恢复的研究发现，淀粉、蔗糖合成肌糖原的速率大于果糖，,但果糖合成肝糖原的效果则比蔗糖或葡萄糖为佳。因此，补糖时应注意合理选择搭配糖的种类，同时，运动员膳食中应注意保持足够量的淀粉。,(二)脂肪代谢,1.人体的脂肪贮备,人体脂肪的贮存量很大，约占体重的10%-20%。一般认为，最适宜的体脂含量为：,男性为体重的6%-14%，女性为10%-14%。,2.脂肪在体内的分解代谢,脂肪在脂肪酶的作用下，分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在氧供应充足时进行运动，脂肪可破大量消耗利用。,3.脂肪代谢与运动减肥,运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。,减肥的方式：,一是参加运动,，,二是控制食物摄入量。,选择较适宜的运动方式,，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。,水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。,水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等多种运动。,4.减肥运动量的设定,适宜：,每周减轻体重0.45公斤(1磅),上限：,每周减轻体重0.9公斤(2磅),具体措施为：,运动频度：,每周运动3-5次,运动时间：,每次持续30-60分钟,运动强度：,刺激体脂消耗的“阈值”,即,50%-85%VO,2,max或60%-70%最大心率,(三)蛋白质代谢,1蛋白质在体内的代谢,2.关于蛋白质的补充问题,成人最低生理需要量,约为30-45克/天或0.8克/公斤体重。,生长发育期的青少年,由于组织增长及再建的需要，蛋白质的需要量为2.5-3克/公斤体重。,运动员的蛋白质供给量比普通人高,，目前认为我国运动员为1.2-2克/公斤体重，优秀举重运动员蛋白质补充量每日1.3-1.6克/公斤体重，耐力性运动中，即使糖类足以供应机体运动中所需能量，膳食中蛋白质的补充量也应达到1.5-1.8克/公斤体重。,(四)水代谢,1.人体的水贮备及分布,水是人体重要的组成成分，是维持生命活动必需的营养物质。成人体内含水约占体重的60%，其中，细胞内液约占40%，细胞外液约占20%(血浆占5%，组织间液占15%)。,存在形式：,一是游离水，二是结合水人体绝大部分水均以结合水的形式存在。,2.人体的水平衡,3.运动员脱水及其复水,脱水,是指体液丢失达体重1%以上。,被动脱水：,运动员在运动训练过程中，由于气温、运动强度及运动持续时间等因素的影响，可能产生程度不同的水分丢失。,主动脱水：,为了达到降低体重的目的，赛前采用人工手段，如使用利尿剂等，人为地造成机体脱水。,复水：,为改善和缓解脱水状况所采用的补水方法。,运动员的复水，应以补足丢失的水分、保持机体水平衡为原则。已经证明，赛前和赛中复水有明显的益处。,(五)无机盐代谢,1.人体无机盐的种类,2.微量元素的抗衰老作用,3.运动中无机盐代谢的特点,4.关于运动员补盐问题,多数研究指出，即使是长跑运动员在热环境下每日跑27.35公里，由于大量出汗而丢失一定量的Na,+,、K,+,、Ca,+,、Fe,+,、Mg,+,、Zn,+,和其他微量元素，但只要摄入平衡膳食，并补充丢失的水分，仍能保持无机盐的平衡。而且，由于汗液中无机盐的浓度低于体液中的浓度，运动中没有必要补充无机盐。但是，在一些超长距离项目中，如超长马拉松跑