磷酸原代謝與運動

1、磷酸原代謝與運動,,主要內容,ATP的代謝CP的代謝磷酸原的供能特點磷酸原代謝能力的訓練訓練對磷酸原代謝系統(tǒng)的影響磷酸原供能能力的評定營養(yǎng),ATP的代謝,ATP的分子結構與功能ATP的合成ATP的水解供能肌肉ATP的儲量和運動的影響,ATP的分子結構,一個嘌呤一個核糖三個磷酸基團,,,(二)ATP的生物學功能,1.生命活動的直接能源　ATP－ADP循環(huán)是人體內能量轉換的基本方式，它維系著能量的釋放、儲存和利用。

2、2.合成磷酸肌酸　ATP＋C→ADP+CP3.參與構成一些重要輔酶 NAD NADP FAD CoA4.提供物質代謝時需要的能量,,（二）ATP再合成途徑,（1）磷酸肌酸分解構成磷酸原供能系統(tǒng)；（2）糖無氧分解構成糖酵解供能系統(tǒng)；（3）糖、脂肪、蛋白質有氧氧化構成有氧代謝 供能系統(tǒng)。,ADP+Pi+能量→ATP+ H2O,生物氧化過程中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機械能（肌肉收縮）滲透能（物質主動轉運）化學能（合成代謝）電能（生物電）熱能（維持體溫）,,,肌肉ATP儲量和運動的影響,儲量：5-7mmol／千克干肌，供肌肉最大強度運動不到1秒鐘轉換率高，100米跑轉換率提高1000倍之多ADP、AMP,,,促進糖酵解及有氧氧化,CP的代謝,CP的

4、合成和生物學功能CP在細胞內的儲量及分解,CP的合成和生物學功能,,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的生物學功能,高能磷酸基團的儲存庫線粒體內外能量的轉運,CP在細胞內的儲量及分解,儲量15-20mmol/千克干?。∕R25-30）

5、是ATP的3-5倍分解與合成CP+ADP,,,CK,ATP+C,CK,,,MB,MM,BB,運動時骨骼肌內三大供能系統(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),運動時骨骼肌供能系統(tǒng),,無氧代謝供能系統(tǒng),有氧代謝供能系統(tǒng),,,ATP、CP分子內均含有高能磷酸鍵，在代謝中均能通過轉移磷酸基團的過程釋放能量，故將ATP、CP合稱磷酸原。由ATP、CP分解反應組成的供能系統(tǒng)稱為磷酸原供能系統(tǒng)。,磷酸原供能系統(tǒng),（一）磷酸原系

6、統(tǒng)供能代謝的過程及特點,1 過程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,,,,短時極量強度運動時,2 特點,最早最快被啟動場所：肌細胞質條件：不需要氧氣輸出功率：1.6-3.0mmol-P/kg干肌.秒持續(xù)時間：6-8秒，一般不超過10秒與運動能

7、力：速度、爆發(fā)力,3意義,10秒以內最大強度運動的主要來源肌肉含量的多少決定快速供能的時間CP轉化為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度時間,運動能力高低主要取決于運動過程中能量的供給、轉移和利用的能力,,,,一、訓練計劃應遵循的生化原則,（一）超負荷原則,（二）特異性原則,代謝能力訓練,（三）特異性原則,,,二、制定訓練計劃的基本程序,（一）了解不同項目的代謝類型,（二）明確各專項供能特點,（三）了解不同

8、訓練方法的供能特點,（四）了解運動后能源物質恢復特點,,,三、各體育項目的代謝類型,,舉重 投擲 跳高 跳遠,,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,,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公路競走,,,,4分鐘

9、 2 28 70,1分鐘 8 62 30,,,最大用力時間 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、不同時間全力運動時無氧

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,,磷酸原代謝類型,特征：持續(xù)時間短，強度大。一般與運動員速度和爆發(fā)力有關。體育項目：舉重、短跑、跳高、投擲類運動。,,,（一）訓練方法的生物化學基礎,（二）訓練方法的基本特點,（三）訓練方法,一、提高磷酸原代謝能力的訓練方法,,1. 決定于磷酸原的供能時間,供能時間短:,（一）訓練方法的生化基礎,2. 決定于磷酸原的恢復時間,ＡＴＰ－ＣＰ半時反應約為？？？？？秒。,,,,,(二) 訓練方法的基本特點,運動時間和強度

15、 最大強度或最大力量，時間不超過10秒。間歇時間 最適宜的間歇時間應為３０秒左右。,,,（三）訓練方法,1.無氧--低乳酸的訓練方法,2. 重復訓練法,基本方法：無氧——低乳酸的訓練方法。重復10秒左右的最大強度運動，休息間歇要長于30秒，可延長至60—90秒。原則要求：最大速度或力量練習，時間不超過10秒每次練習的休息間歇不低于30秒，一般可選擇、30~90秒。成組練習的間歇不短于2~3分鐘，通常4~5分

16、鐘。,,,低乳酸原則,,,,,,2. 重復訓練法,運動時間需要控制在10秒鐘內，如短跑訓練的20-60m行進間跑、30-60m成組跑、籃球訓練中10秒內的30m跑、運球跑、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CP下降至一定程度時，能量供應轉而由糖酵解維持ATP再合成。結果使血乳酸生成增加，輸出功

17、率下降，跑速減慢。,,,10秒以內運動主要由磷酸原系統(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練時，必須注意加強糖酵解能力的訓練。即有一定比例的長于10秒的高速度耐力訓練。,結 論,圖1 6秒沖刺，30秒、60秒間歇休息時平均輸出功率,功率（瓦）,,運動訓練對磷酸原系統(tǒng)的影響,提高ATP酶活性提高CK酶活性提高CP儲量對ATP儲量影響不明顯,磷酸原供能能力的評定,尿肌酐評定法10秒內快速運動評定法磷酸原能

18、商評定,磷酸原—糖酵解代謝類型,特征：供能介于磷酸原和糖酵解之間，時間相對于磷酸原供能又較長。運動項目：200米跑，50米游泳，短距離滑冰 體操，柔道等。,糖酵解代謝類型,特征：無氧代謝為主，產生乳酸，持續(xù)時間小于2~3分鐘，與速度、速度耐力有關。運動項目：400米跑、100游泳、1公里自行車等。,糖酵解—有氧代謝類型,特征：供能介于糖酵解和有氧氧化之間。對無氧和有氧代謝能力要求較強。運動項目：800米跑、1500米跑、200米

19、游泳等。,有氧代謝類型,特征：有氧供能，時間較長，與有氧耐力有關。運動項目：3000米跑、馬拉松跑、1500米游泳等。,各體育項目的代謝類型,,舉重、 投擲、 跳高、 跳遠、 撐竿跳、短距離自行車、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,,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、公路競走,磷酸原代謝類型,磷酸原 糖酵解 代謝類型,糖酵解有氧代謝 類 型,4分鐘 2 28 70,1分鐘

21、8 62 30,,,最大用力時間 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,不同時間全力運動時無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、影響人體運動能力的因素,年齡、性別和肌肉質量肌肉結構和機能的影響肌肉形態(tài)和肌纖維類型：白肌纖維比例供能物質含量：CP的儲量反應產物的堆積：乳酸的積累遺傳因素訓練的影響,（一）影響人體無氧代謝能力的因素,年

26、齡、性別和肌肉質量,年齡：生長期的機體無氧代謝能力隨年齡增長而增大，在20歲時達最大。性別：一般女性的無氧代謝能力低與男性。肌肉質量：與運動員瘦體重有一定關系。,遺傳的影響,有關無氧代謝能力的某些參數的遺傳度,訓練的影響,短時間無氧能力（小于10秒）：可訓性較小。長時間無氧運動（如90秒鐘）：可訓性較大。,（二）影響人體有氧代謝能力的因素,最大轉運氧能力肌肉利用氧的能力,最大轉運氧能力,肺轉運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目和體積供能物質的選擇性利用等,肌肉利用氧的能力,運動性疲勞的生物化學,運動性疲勞的概念運動性疲勞的分類不同時間全力運動疲勞時的代謝特征不同代謝類型運動項目疲勞時代謝特點,,運動性疲勞的概念,機體生理過程不能持續(xù)其機能在一特定水平上和（或）各器官不能維持預定的運動強度。從生化角度來看：一是運動時能量體系輸出的最大功率下降；二是肌肉力量下降或內臟器官功能下降而不能維持

28、運動強度。,運動性疲勞的分類,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，止于脊髓運動神經元特征ATP濃度降低，ADP/ATP比值增大，氨基丁酸濃度升高。5-羥色胺等增加運動時氨基酸代謝增強，腦氨含量升高,外周疲勞,部位 起于神經肌肉接點，止于骨骼肌收縮蛋白。特征神經肌肉接點肌細胞膜代謝因素能源物質的耗竭代謝產物堆積,不同運動時間疲勞的生化特點,,,,運動時間

29、 疲勞的生化特點,0~5秒 與神經遞質代謝有關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值下降導致疲勞15~60分 肌糖原消耗最大，體溫升高 1~6小時 肌糖原下降，血糖下降，體溫上升，脫水，電解質紊亂,不同代謝類型疲勞的生化特點,,,,疲勞因素,磷酸原代謝類型,磷酸原代謝糖酵解類型,糖酵解類型,糖酵解

31、類型、有氧代謝類型,有氧代謝類型,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（肌） PH=6.6（?。?少肌糖原消耗 少 少 中 7

33、5~90%以上離子變化 結合Ca2+減少 同前 離子平衡紊亂,無氧代謝類型的疲勞：CP儲量的消耗，乳酸的積累，腦氨的升高有關。,有氧代謝類型的疲勞：肌糖原的消耗，血糖濃度的下降體溫升高，脫水，無機鹽的丟失及水溶性維生素的丟失。,運動后恢復的生物化學,超量恢復原理超量恢復原理的應用,超量恢復的規(guī)律,超量恢復原理：運動時

34、物質的消耗隨運動強度增大而增加，在一定范圍內消耗越多，恢復過程中獲得超量恢復越明顯。,,,,,,原來水平,運動,休息,超量恢復,在原水平波動,超量恢復學說由前蘇聯(lián)學者雅姆波斯卡婭提出，能源物質消耗和恢復過程的規(guī)律如下：,1、在適宜的刺激強度下，運動肌能源物質消耗量隨強度增大而增加。,2、在恢復期的一個階段中，會出現被消耗的物質超過原來數量的恢復階段，稱為超量恢復。,3、超量恢復的數量與消耗過程有關，在一定范圍內，消耗越多，超量恢復效果越

35、明顯。,超量恢復原理的應用,,,（一）確定訓練課運動間歇的依據,半時反應： （Reaction of Half Time）指恢復運動時消耗物質二分之一所需要的時間。,1、磷酸原恢復規(guī)律的應用,磷酸原恢復的半時反應為20~30秒，基本恢復的時間為2~5分鐘，因此10秒之內的全力運動訓練中，二次運動的間歇時間不能短于30秒，保證磷酸原在短時間至少恢復一半以上。,2、乳酸消除規(guī)律的應用,以糖酵解為主的運動項目，休息間歇主要考慮運動后乳酸消除的

36、規(guī)律。,30秒全力運動的半時反應為60秒， 最適宜的休息間歇為60秒左右。60秒全力運動的半時反應為3~4分鐘， 休息間歇要長達4~5分鐘。,,進行最大乳酸訓練時，乳酸消除的半時反應為15分鐘左右但又受休息方式的影響：積極性休息（半時反應時間為11分鐘，1小時恢復安靜水平。）消極性休息（半時反應時間為25分鐘，2小時恢復安靜水平。 ）,（一）訓練期糖原超量恢復的應用,肌糖原超量恢復與膳食及運動模式有關肌糖原超量恢復的

37、快慢和數量依賴于食物補充肌糖原超量恢復與運動水平有關。,1、持續(xù)性耐力訓練后肌糖原的超量恢復,肌糖原的完全恢復需要高糖膳食，要46小時才能完成，前10小時恢復速度最快。,糖原負荷法訓練,2、大強度間歇運動后肌糖原的恢復,在恢復初期2小時內，不吃食物也有肌糖原恢復。,通過什么方式恢復？,ATP是肌肉工作時的唯一直接能源物質，肌肉工作時ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供應，必須通過其它能源物質分解代謝產生能量再合成ATP。,A

38、TP,ADP+Pi+ E,,作功,1、CP,,2、糖,3、糖、脂肪 蛋白質,4、2ADP,ATP,ATP,ATP,ATP,E,磷酸原代謝能力的訓練,（一）生物化學理論依據,磷酸原供能系統(tǒng)的特征磷酸原恢復的半時反應,（二）訓練方法的生物化學分析,基本事實：磷酸原是進行10秒以內最大功率輸出的能量來源?；舅悸罚禾岣吡姿嵩到y(tǒng)的能力，應增加ATP、CP貯量以及提高10秒以內ATP再合成的能力。10秒以內的激烈運動，ATP再合

39、成主要依靠CP，加速CP再合成ATP的化學反應需提高肌酸激酶（CK）的活性。,基本方法：無氧——低乳酸的訓練方法。重復10秒左右的最大強度運動，休息間歇要長于30秒，可延長至60—90秒。原則要求：最大速度或力量練習，時間不超過10秒每次練習的休息間歇不低于30秒，一般可選擇、30~90秒。成組練習的間歇不短于2~3分鐘，通常4~5分鐘。,圖1 6秒沖刺，30秒、60秒間歇休息時平均輸出功率,功率（瓦）,,運動訓練對磷酸原