运动生物化学

最后的神

绪　论	第八章　　运动时的代谢调节
第一章　　糖、脂、蛋白质和核酸的生化	第九章　　运动能力的生物化学
第二章　　水、无机盐和维生素的生物化学	第十章　　体能训练的生物化学
第三章　　调节物质	第十一章　营养补充与运动能力
第四章　　物质能量代谢	第十二章　运动员身体机能的生物化学评定
第五章　　运动与糖代谢	第十三章　儿童少年及女子的运动生物化学
第六章　　运动与脂肪代谢	第十四章　老年人的运动生物化学
第七章　　运动与蛋白质代谢	第十五章　控体重的运动生物化学

绪论

运动生物化学是从分子水平上研究：
            ①运动与身体化学组成 (蛋白质、核酸、糖、脂类、无机盐和水等)之间的相互适应。
            ②运动过程中机体内物质和能量代谢及调节的规律。
            ③为增强体质、提高竞技运动能力(如运动性疲劳的消除和恢复、反兴奋剂及其监测技术、机能监控和评定、制定运动处方等)提供理论和方法。
  
            一、运动生物化学当前的任务
            (一)运动与生物分子结构和功能
            身体化学组成与运动能力及健康的关系 生物分子结构与竞技能力及健康的关系
            例：磷酸肌酸与速度、力量，体脂和减肥与健康等 受体构型变化与激素的调节能力等
            (二)运动时物质代谢的动力学研究
            主要从参加代谢的基质 (Substrate)和代谢产物来分析。
            运动时能量代谢体系是由两种代谢过程和三个供能系统组成。
            (三)运动时代谢调控与运动能力
            1、激素调节
            2、神经调节
            3、酶调节
            (四)分子生物学与运动生物化学
分子生物学理论和方法已推动运动与身体适应的运动生物化学研究（如目前研究运动对骨骼肌、心肌等a-肌动蛋白、／肌球蛋白基因表达的影响，运动与酶蛋白基因表达、蛋白或多肽类的基因表达和应用基因工程技术生产生长激素和促红细胞生成素、白细胞介素等）
  
            二、运动生物化学的发展及其与相关学科的关系
            运动生物化学的研究开始于本世纪的20年代；
            在40-50年代有较大的发展，尤其是该时期前苏联的雅科夫列夫等进行了较为系统的研究，并于1955年出版了第一本运动生物化学专著《运动生物化学概论》；初步建立了运动生物化学的学科体系；
            到了60年代，该学科成为—门独立的科学。
            1968年在联合国教科文组织下的国际运动和体育联合会倡议下，成立了“国际运动生物化学研究组织”
  
            表1　第1-10次运动生物化学国际学术性会议
                                                                                                                                                        

届	年	地点	中心议题
１	1968	比利时布鲁塞尔	运动时物质代谢规律
２	1973	瑞士马加津	长时间运动时代谢适应
３	1976	加拿大蒙特利尔	运动时物质代谢
４	1979	比利时布鲁塞尔	运动时激素对物质的调节
５	1982	美国波士顿	运动性疲劳
６	1985	丹麦哥本哈更	运动时生物化学基础与保持健康
７	1988	加拿大伦敦	运动机能提高的生化适应
８	1991	日本名古屋	体育科学和医学的结合
９	1994	苏格兰阿拉丁	肌肉收缩的生化
10	1997	澳大利亚悉尼	疲劳与代谢

            
　　表2 运动生化国际专题讨论        

次	年	地点	中心议题
1	1979	意大利	训练的生理化学
2	1982	法国	训练和停训的生理化学
3	1986	希腊	运动和训练的生理化学
4	1990	法国	运动和训练的肌肉疲劳机理

　　1994年运动生化国际专题讨论
  1998年运动生化国际专题讨论
  (一) 运动生物化学和运动生理学的关系（从分子水平上阐明运动时身体机能变化是运动生物化学和运动生理学的共同任务）
  (二)     运动生物化学和运动医学的关系（运动生物化学是运动医学的基础。运动性疾病的发生和物质代谢过程紊乱密切相关，因此，应用生物化学的指标来评定运动员身体机能状态、诊断过度训练及某些运动性疾病是准确和灵敏的监测方法）
  (三) 运动生物化学和运动营养学的关系（运动营养学是以运动生物化学为基础）
  (四) 运动生物化学和运动心理学的关系（运动时神经和内分泌的变化时应和运动员的心理活动结合起来）
  (五) 运动生物化学和运动训练学的关系（运动生物化学是运动训练学的基础）
  体育科学是多学科的交叉，运动生物化学作为一门专业基础理论课，必然会与其他学科交叉和相互渗透。

最后的神

第一章 糖、脂、蛋白质和核酸的生物化学

                          第一节 糖类
            第二节 脂类
            第三节 蛋白质和核酸

　　人体是由水、蛋白质、核酸、脂类、糖类、无机盐、维生素、激素等数类物质组成，通过生物体内繁多而复杂有序的新陈代谢过程，把它们组合成一个有生命的整体。其中，蛋白质、核酸、脂类和糖类是生物体特有的大分子有机化合物，它们是建造生物体的主要成分，故又称为生物分子。
                        
　　第一节 糖 类

　　一、糖概述
　　(一)存在与分布
　　绿色植物的根、茎、叶和果实所含的葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉和纤维素，哺乳动物乳汁中的乳糖，肝脏和肌肉中的糖原等，都属于糖类物质。
　　(二)化学组成
　　糖类物质主要由碳(C)、氢(H)、氧(0)三种元素组成，其中氢与氧的原子数之比与水相同，也就是为2：1，故多数可用通式Cn(H20)n表示。习惯上常把糖类物质称为碳水化合物。
　　(三)定义
　　糖类是一类含多羟基的醛或酮类化合物的总称。

　　二、糖的分类
　　糖类物质可依据其水解的情况分为单糖、低聚糖和多糖。
　　(一)单糖
　　凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。
　　重要的单糖：核糖和脱氧核糖；葡萄糖、果糖、半乳糖
　　(二)低聚糖
　　低聚糖又称为寡糖，是由2-10个单糖分子缩合形成的糖。
　　常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖
　　蔗糖+水 葡萄糖+果糖
　　乳糖+水 葡萄糖+半乳糖
　　麦芽糖+水 葡萄糖+葡萄糖
　　(三)多糖
　　多糖是由多个单糖分子缩合、失水而形成的。这一类结构复杂且分子量庞大的糖类物质，其水解后能产生许多分子单糖。
　　常见的多糖：淀粉、糖原和纤维素
　　糖原又称为动物淀粉，以颗粒形式广泛存在于人体、动物体内，肝脏和肌肉内的储存量尤其丰富。成人体内糖储量约400—500克。正常生理活动情况下，骨骼肌糖原含量变化不大，一般范围是每千克湿肌含糖原重10—15克。长期从事耐力训练的运动员，肌糖原含量较高，每千克湿肌可达20—30克。肝糖原含量易受饮食糖量的影响，日波动较大，平均每千克肝组织含糖原50克左右。
　　*糖的甜度：如以蔗糖为1，则果糖为1.75，葡萄糖为0.75，半乳糖为0.33，麦芽糖为0.33, 乳糖为0.16，淀粉最低。

　　三、糖的生物学功能
　　（一） 一般生物学功能
　　糖是组成人体的重要成分之一（糖与脂类形成糖脂，是组成神经组织和细胞膜的成分；糖与蛋白质合成糖蛋白，是形成抗体、某些酶和激素等生理功能物质的组分，还参与构成结缔组织的基质。）
　　糖是人体内的重要功能物质，糖原和葡萄糖都可通过无氧和有氧代谢的方式释放能量。1克葡萄糖在体内完全氧化成二氧化碳和水时，可以产生17千焦耳(4千卡)的能量。                         中枢神经系统
　　（二） 运动中的生物学功能
　　1、储存和提供机体所需的能量
　　正常生理活动中60％~70％的能量来自糖氧化的过程；
短时间大强度间歇运动和长时间持续运动能量的主要来源，尤其是60分钟左右的运动项目；
　　运动中保持血糖浓度相对稳定，将有利于保证中枢神经和红细胞等持续获得葡萄糖。
　　2、糖具有降低蛋白质分解的作用
　　体内糖储量明显下降时，蛋白质则参与氧化供能和合成葡萄糖的代谢过程；
　　3、糖可调节脂肪代谢
乙酰辅酶A必须与糖氧化的中间产物草酰乙酸结合，才能进入有氧代谢途径而彻底氧化；
　　长时间运动导致糖储量下降时，脂肪代谢的中间产物酮体必然会增多，导致血酮体浓度升高，体液酸化，影响运动能力。




　　第二节 脂类

　　一、 脂类概述
　　(一) 存在与分布 广泛存在于动、植物体内
　　(二) 化学组成 主要由碳、氢、氧三种元素组成，有些还含有氮(N)和磷(P)等元素
　　二、 脂类的分类
　　脂类可按不同的构成组分进行分类
　　(一) 单纯脂：单纯脂是指脂肪酸和醇类所形成的酯。
　　三酰甘油(甘油三酯)是脂类中含量最丰富的一大类，通称脂肪，也称真脂或中性脂。不同脂肪酸之间的区别主要在于碳氢自然界中脂肪酸通常具有偶数碳原子，碳氢链长一般为                         12-22个碳原子。碳氢链有的是饱和的，如硬脂酸和软脂酸等，为饱和脂肪酸；也有的碳氢链含有一个或几个双键，为不饱和脂肪酸。
　　通常把维持人体正常生长所需而体内又不能合成的脂肪酸，称为必需脂肪酸。亚油酸和亚麻酸只能从植物中获得。
　　(二) 复合脂：由脂肪酸、醇类和其他物质组成的脂类物质，称做复合脂。磷脂、糖脂、脂蛋白
　　(三)                         类脂：指一些理化性质与脂肪相似的、不含结合脂肪酸的脂类物质。最常见的是类固醇及其衍生物，如胆固醇、胆汁酸、维生素D、固醇类激素(性激素和肾上腺皮质激素)等。
　　三、 脂类的生物学功能
　　（一）脂类的一般功能
　　1．脂类是机体组织的组成成分
　　2．脂肪是人体能量的主要来源和最大储能库
　　3．防震和隔热保温作用
　　4．脂溶性维生素的载体
　　(二)运动中脂肪的生物学功能
　　1． 脂肪提供长时间低强度运动(如马拉松跑和铁人三项等)时机体所需的大部分能量。
　　2． 脂肪氧化供能具有降低蛋白质和糖消耗的作用。


　　第三节 蛋白质、核酸top

　　一、蛋白质
　　(一) 蛋白质的化学组成：碳、氢、氧外，还含有氮和少量的硫；氮的平均含量占16％。
　　(二) 蛋白质的基本结构单位：

　　(三) 蛋白质的分子结构
　　1．蛋白质的一级结构：又称初级结构，是指构成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序和连接方式。肽键是由一个氨基酸的α-氨基与相邻氨基酸的α-羧基脱去一分子水缩合而成的化学键。
　　2．蛋白质的空间结构：借助多肽主链上排列的氨基酸侧链，自发地绕曲折叠并处于稳定的空间结构状态。蛋白质的空间结构包括二级、三级和四级结构。蛋白质的二级结构是指多肽链本身有规则的绕曲折叠，形成的重复性结构。二级结构的基本类型有α-螺旋、β-折叠，维持这两类结构的化学键分别是多肽链内或多肽链之间出现周期性排列的氢键。在二级结构的基础上，蛋白质多肽链借助各种次级键(氢键、盐键、疏水键、范德华引力、二硫键)的相互作用，进一步绕曲折叠，形成具有一定立体形状的三级结构。有很多蛋白质是以三级结构的球状蛋白质的聚集体形式存在的，这样的聚集体称为蛋白质的四级结构。蛋白质的四级结构中每个球状蛋白质称为亚基或亚单位，它们是没有生物学活性的，必须通过次级键的结合力形成特定的四级结构后，才具有生物学活性。

　　(四) 蛋白质在生命活动中的作用
　　1．酶的催化作用
　　2．组成有机体的结构成分
　　3．运载和储存
　　4．生物信号的转导作用（调节、传递等）
　　5．免疫保护
　　6．参与能量代谢

　　二、核酸
　　(一) 核酸概述
　　1．核酸在体内的分布和含量：核酸大部分以核蛋白的形式存在
　　2．核酸的元素组成：碳、氢、氧、氮四种元素外，还含有大量的磷，个别核酸分子中还含有微量的硫。各种核酸分子中的磷含量比较相近和恒定，平均约为9％—10％。
　　(二)                         核酸的基本结构单位：核苷酸的基本组成是核碱(碱基)、戊糖(核糖或脱氧核糖)、磷酸三类分子连接而成。包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(C)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)
            
　　(三) 核酸在生命活动中的作用
　　1、细胞的结构成份
　　2、储存、复制和传递遗传信息的作用（DNA是遗传信息的载体，而RNA与蛋白质合成关系密切）。
　　3、蛋白质合成密切相关
　　4、运动员选材

最后的神

第二章 水、无机盐和维生素的生物化学

                          第一节 水
          第二节 无机盐
          第三节 维生素

第一节 水
　　—、概述
　　水体液的主要成分，是生命体内各种化学反应的介质；水也是重要的代谢底物，直接参加代谢反应；是某些反应的产物；是体内代谢底物排泄的媒介(如尿、汗中的水)；关节表面起润滑作用；热平衡。

　　二、水平衡
　　影响因素：个体差异及气候条件、活动强度与生理状况。
　　来源：每人每天据估计从食物中摄取水约1000毫升，从饮料中摄取水约1200-1500毫升，此外体内代谢约产生约300毫升水。
　　去路：人呼吸与排汗、尿液及粪便，与其每天摄取的数量有密切关系。人体每排泄1克代谢废物需耗水15毫升作为溶剂。成人正常时每日约排出35克废物，故每天至少必须排尿500毫升，该数值称为最低尿量。此外，人体内每天约分泌消化液8300毫升，不过在食物消化吸收过程中基本上又全部收回，但若发生长时间呕吐或腹泻时，则会丧失大量消化液。

　　三、水的生物学功能
　　（一）一般功能
　　1、构成体液：水量占体重的60％-80％；细胞内液约占体重的40％，细胞外液包括细胞间质、淋巴液和少量特殊区域(如心室腔和脊柱管)中的水，约占体重的20％。
　　2、维持电解质平衡：渗透平衡、酸碱平衡及电荷平衡。
　　3、生物化学反应进行的场所：
　　4、调节体温：1克汗在37℃时完全蒸发可散发0.58千卡热量。
　　5、润滑作用：关节、眼
　　（二）运动中的功能
　　人体在剧烈运动时，排汗成为调节体热平衡的主要途径。一次大强度、大运动量训练的排汗量可高达2000—7000毫升，如不能及时补充适量水分，将会导致人体运动能力明显降低；严重时还会危害运动员的身体，所以要特别重视运动员的水。水平衡受垂体的抗利尿激素的调控，受醛固酮直接影响很少。


第二节 无机盐

　　一、概述
　　无机盐是人体的组成成分，总储量为43-44克／千克体重，约占体重的5％。其中含量较多的有钙、磷、钾、硫、氯、钠、镁7种元素。每日体内需要量在十分之几克到几克，称为常量元素。其他元素机体每日需要量从百万分之几克(微克)到千分之几克(毫克)，称为微量元素。已知人体必需的微量元素有铬、铜、氟、碘、铁、锰、铝、硒、硅和锌等14种。六分之五的无机盐存在于骨骼内，其中包括全身钙的99％，磷的75％，镁的70％。

　　二、人体无机盐分布和组成
　　体液各部分无机盐
　　其他主要部位的无机盐：骨、肌肉

　　三、无机盐的生物学功能
　　（一）一般功能
　　1、构成机体组织的重要材料，如牙齿、骨骼；
　　2、维持机体的渗透平衡，对细胞内外水分的转移和物质交流十分重要；
　　3、维持体液的酸碱平衡，对内环境起稳定作用：
　　机体这种能够处理酸、碱性物质的含量与比例、维持体液pH值在恒定范围内的过程，称为酸碱平衡。
　　缓冲系统在调节酸碱平衡中的作用：一种弱酸和该弱酸盐所形成的、具有缓冲酸碱能力的混合溶液，称为缓冲溶液。


　　4、维持神经肌肉的兴奋性，以保持其正常的应激能力；
　　6、构成机体，并参与体内某些酶和激素的组分等。

　　（二）运动中的功能
　　1、身体内无机盐的储量很大，激烈运动一天，不大可能引起无机盐缺乏。
　　2、维持渗透压的正常水平。

　　四、几种重要的无机盐
　　(一)钙
　　1、分布：
　　2、生物学功能：(1)调节肌肉的收缩和舒张；
　　(2)维持神经冲动的传递；
　　(3)参与凝血过程；
　　(4)与许多激素的分泌和激素释放因子有关。
　　运动员，尤其是需要控制体重的女运动员，每日补充的钙量应比正常人略多。
　　3、 食物来源：奶类、豆类等食品中含有丰富的钙。
　　(二)铁
　　1、分布：以血红素形式存在于血红蛋白、肌红蛋白及细胞色素中，其余大部分以铁蛋白(非含铁血红素)的形式储存在肝脏、脾脏和骨髓中。
　　2、生物学功能：构成血红蛋白和肌红蛋白；酶的组成
　　3、食物来源：膳食铁的吸收率不高，肉类为30％，鱼类为15％，谷类、蔬菜中的铁仅10％可被吸收。富含铁的食物有动物肝脏、蛋类、绿叶蔬菜等。
　　(三) 氯和钠
　　1、分布：50％在细胞渗透压、水平衡和酸碱平衡中起主要作用。
　　2、生物学功能：钠离子是胰液、胆汁、汗液和眼泪的组成成分，与肌肉收缩和神经功能关系密切，对糖类的吸收也起特殊作用。氯离子被用于产生胃中盐酸，有助于维生素B12和铁的正常吸收，参与淀粉酶的激活，抑制随食物和饮料而进入胃中的微生物的生长。
　　3、食物来源：
　　(四) )钾
　　1、分布：钾居第三位
　　2、生物学功能：维持细胞内适宜的渗透压、酸碱平衡和营养素出入细胞的转移作用，参与糖原和蛋白质代谢，维持细胞内某些酶的活性。血钾浓度过高时，会引起肌肉张力降低、心肌松弛，此作用和钙正好相反。而缺钾可引起心率失常、肌肉衰弱和烦躁。
　　3、食物来源：
　　(五)镁
　　1、分布：60％以磷酸盐的形式存在于体液内，肝与肌肉是含镁浓度最高的软组织。
　　2、生物学功能：骨与牙齿的组成成分之一；参与多种酶的激活
　　3、食物来源：
　　(七)锌
　　1、分布：皮肤、毛发和指甲中均有较高的含锌量，肝脏和血液中含量则很少，红细胞的含锌量约为血浆的10倍。
　　2、生物学功能：组成多种酶和激活剂的成分，调节体内各种代谢，如红细胞运输二氧化碳需要锌，骨骼的正常骨化亦需要锌。锌与蛋白质、核酸合成以及味觉敏感性有关，创伤和烧伤的愈合也与锌有关。
　　3、食物来源：动物性食品、豆类和小麦
　　(八)铜
　　1、分布：以肝、脑、心、肾、胰中含量较高
　　2、生物学功能：属酶的辅助因子，参与多种代谢反应，铁的利用
　　3、食物来源：
　　(九)铬
　　1、分布：
　　2、生物学功能：胰岛素正常工作的辅助因子，能促进胰岛素发挥效应，因而间接促进肌肉增长
　　3、食物来源：




第三节 维生素

　　—、概述
　　维生素是由“Vitamin”一词翻译而来，是维持人体正常代谢和机能所必需的一类低分子有机化合物。这类物质由于体内不能合成或者合成量不足，需要量虽然很少(每日以毫克或微克计量)，但必须由食物供给。各种维生素的功能各异，不能相互代替。它们既不构成身体组织，也不供给热能。其营养价值一般是通过组成辅酶或辅基的形式，参与体内的物质和能量代谢，是代谢调节、维持生理功能所不可缺少的营养素。
按溶解性质将其分为两大类：
　　1、 脂溶性维生素：维生素A(视黄醇)、D(钙化醇)、E(生育酚)、K (凝血维生素)
　　2、                         水溶性维生素：维生素B复合物（维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素PP(尼克酸和尼克酰胺或烟酸和烟酰胺)、维生素B6(吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺)、泛酸                         (遍多酸)、生物素、叶酸、维生素B12(钴胺素)）和维生素C(抗坏血酸)
            
　　二、与运动关系密切的维生素
　　(一)维生素B1
　　1、作用：丙酮酸脱氢酶的辅酶组成成分，乙酰胆碱的合成与分解有关。
　　2、对运动能力的影响
　　缺乏：易引起运动时乳酸堆积增多，使机体容易疲劳，并可能影响心脏的功能。
　　充足：可促进运动时糖原有氧代谢，提高速度耐力和耐力；加速运动后血乳酸消除。
　　(二)维生素B2
　　1、 作用：细胞内呼吸（酶）的关系密切
　　2、 对运动能力的影响：缺乏维生素B2时，直接影响骨骼肌有氧代谢供能能力，引起肌收缩无力，耐久力下降。
　　(三)维生素PP
　　1、 作用：脱氢酶的辅酶，如辅酶工 (NAD+)和辅酶Ⅱ(NADP+)。在生物氧化过程中起着递氢体的作用，参与有氧代谢和无氧代谢供能。
　　2、 对运动能力的影响：与运动员的有氧和无氧耐力有关；在运动后参与合成代谢，与恢复能力有关。
　　(四)维生素B6
　　1、作用：氨基酸脱羧酶的辅酶，参与蛋白质的分解与合成代谢。
　　2、运动能力的影响：力量素质有关
　　(五)维生素C
　　1、作用：氧化还原作用，参与肌酸和蛋白质的代谢。
　　2、对运动能力的影响：运动使机体的维生素C代谢加强，短时间运动后血液维生素C的含量升高，但长时间运动后下降。不同负荷运动后，不论血中维生素C含量是升高还是下降，组织维生素C均表现为减少。当人体维生素C不足时，白细胞的吞噬功能下降。运动员在过度训练时，血液中维生素C的水平和白细胞吞噬功能都下降。维生素C还有提高耐力、消除疲劳和促进创伤愈合的作用。
　　(六)维生素A
　　1、作用：眼视网膜中视紫质的原料，具有保护角膜上皮、防止角质化的作用。
　　2、对运动能力的影响：缺乏时，肾上腺皮质发生萎缩和性功能紊乱，会影响运动能力。（击剑、射击、滑翔、乒乓球）
　　(七)维生素E
　　1、作用：抗氧化、防止肌肉萎缩等生物学作用。
　　2、对运动能力的影响：肌肉力量

　　在体育运动或训练中，人体内能量消耗大大增加，物质代谢明显增强，如维生素B1需要量直接与膳食糖的数量有关；激烈运动加速水溶性维生素从汗、尿排泄，尤其是维生素C的排泄，使维生素的消耗随之增多；同时，系统训练引起线粒体的数量和体积增大，酶和功能蛋白质数量增多，参与这些物质更新的维生素的需要量也相应增加。因此，合理补充某些维生素对运动后消除疲劳、加速恢复是必要的。运动员应了解维生素补充及与运动能力的关系。

最后的神

第三章 生物化学过程的调节物质

                          第一节 酶
          第二节 激素        
                                  　第一节 酶
            
　　一、概述
　　酶是由生物细胞所产生的具有催化功能的蛋白质。(核酶Ribozyme是由Cech和Altman[1989年获得诺贝尔化学奖]发现的具有催化活性的RNA；参加RNA的剪接、剪切和成熟。[陈丙莺《分子生物学》2000年2月]
　　(一) 酶催化反应的特点

　　1．高效性：酶能加速反应至少是一百万倍。例：每个碳酸酐酶分子能在一秒钟内水合105个CO2分子
　　2．高度专一性：酶对催化反应和底物的选择专一性，具有重要的生物学意义，它保证了体内各种物质代谢和能量转移过程，能有条不紊地按照一定顺序进行，同时也保证了一种底物具有不同的代谢途径，有利于身体在不同的运动状态下调整适应的代谢路线，从而满足机体对能量的需求。
　　3．不稳定性：运动时，体温变化和失水使内环境离子浓度、酸碱度(pH值)改变，各种代谢基质或产物改变，都可能对酶活性发生影响。
　　4．可调控性：例如激素的调节作用、底物与代谢产物的调节作用等。
　　(二) 酶的命名
　　1．根据酶的底物命名。例如ATP酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶
　　2．根据酶所催化的反应性质来命名。如水解酶、脱氢酶、合成酶、转氨酶、氧化酶等。
　　3．结合上述两条原则来命名。如乳酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等。
　　4．在上述命名基础上，有时还加上酶的来源或酶的其他特点来命名。如胃蛋白酶和碱性磷酸酶等。

　　二、酶的化学组成和活性
　　(一) 酶的化学组成
　　1．单纯蛋白酶：大多数水解酶属于单纯蛋白酶。
　　2．结合蛋白酶：由蛋白质和非蛋白质两部分构成，简称全酶。全酶由蛋白质(称为酶蛋白)和辅助因子所组成，单独的酶蛋白或辅助因子均无催化作用，只有全酶才具有催化作用。
　　辅助因子是参与酶的催化功能，并起传递电子或转移化学基团的作用。
　　辅助因子包括辅酶(辅基)和金属离子。
　　(二) 酶活性
　　或称酶活力。酶活性的大小常用催化反应的底物消失量或产物的生成量来表示。1个酶单位是指在酶作用的最适合条件下，25℃，1分钟内催化1.0微摩尔底物发生变化的酶量。
　　酶活性的状态和最大活力的发挥受多种因素的影响，主要包括酶浓度、底物浓度、产物浓度、温度、环境的酸碱度以及活化剂和抑制剂等。例如运动中的代谢产物、运动适应后、营养物质。

　　三、同工酶和限速酶
　　(一) 同工酶
　　催化相同反应，而催化特性、理化性质及生物学性质不同的一类酶称为同工酶。
　　1．乳酸脱氢酶同工酶：乳酸脱氢酶(LDH)有5种同工酶；心型乳酸脱氢酶，表示为H-LDH或 LDH1；肌型乳酸脱氢酶，表示为M-LDH或LDH5。LDHl能迅速将乳酸转变为丙酮酸，而LDH5则能迅速将丙酮酸转变为乳酸。
　　2．肌酸激酶同工酶：CK有3种同工酶，分别为肌型(MM型)、脑型(MB型)、线粒体型(BB型)。正常血清中的CK同工酶几乎全为MM型（96%以上）。
　　(二) 限速酶
　　某一代谢体系常需一系列酶共同催化才能完成，但其中某一个或几个酶活性较低，又易受某些特殊因素如激素、底物、代谢产物等调控，造成整个代谢体系受影响，故把这些酶称为限速酶。

　　四、人体的主要代谢酶系
　　(一) 物质代谢和能量代谢的主要酶系：
　　(二) 血清酶：
　　1．血清酶的来源：功能性酶和非功能性酶。
　　2．运动对血清酶的影响：运动强度、运动时间和训练水平的不同而有明显的差异。
　　3．运动引起血清酶活性升高的机理：运动时细胞膜通透性增大，是血清酶升高的主要原因之一。（牵拉、肌肉缺氧、钾离子升高、乳酸增多、血糖含量下降和ATP水平降低等）
　　(三) 酶对运动的适应
　　1．酶催化功能的适应：酶的这种催化功能的适应性变化，可在极短的时间内实现，但维持时间较短。
　　2．酶含量的适应：适应性增加出现的时间较晚，但持续时间较长。


　　第二节 激素

　　—、概述
　　激素按其化学本质主要可以分为四类：
　　三种类型：①快速反应类型。如去甲肾上腺素、肾上腺素、皮质醇等。②慢反应类型。如醛固酮、甲状腺素、抗利尿激素等。③滞后反应类型。如生长激素、胰高糖素等。
　　二、运动时代谢的激素调节
　　(一) 肾上腺素和去甲肾上腺素：
　　运动时，血浆肾上腺素和去甲肾上腺素水平立即上升，随着运动强度增大，其血浆水平也持续上升。运动中去甲肾上腺素浓度升高通常比肾上腺素多，这标志交感神经系统起着重要作用。在递增强度运动中，血儿茶酚胺与血乳酸水平之间存在直接的线性关系。在极量运动期间，高输出功率与血浆高去甲肾上腺素水平相关，这说明最大无氧代谢能力可能与血儿茶酚胺对运动应答的数量有关。
　　(1)对肌糖原分解的影响大于对肝糖原的影响；
　　(2)抑制肌细胞吸收血糖，有利于肌细胞利用脂肪酸；
　　(3)激活胰高糖素的分泌，抑制胰岛素的分泌。
　　总效应是促进肝糖原分解释放葡萄糖人血，有助于血糖水平升高。
　　(二) 胰高糖素
　　运动时，血浆胰高糖素浓度上升，发生在亚极量运动或较短时间大强度有氧运动后。在进行耐力运动过程中，血浆胰高糖素的浓度逐渐升高。
　　胰高糖素的主要靶细胞是肝细胞。胰高糖素的生物效应包括：
　　(1)激活糖原分解和抑制糖原合成；
　　(2)抑制脂肪酸合成；
　　(3)激活糖异生。
　　总效应是明显提高肝葡萄糖释放量，加强脂肪组织内甘油三酯的分解。
　　(三) 胰岛素
　　总的效果是促进合成代谢，抑制分解代谢。
　　(1)促进血糖转移进入肌细胞，激活肌糖原合成代谢；
　　(2)抑制肝糖异生作用，促进脂肪酸合成；
　　(3)促进肌细胞吸收氨基酸和合成蛋白质，抑制细胞内蛋白质降解。
　　(四) 生长激素
　　生长激素是由脑下垂体前叶分泌的多肽激素，是强有力的合成代谢促进剂，通过cAMP激活蛋白激酶，促使RNA合成加强；能使氨基酸进入肌细胞的通透性增大，加速蛋白质的合成；促进糖异生作用，升高血糖水平等。运动时血浆中生长激素浓度升高、促进脂肪组织的脂解作用等。
　　(五) 各种性激素
　　由肾上腺皮质和有关性腺分泌的类固醇激素，包括睾酮、孕酮等组成，主要功能为调节性腺机能，促进副性器官发育，促进蛋白质合成和骨髓生长，改善心血管功能和增加红细胞数目等。

最后的神

第四章 运动时物质代谢和能量代谢

                          第一节 能量代谢概述
            第二节 三磷酸腺苷——ATP
          第三节 运动时骨骼肌供能系统
          第四节 运动时能量的释放和利用

第一节 能量代谢概述
              
　　伴随物质代谢过程发生的能量吸收、储存、释放、转移和利用的过程，称为能量代谢。能量代谢的核心物质是ATP。
　　一、高能化合物
　　(一) 概念
　　一般将水解时释放的标准自由能高于20．92KJ／mol(5千卡／摩尔)的化合物，称为高能化合物。自由能是指一个反应体系中能够做功的那一部分能量。
　　(二)种类
　　高能化合物种类很多。重要的高能化合物有磷酸烯醇式丙酮酸、1，3—二磷酸甘油酸、磷酸肌酸、琥珀酰辅酶A、 ATP、ADP等。其中磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基转移潜势最高。

　　二、生物氧化
　　(一) 概念
　　定义：营养物质在生物体内氧化成水和二氧化碳并释放出能量的过程称为生物氧化。
　　效率：生物氧化过程中所产生的能量近 40％用于ADP磷酸化以重新合成ATP，其余60％则以热能形式散发。
　　部位：生物氧化发生的部位主要在细胞的线粒体。
　　方式：物质氧化的主要方式是脱氢，能量逐步释放，且主要以ATP、CP的形式储存。
　　(二) 生物氧化的途径
　　由许多酶促反应有组织、有秩序、依次衔接起来的连续化学反应，即为生物氧化途径。
　　大体可以分为三个阶段。 第一阶段，是糖原、脂肪和蛋白质分解成各自的构成单位。
　　第二阶段，是葡萄糖、脂肪酸、甘油和多数氨基酸经不同的反应过程生成活性二碳化合物——乙酰辅酶A，这一阶段约释放总能量的三分之一，且可以生成ATP。
　　第三阶段，是三羧酸循环和氧化磷酸化
　　1． 生物氧化中水的生成
　　代谢物脱下的氢经一系列递氢、递电子体与被激活的氧结合为水的过程，称为呼吸链。
　　2． 生物氧化中ATP的生成
　　生物氧化过程中伴随释放能量合成ATP，ATP合成包括底物水平磷酸化及氧化磷酸化两种方式。
　　(1)底物水平磷酸化：生物氧化中由于脱氢或脱水反应，引起底物分子内部能量重新排布，可分别形成高能化合物，使ADP磷酸化再合成ATP。这种直接由代谢物分子的高能磷酸键转移给ADP生成ATP的方式，称为底物水平磷酸化，简称底物磷酸化。（1，3—二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶A）
　　(2)氧化磷酸化：氧化磷酸化是由位于线粒体内膜中的呼吸酶集合体完成的。
　　代谢物脱下的氢，经呼吸链传递过程逐级氧化，最后生成水，同时伴有能量的释放，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化反应中，生成ATP的数量及氧化磷酸化的耦联部位，可由P／O比值确定。P／O比值是指在形成ATP时，每消耗1摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数。
　　3．生物氧化中二氧化碳的生成
　　生物氧化中二氧化碳由有机酸脱羧反应生成。
            
            
              　　第二节 三磷酸腺苷——ATP
              
　　一、ATP的分子结构和生物学功能
　　(一) ATP的分子组成和结构
　　ATP分子是由一个腺嘌呤、一个核糖和三个磷酸基团组成的核苷酸。ATP的活化形式通常是ATP与镁离子(Mg2+)或锰离子(Mn2+)的复合物。
　　（二） ATP的生物学功能
　　1．生命活动的直接能源物
　　2．合成磷酸肌酸
　　3． 参与构成一些重要辅酶（ATP是某些重要辅酶如NAD、NADP、FAD、CoA的结构成分）
　　4． 提供物质代谢时需要的能量
　　二、运动时ATP的利用和再合成途径
　　(一)运动时肌肉ATP的利用途径
　　运动时，肌肉ATP利用的部位和作用是：
　　(1)肌动球蛋白ATP酶消耗ATP，引起肌丝相对滑动和肌肉收缩做功；
　　(2)肌质网膜上钙泵(Ca-ATP酶)消耗ATP，转运 Ca2+，调节肌肉松弛；
式，它维系着能量的释放、储存和利用。
　　(3)肌膜上钠泵(Na，K-Arly酶)消耗ATP，转运 Na+／K+离子，调节膜电位。
　　据报道，仅肌质网转运Ca2+所消耗的能量就占肌肉收缩时总耗能的三分之一。
　　(二)ATP再合成途径
　　例如，一个静卧状态的人，24小时内消耗ATP约40千克。在剧烈活动时，ATP利用速率可高达每分钟0．5千克。ATP为每千克湿肌4．7~7．8毫摩尔。
　　肌细胞中可提供能量合成ATP的代谢系统，包含下列三条供能系统，构成运动肌能量供应体系：
　　(1)高能磷酸盐如磷酸肌酸分解一磷酸原供能系统；
　　(2)糖无氧分解—糖酵解供能系统；
　　(3)糖、脂肪、蛋白质有氧氧化一有氧代谢供能系统。



                        
              　　第三节 运动时骨骼肌供能系统
              
　　一、 磷酸原供能系统
　　ATP、CP分子内均含有高能磷酸键，在代谢中均能通过转移磷酸基团的过程释放能量，所以将ATP、CP合称磷酸原。由ATP、CP分解反应组成的供能系统称做磷酸原供能系统。
　　(一)磷酸肌酸的分子结构与功能
　　1．磷酸肌酸的分子结构
　　2．磷酸肌酸的功能：(1)高能磷酸基团的储存库；(2)组成肌酸-磷酸肌酸能量穿梭系统
　　(二)运动时磷酸原供能
　　1．磷酸原系统供能过程
　　2．磷酸原系统供能特点：
　　启动：运动开始时最早起动，最快利用，具有快速供能和的特点。
　　功率：最大功率输出。短时间极量运动时，磷酸原系统的最大输出功率可达每千克干肌每秒1．6—3．0毫摩尔~P。
　　可维持最大供能强度运动时间：约6—8秒钟。
　　运动项目：与速度、爆发力关系密切。短跑、投掷、跳跃、举重及柔道等项目的运动。
　　3．不同强度运动时磷酸原储量的变化：（1）极量运动至力竭时，CP储量接近耗尽，达安静值的3％以下，而ATP储量不会低于安静值的60％。（2）当以75％最大摄氧量强度持续运动时达到疲劳时，CP储量可降到安静值的20％左右，ATP储量则略低于安静值。（3）当以低于60％最大摄氧量强度运动时，CP储量几乎不下降。这时，ATP合成途径主要靠糖、脂肪的有氧代谢提供。
　　4．运动训练对磷酸原系统的影响：(1)运动训练可以明显提高ATP酶的活性；(2)速度训练可以提高肌酸激酶的活性，从而提高ATP的转换速率和肌肉最大功率输出，有利于运动员提高速度素质和恢复期CP的重新合成；(3)运动训练使骨骼肌CP储量明显增多，从而提高磷酸原供能时间；(4)运动训练对骨骼肌内ATP储量影响不明显。
　　二、糖酵解供能系统
　　糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸，并合成ATP的过程为糖的无氧代谢，又称为糖酵解。糖酵解供能是机体进行大强度剧烈运动时的主要能量系统。
　　(一)糖酵解供能的基本过程的概述
　　部位：细胞质
　　底物：葡萄糖、（肌）糖元
　　终产物：乳酸
　　基本反应过程：
　　ATP的生成数量：葡萄糖：生成4-消耗2=2
　　肌糖原的葡萄糖单位：3分子
　　限速酶：已糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶，磷酸化酶。
　　（二）运动时糖酵解供能
　　启动激活因素：AMP、去甲肾上腺素、钙、磷酸；1，6-二磷酸果糖为正反馈促进剂。
　　代谢抑制剂：ATP、柠檬酸
　　动员时间：全力运动30~60秒
　　功率：每千克干肌每秒1毫摩尔~○P
　　维持最大功率的时间：2分钟以内
　　与运动项目的关系：速度、速度耐力项目；200—1500米跑、100—200米游泳，短距离速滑等项目；摔跤、柔道、拳击、武术等。
　　三、有氧代谢供能系统
　　在氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧化生成二氧化碳和水的过程，称为有氧代谢。
　　(一)糖有氧氧化供能
　　1．部位：细胞质和线粒体
　　2．底物：糖、糖原
　　3．糖有氧氧化的基本过程
　　(1)细胞质内反应阶段：反应过程及参与的酶与糖酵解生成丙酮酸的完全相同。但丙酮酸和3-磷酸甘油醛脱氢生成的NADH•H+，可经不同方式进入线粒体继续氧化。
　　(2)线粒体内反应阶段：丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系作用下氧化脱羧生成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸后进入三羧酸循环。
　　三羧酸循环：概念
　　生成的物质：3分子NADH•H+；1分子FADH2；1分子GTP；2分子CO2
　　限速酶：
　　（3）氢生成水。
　　（4）ATP的生成：
　　4．糖无氧代谢和有氧代谢的区别：
　　(二)脂肪氧化供能
　　1．脂肪水解：甘油三酯在脂肪酶作用下水解为甘油和脂肪酸。
　　2．甘油的分解代谢：
　　部位：肾、肝等少数组织被氧化利用
　　过程：
　　ATP的生成：22分子
　　3．脂肪酸的分解代谢
　　脂肪酸是长时间运动的基本燃料。
　　（1）脂肪酸活化：在线粒体外膜，经酰基辅酶A合成酶催化，在消耗ATP的条件下，脂肪酸与辅酶A结合，生成脂肪酰辅酶A。
　　（2）脂肪酰辅酶A进入线粒体：脂肪酰辅酶A不能直接穿过线粒体内膜，借助内膜上肉碱转运机制被转运至线粒体内。
　　(3)脂肪酰CoA的β-氧化：脂肪酰辅酶A的氧化过程发生在脂肪酰基的β-碳原子上，最终将β-碳原子氧化成一个新的羧基，故称β-氧化。
　　（4）乙酰辅酶A经三羧酸循环氧化
　　（5）氢的氧化
　　4、脂肪分解产生的ATP数量：
　　如十四酸(豆蔻酸)、十六酸(软脂酸)、十八酸(硬脂酸) β—氧化后，ATP生成数分别为113、130、147ATP。
　　(三)蛋白质氧化供能
　　1、脱氨方式
　　氨基酸的分解代谢通常开始于脱去α-氨基，生成相应的。α—酮酸脱去α-氨基的方式是转氨基和氧化脱氨基作用。
　　（1）．转氨基作用：
　　GPT是谷氨酸—丙酮酸氨基转移酶，简称谷-丙转氨酶，肝细胞内活性最高。
　　GOT是谷氨酸-草酰乙酸氨基转移酶，简称谷-草转氨酶，心肌细胞内活性最高。
　　（2）．谷氨酸的氧化脱氨基作用：
　　（3）．联合脱氨基作用：主要在肝、肾组织中进行
　　（4）c嘌呤核苷酸循环的脱氨基方式：骨骼肌、心肌。
　　2、氨的代谢：
　　（1）生成尿素：
　　（2）以酰胺的形式储存：
　　（3）生成非必需氨基酸
　　3、α—酮酸的代谢：
　　（1） 生成非必需氨基酸
　　（2） 氧化供能
　　（3） 转变成脂肪和糖
　　(四)三大细胞燃料代谢的相互关系
　　1、代谢关系：
　　（1） 三羧酸循环是共同的代谢途径：糖和脂肪经乙酰辅酶A进入三羧酸循环；蛋白质以相应的酮酸进入。
　　（2） 生成的氢都经呼吸链生成水。
　　2、相互转换的关系：（1）糖极易转换为脂；（2）脂肪分子中则仅甘油部分可经糖异生作用转换为糖；（3）糖代谢过程中的酮酸可提供碳链经氨基化合成非必需氨基酸；脱氨基作用后生成相应的a-酮酸，再进一步转变为糖；a-酮酸可经乙酰辅酶A合成脂肪酸。
　　(五)运动时的有氧代谢供能
　　糖 脂肪 蛋白质
　　底物 葡萄糖、肝糖原、肌糖原 脂肪 支链氨基酸
　　最大的供能功率 0．5mmol~○Pi•Kg干肌-1•秒-1
0.25 mmol~○Pi•Kg干肌-1•秒-1
　　维持时间 1~2小时 无限时
　　终产物 CO2、H2O CO2、H2O CO2、H2O、尿素
　　相关运动项目



                        
              　　第四节 运动时能量的释放和利用
              
　　一、运动时供能系统的动用特点
　　(一)人体骨骼肌细胞的能量储备
　　(二)供能系统的输出功率
　　运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
　　(三)供能系统的相互关系
　　1．运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况，肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
　　2．最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化，且分别以近50％的速率依次递减。
　　3．当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动6—8秒；糖酵解系统供最大强度运动30—90秒，可维持2分钟以内；3分钟主要依赖有氧代谢途径。运动时间愈长强度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大。
　　4．由于运动后ATP、CP的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代谢系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的基本代谢方式。

　　二、不同活动状态下供能系统的相互关系
　　安静时，不同强度和持续时间的运动时，骨骼肌内无氧代谢和有氧代谢供能的一般特点表现如下。
　　(一)安静时：
　　安静时，骨骼肌内能量消耗少，ATP保持高水平；氧的供应充足，肌细胞内以游离脂肪酸和葡萄糖的有氧代谢供能。线粒体内氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强，即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代谢。在静息状态下，呼吸商为0．7，表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。
　　(二) 长时间低强度运动时：
　　在长时间低强度运动时，骨骼肌内ATP的消耗逐渐增多，ADP水平逐渐增高，NAD+还原速度加快，但仍以有氧代谢供能为主。血浆游离脂肪酸浓度明显上升，肌内脂肪酸氧化供能增强，这一现象在细胞内糖原量充足时就会发生。同时，肌糖原分解速度加快，加快的原因有两点：
　　（1）能量代谢加强。
　　(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现。
　　在低强度运动的最初数分钟内，血乳酸浓度稍有上升，但随着运动的继续，逐渐恢复到安静时水平。
　　(三) 大强度运动：
　　随着运动强度的提高，整体对能量的要求进一步提高，但在血流量调整后，机体对能量的需求仍可由有氧代谢得到满足，即有氧代谢产能与总功率输出之间保持平衡。在这类运动中，血乳酸浓度保持在较高的水平上，说明在整体上基本依靠有氧代谢供能时，部分骨骼肌内由糖酵解合成ATP。血乳酸浓度是由运动肌细胞产生乳酸与高氧化型肌细胞或其他组织细胞内乳酸代谢之间的平衡决定的。
　　（四） 短时间激烈运动时：
　　在接近和超过最大摄氧量强度运动时，骨骼肌以无氧代谢供能。极量运动时，肌内以ATP、CP供能为主。超过10秒的运动，糖酵解供能的比例增大。随着运动时间延长，血乳酸水平始终保持上升趋势，直至运动终止。
　　总之，短时间激烈运动(10秒以内)基本上依赖ATP、　　CP储备供能；长时间低、中强度运动时，以糖和脂肪酸有氧代谢供能为主；而运动时间在10秒—10分内执行全力运动时，所有的能源储备都被动用，只是动用的燃料随时间变化而异：运动开始时，ATP、CP被动用，然后糖酵解供能，最后糖原、脂肪酸、蛋白质有氧代谢也参与供能。
　　运动结束后的一段时间，骨骼肌等组织细胞内有氧代谢速率仍高于安静时水平，它产生的能量用于运动时消耗的能源物质的恢复，如磷酸原、糖原等。

最后的神

第五章 运动与糖代谢

                          第一节 肌糖原与运动能力
          第二节 血糖与运动能力
          第三节?肝脏释放葡萄糖与运动能力
          第四节 乳酸与运动

　　糖是运动时唯一能无氧代谢合成ATP的细胞燃料。糖氧化具有耗氧量低、输出功率较脂肪氧化大等特点，是大强度运动的主要能量来源，在运动供能中占据重要地位。
　　(1)当以90％—95％最大摄氧量以上强度运动时，糖供能占95％左右；
　　(2)是中等强度运动的主要燃料；
　　(3)在低强度运动中糖是脂肪酸氧化供能的引物，并在维持血糖水平中起关键作用；
　　(4)任何运动开始、加力或强攻时，都需要由糖代谢提供能量。

　　第一节 肌糖原与运动能力

　　一、影响肌糖原储量的因素
　　人体骨骼肌中肌糖原的储量约为10—15克／千克湿肌。影响因素：
　　1、肌肉部位：
　　2、肌纤维类型：一般认为，快收缩肌纤维内糖原含量略高于慢收缩肌纤维。
　　3、运动训练水平：长时间耐力训练，可使糖原储量增加一倍。
　　4、饮食：正常糖原含量的肌肉对饮食糖的敏感性较低。只有在预先经运动耗尽肌糖原的情况下，高糖饮食后才出现肌糖原储量明显提高。

　　二、影响运动时肌糖原利用的因素
　　(一)、运动强度、持续时间与肌糖原利用
　　运动强度增大，肌糖原消耗速率相应增大。
　　1．在90％-95％最大摄氧量以上强度运动时
　　肌糖原消耗速率最大。但由于肌乳酸的快速增多，抑制糖酵解进行，所以，运动至力竭时，肌糖原消耗不到原储量的一半。
　　2．在65％-85％最大摄氧量强度(亚极量或亚极量下强度)长时间运动时
　　运动时间能维持45-200分钟，肌糖原利用速率相当高，糖原消耗量最大。肌糖原利用速度随运动时间的变化可分为三个时相：
　　运动最初阶段，由于肌肉收缩的刺激、肾上腺素释放和局部氧储备下降，肌糖原分解迅速，糖酵解是这时供能代谢的主要过程。
　　第二阶段，随运动时间延长，循环系统对运动负荷适应，糖原分解速率下降，保持稳态的有氧代谢。这阶段糖原分解速率随运动强度改变，如运动强度分别为25％、54％、78％最大摄氧量时，相应的糖原分解速率分别为0．3、0．8、1．5毫摩尔•千克湿肌-1•分-1。
　　最后阶段，随着糖原的利用，其储量相对减少，分解速率也大幅度下降，肌肉的补偿措施是提高血糖吸收和脂肪动用。
　　3．以30％最大摄氧量强度(低强度)运动时
　　肌内主要由脂肪酸氧化供能，很少利用肌糖原。
　　(二)、训练水平
　　高训练水平的人，执行定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，保证了运动时产生较大的功率输出。
　　(三)、肌纤维类型
　　耐力训练可以提高肌肉氧化糖、脂肪酸的能力，主要表现在I、Ⅱa型肌纤维。在低于70％最大摄氧量强度长时间运动期                         间，I型肌纤维内糖原下降最多，证明这类肌纤维最适宜中、低强度运动。在75％—90％最大摄氧量强度运动中，随着运动强度的增大，首先募集Ⅱa型肌纤维，最后是Ⅱb型肌纤维。在最大强度肌收缩时，Ⅱb型肌纤维几乎全部募集，肌糖原迅速分解，下降量最多。
　　(四)、饮食
　　在运动前30分钟或运动间歇，适量吃糖，可以减少肌糖原的消耗。
　　运动前升高血浆游离脂肪酸的浓度，可以使运动时肌肉氧化脂肪酸的比例增大，减慢肌糖原的利用速率。
　　(五)、环境温度的影响
　　热天运动使肌糖原分解供能增多，寒冷时人体利用脂肪供能增多。
　　(六)、低氧分压的影响
　　在氧分压较低的高原进行运动时，供氧不足造成糖酵解供能的比例增多，肌糖原消耗加快，乳酸生成明显增多。在供氧成为主要代谢限制因素时，代谢合成等量ATP时，利用糖氧化比脂肪酸氧化时消耗的氧量要少，所以；在高原训练初期，运动时肌糖原利用增多。

　　三、肌糖原与运动能力的关系
　　(一)有氧运动能力与肌糖原储量
　　在长时间(45-200分钟)大强度运动中，运动前肌糖原储量决定达到运动力竭的时间，直接影响耐力训练和比赛的运动能力。
　　亚极量强度运动中肌糖原消耗导致运动疲劳的原因在于：
　　(1)糖原在肌细胞内分隔存在，当运动肌内糖原耗尽时，难以从非运动肌内得到补充。
　　(2)肌糖原含量低者，在完成相同负荷运动时，肌肉要较多地吸取血糖供能，可能引起低血糖症，影响中枢神经系统的能量供应。
　　(3)肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物，缺糖将影响脂肪氧化供能的能力和供能量。
　　(4)肌糖原储量不足，脂肪酸供能比例增加，使运动能力下降。
　　(二)无氧运动能力和肌糖原储量
　　肌糖原储量过低时，抑制乳酸生成和降低无氧代谢能力。

　　总之，肌糖原储量对耐力运动和极量运动都是必要的能源。设法提高体内肌糖原储量，降低运动时糖原利用速率，加快运动后糖原恢复，并达到超量恢复，对耐力运动能力的提高尤其重要。



　　第二节 血糖与运动能力

　　一、概述
　　血糖浓度以空腹(进食12小时之后)值为准，正常范围是4．4—6．6nunol／L(80—120mg％)。当血糖低于                         　　3．8mmol／L(70mg％)时，临床上称为低血糖；血糖高于7．2mmo/L(130mg％)，称为高血糖；血糖浓度高于8．8mmol／L(160mg％)时，肾小球滤过的葡萄糖在肾小管不能全部被重新吸收，糖由尿中排出，所以血糖8．8mmol／L                         (160mg％)称为肾糖阈。
　　(一)血糖的来源和去路
　　来源：血糖的基本来源是食物糖；饥饿状态下，肝脏释放葡萄糖是血糖的又一来源。
　　去路：进入组织细胞合成糖原、氧化分解供能及转换成脂肪和氨基酸。
　　(二)血糖的生物学功能
　　1．血糖是中枢神经系统的主要供能物质，用以维持中枢的正常机能
　　2．血糖是红细胞的唯一能源
　　3．血糖是运动肌的肌外燃料
　　二、影响运动肌摄取和利用血糖的因素
　　运动时，骨骼肌吸收和利用血糖增多，数量多少与运动强度、运动持续时间和体内糖储量变化等因素有关。
　　(一)运动强度和持续时间与血糖利用
?图5-4表示，在15％-90％最大摄氧量强度的40分钟持续自行车运动中，随着运动强度增大，肌肉吸收血糖量增多，其主要原因是肌肉血流量增加促进了肌肉摄取和利用的血糖增多。最初几分钟运动腿肌吸收血糖量迅速增多，且随着运动时间延长保持上升趋势。在持续3—4小时的60％和30％最大摄氧量强度运动中(图5-5)，可以发现，骨骼肌吸收血糖的高峰时间之后，吸收血糖的速率逐渐下降，下降速率与腿肌动脉血糖浓度的降低呈平行关系。运动肌吸收血糖
  下降可能是肝糖原接近耗竭引起血糖水平下降的结果。
  (二)肌糖原储量与血糖利用
  当肌糖原储量充足时，运动肌对血糖供能的依赖性较低，血糖供能仅占总能耗的7％；而在低糖原的肌肉内，对肌外燃料的依赖性较高，血糖供能的比例增高到46％。
  可见，肌糖原高储备可使运动肌吸收和利用的血糖量减少，有利于血糖维持正常水平或延迟血糖水平下降，对推迟运动性疲劳的发生有积极意义。
  三、运动时血糖浓度
  (一)运动时血糖浓度的变化
  运动时，中枢神经系统吸收血糖的速率基本上不变，对血糖需求剧增的组织主要是收缩肌。所以，血糖浓度反映肝脏与收缩肌之间的动态平衡。在不同时间全力运动中血糖浓度的变化特点如下：
  1．1-2分钟短时间大强度运动
  主要靠肌糖原酵解供能，血糖基本上不利用，浓度无明显变化。
  2．4—10分钟全力运动
  运动肌依靠糖原酵解及有氧代谢供能，吸收和利用血糖的速率迅速上升，但尚低于神经、体液调节后肝脏明显加快的葡萄糖释放速率。所以，血糖浓度明显上升，可超过肾糖阈，达到10—11．1毫摩尔／升。
  3．15—30分钟全力运动
  运动肌以糖有氧代谢为主要供能方式。由于肌糖原消耗增多，吸收和利用血糖供能的比率上升，消耗血糖的速率达到或超过肝脏释放葡萄糖的速率，血糖浓度开始回落，大约在7．2—7．7毫摩尔／升之间。
  4．1—2小时长时间运动至疲劳时
  由于肌糖原大量消耗，甚至接近耗尽，血糖供能比例可高达总耗氧量的40％，吸收、利用血糖的速度接近最大值。肝脏释放葡萄糖的速率低于血糖利用速率。血糖水平即使处在正常范围，也属于低限区间。
  5．超过2—3小时运动至疲劳时
  如果没有外源糖补充，利用糖异生产生和输出的葡萄
  糖，已很难满足运动肌的需要，可能出现低血糖。运动3小
  时以，血浆葡萄糖水平可低达2．5毫摩尔／升。
  (二)血糖与运动能力的关系
在短时间激烈运动时，收缩肌依靠肌糖原分解供能，氧用血糖的供能量仅占糖供能总量的1％，所以，血糖在极量运动的能量代谢中占很小地位。在长时间运动时，运动肌不断吸取血糖，吸取的数量与运动强度有关，如在功率自行车上分别以65、130和200瓦运动时，葡萄糖的吸收量分别是1、2、4毫摩尔／分，氧化这些葡萄糖，可提供运动时总能量消耗的28％、29％和37％。可见，长时间运动时，运动肌不断吸取血糖，就可以减少肌糖原的下降，从而保持或提高运动耐力。
  长时间运动中，由于糖储备不足或消耗过大、骨骼肌吸收利用血糖的过程加强等原因而出现低血糖时，血糖可能成为长时间运动能力的限制因素之一，表现在?，
  (1)中枢神经系统因血糖供能缺乏而出现中枢疲劳；
  (2)影响红细胞的能量代谢，使氧的运输能力下降；
(3)由于运动肌外源性糖供应不足导致外周疲劳而使运动能力下降。当血糖浓度低于3．6毫摩尔／升(65mg％)时，首先出现脑细胞能量代谢障碍，使大脑正常生理功能受阻，以及红细胞功能下降，运动能力下降，如动作协调性差、反应迟钝等。当血糖浓度再低于3．3毫摩尔／升(60mg％)，相继出现饥饿感、乏力、心悸、出冷汗等症状。而当血糖浓度降至2．5毫摩尔／升(45mg％)时，由于脑组织功能严重障碍，导致低血糖昏迷。
   第三节?  肝脏释放葡萄糖与运动能力
  肝脏葡萄糖生成和输出的重要性反映在耐力运动中，它与血糖水平的维持、中枢神经系统及肌肉的供能有关。肝葡萄糖释放是由肝糖原降解及糖异生途径提供的。
  一、安静时肝葡萄糖释放
  (一)安静时肝糖原分解
正常进食后安静时，肝葡萄糖释放量较低，约为0．8—1．1毫摩尔／分，其中肝糖原分解速率为每分钟0．54毫摩尔葡萄糖，占肝脏释放葡萄糖总量的70％(其余由糖异生提供)，只能满足大脑和依靠糖酵解供能的组织需要。一天饥饿或缺糖饮食后，肝糖原储量接近零，糖原分解速率也下降到零或接近零。此时肝葡萄糖释放基本来自糖异生。
  (二)安静时糖异生作用’
  体内非糖物质转变成葡萄糖和糖原的过程称为糖异生。糖异生的途径如图5-6所示。基本上是糖酵解的逆反应，但须通过另外4种酶，克服糖酵解中的三个不可逆反应。
  正常进食后安静时，糖异生作用生成的葡萄糖只占肝脏输出葡萄糖总量的25％-30％。糖异生的底物有乳酸、丙酮酸、甘油和生糖氨基酸。
  二、运动时肝葡萄糖释放
  (一)运动时肝糖原分解
  1．短时间大强度运动时???
  肝糖原分解占肝葡萄糖释放总量的90％，表明肝糖原分解速率大大提高。但由于运动持续时间短，肝糖原排空很少。
  2．长时间大强度运动时
肝糖原分解速率提高。据霍德曼(Huhmat)报道，1小时大强度自行车运动，肝糖原降解速率约为安静时的7．6倍。但当强度相对大的运动持续40分钟后，肝糖原分解占肝葡萄糖释放总量比例逐渐减少，而糖异生生成的葡萄糖所占比例进行性增大。当肝中储存糖原接近排空时，肝糖原分解减少到最低程度。
  (二)运动时糖异生作用
短时间大强度运动时，糖异生作用不明显。长时间持续运动的前40分钟内，糖异生速率变化不大；长时间中等强度运动中，随着肝糖原储量的下降以及糖异生基质的血浆浓度逐渐升高，糖异生供糖的相对比值可上升到40％-45％，绝对代谢速率提高2—3倍。当肝糖原趋于耗竭时，血糖的来源几乎全部为糖异生过程提供。
长时间运动中，糖异生基质的成分和相对作用不断变化：(1)40分钟以内的运动，动用的基质主要是乳酸，且运动强度愈大，乳酸的底物作用愈大；?(2)运动40分钟左右，生糖氨基酸的糖异生作用可达最大值，其中以丙氨酸最为重要。葡萄糖-丙氨酸循环成为肌肉-肝脏糖代谢的重要桥梁；(3)长时间运动后期，甘油糖异生作用的重要性随脂肪供能的增强而加大，利用量可以增大10倍。
  三、膳食对肝糖原储备量的影响因素
  肝糖原的储量受膳食糖含量的影响极大。
普通膳食后，肝糖原储量为270毫摩尔葡萄糖／千克肝重，总储量约为500毫摩尔葡萄糖。一天高糖膳食后，肝糖原储量可以提高至500毫摩尔葡萄糖／千克肝重，总储量达 800—900毫摩尔葡萄糖。而经一天低糖膳食后，肝糖原储量降低至12-73毫摩尔葡萄糖／千克肝重，总储量下降到20-120毫摩尔葡萄糖。运动后恢复期摄取高糖膳食，能促使肝糖原合成加快。摄取果糖后在肝内转变成糖原的能力，比摄取葡萄糖高3—4倍。

第四节 乳酸与运动
乳酸在供能体系中占有重要地位。它是糖酵解供能系统的终产物，又是有氧代谢供能系统的重要氧化基质，还可在肝内经糖异生途径转变为葡萄糖。与此同时，乳酸过多对内环境酸碱平衡的影响又成为负面效应，导致疲劳发生。因此，运动时乳酸的生成、运动后乳酸的消除，以及运动训练和体育锻炼中血乳酸指标的应用成为运动生物化学研究的重要内容之一。
  一、运动时肌乳酸的生成机理
  糖酵解是生物体内普遍存在的一种代谢方式，正常生理条件下也有乳酸生成。如表皮、神经、视网膜、肾髓质和红细胞等细胞内糖酵解很活跃。同位素的研究进一步证明，细胞都能在正常生理条件下产生乳酸，包括骨骼肌细胞。
  安静状态下，肌肉代谢率低，以氧化脂肪酸为主，亦有低速率乳酸生成。骨骼肌乳酸浓度约为1毫摩尔／千克湿肌。运动时，骨骼肌是产生乳酸的主要场所。乳酸的生成与骨骼肌肌纤维类型、运动强度及持续时间有密切关系。
  (一)短时间极量运动乳酸的生成
肌细胞磷酸原储量很少，维持最大功率运动的时间不到10秒。在超过数秒的极量运动中，随着ATP、CP的消耗，细胞内ADP、AMP、磷酸和肌酸的含量逐渐增多，它们可激活糖原分解，使糖酵解速度大大加快，约在运动30—60秒达到最大速度，肌乳酸迅速增多，直至运动结束。在竭尽全力的自行车运动中，肌乳酸浓度可高达39毫摩尔／千克湿肌。表5-2列举10、30、90秒极量运动期间，糖酵解供能占总能量消耗的相对百分数，充分显示乳酸的生成在维持短时间极量运动能力中的重要性。
  (二)亚极量运动时乳酸的生成
长时间亚极量运动时，体内处于最大摄氧量以下，运动肌的能量主要由糖、脂的有氧代谢提供。但在运动开始时，肌内仅有少量的血液供应，结合在肌红蛋白和血红蛋白上的储存氧只能供少量肌糖原氧化产能，远不能满足运动肌的需要。而通过整体调节提高肌肉血液供应，需花费数分钟时间。其结果，在运动开始的数分钟内，由于局部性缺血引起的暂时供氧不足，导致乳酸生成量增加。大约在运动5—10分钟获得稳态氧耗速率后，糖酵解供能相应减少，乳酸生成速率下降。但当战术变换采取加速度或增大运动强度时，乳酸生成速率又会相应提高。所以，长时间、亚极量强度运动
  时，乳酸的生成主要是在运动开始时氧亏空期间和获得稳态氧耗速率以前。
  (三)中、低强度运动开始时乳酸的生成
在中、低强度运动开始时，肌内并不缺氧。乳酸生成不是由于缺氧引起，而是氧的利用率不高所致。因为运动刺激肌糖原分解速率迅速提高的过程只需大约30秒，使细胞质内丙酮酸和还原型辅酶工(NADH·H’)生成速率达最大值。然而，线粒体内丙酮酸和还原型辅酶I氧化速率提高到最大值的激活过程需花费1—2分钟。因此，在线粒体达到最大有氧代谢速率之前，即使存在氧，也会因丙酮酸和还原型辅酶I的生成速率与氧化速率之间的暂时不平衡，导致细胞质内丙酮酸和还原型辅酶I堆积，引起乳酸生成增多。
  所以，中、低强度运动开始时，乳酸的生成并非缺氧所致，而是循环系统处于提高过程和尚未建立稳态代谢时，糖酵解速率超过有氧代谢速率的结果。
  二、乳酸消除
  骨骼肌是乳酸生成的主要场所，亦是乳酸消除的主要场所。乳酸的消除主要通过生物化学的代谢过程实现。
  (一)乳酸消除的基本途径
  人体内乳酸有三条代谢转换途径：
  (1)在骨骼肌、心肌等组织内氧化成二氧化碳和水；
  (2)在肝和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖原；
  (3)在肝内合成脂肪、丙氨酸等。
  在这三条代谢途径中，(1)(2)是主要的。此外有少量的乳酸直接随汗、尿排出体外(约占乳酸消除总量的5％)
  (二)运动时乳酸代谢
布鲁克斯(Brooksl986)对肌乳酸生成后转运过程的研究指出，运动过程中，工作肌内生成的乳酸约有半数以上在工作肌不同类型的肌纤维中进行重新分配。肌肉收缩时，Ⅱb型快肌纤维中生成的乳酸不断进入Ⅱa型快肌纤维或I型慢肌纤维中氧化利用。此外，部分乳酸则穿出肌细胞膜后经弥散作用进入毛细血管，再通过血液循环运送至非运动肌、心肌氧化利用，或进入肝脏、肾脏作为糖异生作用的底物。
  布鲁克斯(1980)对鼠长时间运动至筋疲力竭后体内乳酸代谢的定量分析指出，运动结束后4小时内，体内乳酸代谢分配比为：
  氧化???  55％-70％
  肝(肌)糖原??? <20％
  蛋白质成分??? 5％—10％
  葡萄糖和乳酸??? <2％
  其他(氨基酸、三羧酸循环的中间代谢产物)
  <10％
  目前认为，人体运动后乳酸代谢状况与上述类似。
  (三)乳酸消除的生物学意义
  在生理PH值范围内，乳酸可以全部解离，因而影响体液的酸碱平衡。运动时乳酸消除的生物学意义有三方面。
  1．乳酸在快肌纤维内生成后，转移到邻近的慢肌纤维氧化，或随血液循环转移到其他运动强度较低的骨骼肌和心肌，提供氧化的底物。
  2．通过糖异生作用转变为葡萄糖，用以维持血糖水平。
  3．肌乳酸不断释放人血，可以改善肌细胞内环境和维持糖酵解的供能速率。
  运动后乳酸的消除受休息方式影响，低强度运动的活动性休息比静止性休息乳酸消除速率快，利于运动后恢复。训练水平高的运动员，血乳酸消除能力强。
  三、乳酸与运动能力的关系
  (一)乳酸生成与运动能力
  在以糖酵解为主要供能方式的速度耐力型项目中，运动时乳酸生成愈多，则糖酵解供能能力愈强，利于保持速度耐力，提高运动成绩。研究表明，短时间激烈运动时，最大血乳酸水平与运动成绩密切相关(表5-3、表5-4)。
  (二)乳酸消除与运动能力
如前所述，乳酸消除的代谢去路主要是在骨骼肌、心肌中氧化为丙酮酸，最终通过三羧酸循环氧化为二氧化碳和水。显然，乳酸的消除主要取决于有氧代谢能力。研究表明，训练水平愈高，血乳酸的消除能力也愈强。考斯蒂尔(Costill)和索罗门(Snominen)在对优秀长跑选手和无训练者的对比研究中发现，训练水平高者，琥珀酸脱氢酶活性是未训练者的2．5倍，苹果酸脱氢酶活性也有明显提高，这为运动后乳酸的快速氧化提供了可能。
??? 每分子乳酸彻底氧化可生成18分子ATP，乳酸作为重要的氧化基质，为肌肉提供了一定的能量。同时，提高乳酸转运速率可减少肌肉pH值的下降幅度，延缓疲劳的产生，这时保持糖酵解供能能力有重要作用。

最后的神

第六章 运动与脂肪代谢

                          第一节 运动时脂肪分解
          第二节 运动时脂肪酸的利用
          第三节 运动与甘油、酮体代谢

　　脂肪是安静、运动时骨骼肌的主要供能物质之一。
            
            　　第一节 运动时脂肪分解
　　一、概述
　　60％—65％最大摄氧量或以下强度运动，脂肪分解能够提供运动肌所需的大部分能量。
　　(一)长时间运动时骨骼肌细胞燃料的选择
　　每克脂肪完全氧化可产生ATP的克数是糖的2．5倍；糖原以水化合物的形式储存在细胞内，而脂肪则以无水的形式储存，以脂肪分子形式储能具有体积小的特点。
　　(二)运动时脂肪的供能作用
　　运动肌对各种供能物质的利用比例主要取决于运动强度及运动持续时间。
　　1、 在短时间激烈运动时，无论是动力性运动还是静力性运动，肌肉基本上不能利用脂肪酸。
　　2、 当以70％—90％最大摄氧量强度运动时，在开始运动10—15分钟以后。
　　3、 在低于60％—65％最大摄氧量强度的长时间运动中，尤其是在60％最大摄氧量以下强度的超长时间运动中，脂肪成为运动肌的重要供能物质。
　　(三)运动时脂肪参与供能的形式和来源
　　1．运动时脂肪参与供能的形式
　　(1)在心肌、骨骼肌等组织中，脂肪酸可经氧化，生成二氧化碳和水。这是脂肪供能的主要形式。
　　(2)在肝脏中，脂肪酸氧化不完全，生成中间产物乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮，合称酮体。酮体参与脂肪组织脂解的调节。
　　(3)在肝、肾细胞中，甘油作为非糖物质经过糖异生途径转变成葡萄糖，对维持血糖水平起重要作用。
　　2．参与骨骼肌供能的脂肪酸来源
　　(1)脂肪组织(即脂库)储存的脂肪；
　　(2)循环系统即血浆脂蛋白含有的脂肪；
　　(3)肌细胞浆中的脂肪。运动时人体基本上不利用肝脏内储存的脂肪。
　　二、运动时脂肪(甘油三酯)分解代谢
　　(一)脂肪组织中脂肪分解
　　1．脂肪酸动员
　　2．脂肪分解：甘油二酯脂肪酶和甘油一酯脂肪酶的活性比甘油三酯脂肪酶大得多。
　　3．脂肪组织释放脂肪酸和甘油：甘油三酯—脂肪酸循环（甘油产生后基本上全部被释放入血，大部分脂肪酸在脂肪细胞内直接参与再酯化过程）
　　(二)血浆甘油三酯分解
　　(三)肌细胞内甘油三酯分解
　　1．肌内甘油三酯含量：每千克骨骼肌内甘油三酯含量平均值为12毫摩尔
　　2．肌内甘油三酯分解：骨骼肌内LPL也是甘油三酯水解的限速酶，它与脂肪组织内LPL相似，也受多种激素调节。它的活性受低浓度肾上腺素、胰高糖素抑制，受高浓度肾上腺素、胰高糖素激活。在超过1小时的长时间运动中，骨骼肌内LPL活性提高近两倍，而脂肪组织内仅提高约20％。训练影响骨骼肌LPL活性，在耐力训练中这一作用更明显。
　　3．肌内甘油三酯的供能作用：在70％最大摄氧量强度的长时间运动时，脂肪酸供能的75％来自肌内脂肪。肌内甘油三酯水解速率平均值是每100克肌肉2—5微摩尔／分，在有氧代谢能力强的慢收缩肌纤维中甘油三酯消耗最为明显。

　　第二节 运动时脂肪酸的利用
　　运动时骨骼肌氧化的脂肪酸依靠肌内甘油三酯水解和摄取血浆FFA，随运动时间延长，血浆FFA供能起主要作用。
　　一、 血浆游离脂肪酸浓度及其转运率
在安静、空腹状态时，人，的血浆FFA浓度相对较低，只有6—16毫克％或每升血0．1毫摩尔左右。血浆FFA的转运率较快，半寿期大约为4分钟。在运动过程中，血浆FFA的浓度升高。
　　二、 骨骼肌利用血浆游离脂肪酸
　　(一)血浆FFA在骨骼肌内的供能地位
　　1．安静时的供能地位
　　动脉血FFA是安静肌的基本燃料，大约50％的血浆                         　　FFA在流经肌肉的过程中被吸收利用。以氧当量计算出，肌肉吸收的脂肪酸等于或接近同步氧的吸收，这表明血浆FFA的氧化几乎占安静肌的全部有氧代谢。
　　2．运动时的供能地位
　　在长时间运动中，血浆FFA在骨骼肌的供能中起着关键作用。肌肉摄取血浆脂肪酸的速率将依赖脂肪组织内脂解强度、血液脂肪酸的转运能力以及肌内储存脂肪的分解和利用强度。
　　长时间运动开始的数分钟内，如自行车运动，由于大量肌群参与收缩，血浆FFA浓度出现暂时下降，然后逐渐升高。这时下降的原因是：
　　(1)运动时肌肉吸收血浆脂肪酸增多，但脂肪组织分解及脂肪酸释放人血的量相对不足；
　　(2)进人脂肪组织的血流量暂时下降，造成肌肉吸收血浆FFA速率与组织向循环系统释放脂肪酸的速率之间暂时的不平衡。
　　在运动终止时，骨骼肌利用脂肪酸立即减弱，而脂肪组织内由于代谢活动使脂解仍然保持较高速率，其结果，运动后血浆FFA浓度将上升。大约经过10—15分钟，血浆FFA达到最高水平，然后下降，逐渐恢复到安静时水平(1．2—0．5毫摩尔／升)。
　　(二)影响肌细胞内血浆FFA供能的因素
　　1．运动强度和持续时间：运动强度下降到60％-70％最大摄氧量、超过20—30分钟的长时间运动中，动脉血FFA持续而缓慢地升高，肌细胞吸收血浆FFA供能比例增大。
　　2．血浆脂肪酸浓度：在长时间运动时，血浆FFA浓度逐渐升高，运动肌摄取和利用量也相应增多，二者之间存在正比关系。
　　3．饮食：A、当低糖膳食数天使肌糖原储量低下时，或饥饿1—3天时，脂肪酸氧化供能量可高达80％—90％。B、吃糖抑制脂肪组织的脂肪分解，C、服用咖啡因促进脂肪组织的脂解作用，这是由于改变了相应的血浆FFA浓度，因而对肌内脂肪酸氧化起到削弱或者增强的作用。
　　4．耐力训练水平
　　5．肌内局部因素：肌内肉碱含量
　　6．环境温度：冷天消耗血浆脂肪酸的数量增多
　　(三)不同组织利用血浆FFA供能的差异
　　心肌和肝脏具有较强的脂肪酸氧化能力，骨骼肌利用脂肪酸供能的能力处于中等水平。
　　(四)骨骼肌脂肪酸氧化与运动能力关系
　　1．促进脂肪酸供能与最大耐力
　　2．抑制脂肪酸供能与大强度耐力
　　(五)训练对骨骼肌脂肪酸氧化的影响
　　耐力训练提高骨骼肌利用脂肪酸供能，提高了骨骼肌代谢氧供应和利用氧的能力。

　　第三节 运动与甘油、酮体代谢
　　一、 运动与甘油代谢
　　(一)甘油代谢：
　　主要在肝脏中进一步代谢。(1)彻底氧化为CO2和H20，每分子甘油产生22分子 ATP；                         　　(2)循糖代谢途径进行分解，转变成乳酸；(3)经糖异生作用转变成糖。
　　(二)运动时甘油代谢的意义
　　糖异生作用的重要底物之一；作为脂肪分解代谢的强度指标。
　　二、运动与酮体代谢
　　(一) 酮体的生成
　　(二) 酮体的氧化：主要发生在心肌、骨骼肌、神经系统和肾脏。
　　(三) 运动时血酮体动力学变化
　　运动时酮体生成的部位主要在肝脏。运动对酮体生成和代谢的影响，发生在中、低强度长时间运动中。短时间剧烈运动后，血酮体浓度没有明显改变。在长时间运动时，尤其是在糖储备低下的运动过程中，血酮体水平明显升高。
　　(四) 酮体生成的生理意义
　　1．酮体是联系肝脏与肝外组织的一种能量特殊运输形式
　　2．参与脑组织和肌肉能量代谢
　　3．参与脂肪酸动员的调节
　　4．血、尿酮体浓度升高评定体内糖储备状况：当体内糖储备充足时，肝糖代谢生成的a-甘油磷酸较多，a-甘油磷酸与脂肪酸酯化生成甘油三酯或磷脂。当体内糖储备下降时，肝糖代谢减弱，a-甘油磷酸及ATP含量不足，脂肪酸酯化量减少，大多脂肪酸进入线粒体氧化，致使酮体生成量增多。所以，在长时间耐力运动中、后期，血、尿酮体水平上升能间接反映体内糖储备状况。

最后的神

第七章 运动与蛋白质和氨基酸代谢

                          第一节 运动和恢复期蛋白质代谢
            第二节 运动与氨基酸代谢

　　蛋白质是组成人体结构成分和酶等特殊的功能性物质，并在几乎所有生命活动过程中发挥关键性作用。在运动过程中，骨骼肌收缩活动影响蛋白质和氨基酸代谢，这种运动的影响还延续到运动后。
                        
              　　第一节 运动和恢复期蛋白质代谢
　　一、 概述
　　二、 运动时蛋白质代谢
　　(一) 运动时蛋白质净降解

　　(二) 判断肌肉蛋白质分解代谢的强度指标
　　评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。内源性3-甲基组氨酸的来源主要是肌原纤维的肌动蛋白和肌球蛋白，这些肌纤维进行分解代谢时释放出3-甲基组氨酸。3-甲基组氨酸既不能用于体内蛋白质合成，也不能被氧化分解，所以，尿3-甲基组氨酸总排泄量可作为人体肌蛋白质分解代谢的强度指标。测定尿3-甲基组氨酸是检测肌蛋白质降解的有效、无损伤技术。在实际应用时，经常用3-甲基组氨酸／肌酐比值表示。
　　运动时、运动后3-甲基组氨酸指标的变化有以下几种情况：第一，人尿中3-甲基组氨酸的排泄量中75％由骨骼肌提供，所以，尿3-甲基组氨酸排泄量的变化，基本上反映骨骼肌收缩蛋白分解代谢速率的变化。第二，运动期尿3—甲基组氨酸排泄量下降，即运动时骨骼肌收缩蛋白的分解速率下降，而运动后恢复期排泄量上升，表现出双向变化的曲线图谱(图7-1)。第三，运动后3-甲基组氨酸排泄量增多，变化幅度与运动强度、持续时间和运动与恢复的相对排泄量变化有关。表7-2揭示，鼠运动后　　12-36小时尿3-甲基组氨酸排泄量明显增多。图7-2比较鼠运动后3-甲基组氨酸排泄量，运动强度越大或持续时间越长，则排泄量增加越多。另外，3-甲基组氨酸的变化，还受排汗量、膳食运动方式和训练水平等影响。
　　(三) 运动使蛋白质分解代谢增强的原因
　　1．训练状态
　　2．训练的类型、强度及频率
　　3．激素变化
　　4．酶活性变化
　　三、运动后蛋白质代谢
　　(一) 运动后蛋白质净合成
　　(1)运动后恢复1小时内，骨骼肌内蛋白质合成明显减弱； (2)运动后第2小时内蛋白质合成速率上升，并在尚未确定的时间内持续上升。
　　(二)影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
　　(1)运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增加，促使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内的游离氨基酸数量增加，为合成蛋白质提供了基本原料。
　　(2)在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅速恢复到正常水平。
　　(3)肌浆中Ca2’浓度升高，可诱导氧化酶活性升高。
　　(4)因运动引起的内环境酸化和体温上升，在运动后逐渐恢复正常，使对蛋白质合成过程的阻遏作用解除。
　　(5)由运动中ATP浓度暂时下降诱导的多胺含量增加，它的作用之一是直接促进氨酰tRNA合成酶和氨酰tRNA转移酶活性，从核糖体水平提高蛋白质合成速率。
　　(6)激素浓度改变，加速复制转录mRNA。
　　(三)运动训练对蛋白质代谢的影响
　　1．耐力训练的作用：耐力训练使骨骼肌线粒体的数目增多，体积增大，线粒体蛋白质量和组成酶活性提高。例如，耐力训练使鼠腓肠肌每千克肌肉内细胞浆中谷—丙转氨酶的活性升高50％，线粒体中谷—丙转氨酶活性升高80％；训练后肌肉中氧化支链氨基酸的酶活性提高，代谢利用支链氨基酸的供能能力提高；肌肉内肌红蛋白量提高80％，使肌肉转运氧的能力提高。又如，人骨骼肌经耐力训练谷-丙转氨酶活性提高两倍。耐力训练使机体葡萄糖-丙氨酸循环加速，使生成三羧酸循环中间代谢产物的回补作用增强，从而提高有氧代谢供能能力。
　　2．力量训练的作用


　　第二节 运动与氨基酸代谢
　　长时间剧烈运动时，人体对氨基酸的利用加强，某些氨基酸氧化成二氧化碳和水直接参与供能，或者参与糖异生维持运动中血糖水平。
　　(一) 游离氨基酸库
　　人体各组织含有少量游离氨基酸，骨骼肌和肝脏是重要的游离氨基酸库。大约80％游离氨基酸存在骨骼肌内，肝脏内约含10％，肾脏约含4％，血浆游离氨基酸仅占                         　　0．2％-6％。
　　运动改变氨基酸、蛋白质代谢时，游离氨基酸的组成、分布和数量相应改变。
　　(二) 运动时代谢利用的氨基酸
　　运动时人体可利用的氨基酸有三方面来源：
　　(1)血浆和组织内游离氨基酸；
　　(2)组织蛋白降解时释出的氨基酸；
　　(3)非氨基酸类物质，主要是糖分解的中间代谢产物转变生成的氨基酸。
　　组织蛋白质分解释出或生成的氨基酸是运动可利用的主要部分，而游离氨基酸库在运动中的供能作用不大。血液氨基酸浓度的变化可以反映游离氨基酸库动态平衡的改变。
　　二、运动与氨基酸供能
　　参与氧化供能的氨基酸主要是：丙氨酸、谷氨酸、门冬氨酸和支链氨基酸。
　　(一) 丙氨酸、谷氨酸、门冬氨酸代谢
　　耐力运动时谷丙转氨酶、谷氨酸脱氢酶活性增高，嘌呤核苷酸循环速率加快，表现出长时间运动期间肌内丙氨酸和谷氨酸氧化脱氨基作用加快，含量下降。
　　(二) 支链氨基酸代谢
　　支链氨基酸包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸三种必需氨基酸。肌肉是氧化支链氨基酸的主要组织。每分子亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸完全氧化分别产生42、43、32分子ATP。安静时，人骨骼肌总能量消耗的14％由支链氨基酸氧化过程提供，属于非糖的能量来源。
　　(三) 影响氨基酸供能的因素
　　1、耐力训练：能提高运动肌内谷&#8226;丙转氨酶活性，使转氨基作用增强，丙氨酸生成增多；能使苹果酸脱氢酶活性提高，促进三羧酸循环中间产物转换成丙酮酸的能力，从而提高氨基酸氧化。
　　2、运动强度：运动强度与支链氨基酸的氧化、葡萄糖—丙氨酸循环的速率成正比。肌糖原的利用率下降时，氨基酸氧化增强。
　　3、激素的变化：运动时血浆胰岛素、睾酮浓度下降，胰高血糖素、儿茶酚胺和皮质醇浓度上升，这些激素的变化会促进氨基酸氧化。在长时间耐力运动时，糖皮质激素具有增加肌原纤维蛋白酶的活性、促进骨骼肌合成丙氨酸的作用。
　　三、 运动与氨基酸的糖异生作用
　　耐力运动期间，氨基酸的另一代谢途径是合成葡萄糖。在耐力运动早期(<1小时)，肝糖原是血糖的基本来源，但在更长时间的运动中，糖异生代谢逐渐起更重要的作用，其中氨基酸的糖异生作用也在加强。在各种生糖氨基酸中，以丙氨酸为主，约占糖异生生成葡萄糖总量的20％-25％，占肝脏葡萄糖输出量的5％—8％。
　　(一) 葡萄糖-丙氨酸循环的代谢途径
　　运动时，骨骼肌丙氨酸释放量增加50％—500％，且与运动强度成正比关系。由肌内葡萄糖、肌糖原分解生成的丙酮酸，它与氨基酸之间经转氨基作用生成丙氨酸，以及丙氨酸在肝内异生为葡萄糖，并回到肌肉中的代谢过程，称为葡萄糖-丙氨酸循环。
　　(二)运动时葡萄糖—丙氨酸循环的生物学意义
　　(1)将运动肌中糖酵解的产物丙酮酸转变成丙氨酸，可以减少乳酸生成量，起着缓解肌肉内环境酸化和保障分解代谢畅通的作用；
　　(2)肌内氨基酸的α-氨基转移给丙酮酸合成丙氨酸，促进氨基酸的氧化代谢；
　　(3)丙氨酸在肌内生成和转移到肝脏代谢的过程，以无毒的形式转运氨基，避免血氨过度升高；
　　(4)肝内丙氨酸异生成葡萄糖，有利于维持血糖浓度和供中枢、运动肌吸收利用，对维持运动能力、抗疲劳有重要意义。
　　四、运动时氨代谢
　　        (一)血氨
　　在正常情况下，血氨浓度为6—35微摩尔／升。
　　1．来源
　　外源性氨：在肠道中细菌作用引起蛋白质腐败
　　内源性氨：主要来自以下代谢途径：(1)谷氨酰胺脱氨基作用；                         　　(2)谷氨酸在谷氨酸脱氢酶催化下，氧化脱氨；(3)嘌呤核苷酸循环中AMP脱氨；                         　　(4)其他氨基酸在代谢过程中脱氨；(5)单胺类神经递质，如儿茶酚胺、5—羟色胺等，在单胺氧化酶催化下脱氨。
　　2．去路：
　　氨的去路有三条：
　　(1)在肝脏，通过鸟氨酸循环合成尿素，这是氨的主要去路。正常人体内80％—90％的氨以尿素形式排出；
　　(2)在脑、肝脏和骨骼肌等组织合成谷氨酰胺。合成的谷氨酰胺可透过细胞膜到血液中，所以谷氨酰胺是氨的运输形式，谷氨酰胺生成是解除氨毒的一条重要途径；
　　(3)合成氨基酸或一些含氮化合物。
　　        3．氨对运动能力的影响
　　激烈运动和持续、重复性运动均可以引起高血氨。运动时高血氨浓度是中枢产生疲劳的因素之一。较严重的高血氨症明显影响中枢神经系统，使运动的控制能力下降，思维连贯性差，最后失去意识。氨对许多生化反应起不良作用。如氨的增加可降低丙酮酸的利用和减少摄氧量。氨的增加也抑制丙酮酸的羧化作用和线粒体的呼吸作用，从而危及三羧酸循环。
　　(二)血尿素
　　安静正常值为3．2-7．0毫摩尔／升。一般来说，30分钟以内的运动，血尿素变化较小，只有在长时间较大强度运动时，血尿素的变化范围明显。
　　运动引起血尿素浓度升高的机理包括以下四方面：
　　(1)丙氨酸—葡萄糖循环加强。转运进肝脏的丙氨酸增多，使尿素生成增多；
　　(2)运动加速肌肉中酶老化，其分解代谢的最终产物尿素也增多；
　　(3)长时间激烈运动时，当肌肉能量平衡遭到破坏、 ATP不能迅速合成时，生成的AMP在肌肉中脱氨基也会转变为尿素，使血尿素增加；
　　(4)运动使肾脏缺血时，血尿素廓清速度减慢，使血尿素潴留。

最后的神

第九章 运动能力的生物化学

                          第一节 运动能力的代谢基础
              第二节 运动性疲劳的生物化学
              第三节 运动后恢复的生物化学

　　运动能力是指人参加运动和训练所具备的能力，是人的身体形态、素质、机能、技能和心理能力等因素的综合表现。从生物化学的观点分析，运动能力高低主要取决于运动过程中能量的供给、转移和利用的能力。本章着重分析运动能力的代谢基础及其影响因素、引起运动性疲劳的中枢和外周原因、运动后消耗物质恢复的一般规律，为运动员选材、评价训练效果、制定训练计划提供理论依据。
            
            
            　　第一节 运动能力的代谢基础
　　运动时能量的供给、转移和利用是以ATP为中心的。在ATP酶的催化下，ATP分子水解，释放的能量供肌肉收缩。其他能量物质如磷酸肌酸、糖、脂肪和蛋白质等则需通过一系列分解代谢反应，释放能量供ADP磷酸化合成ATP，以维持运动时ATP供能的相对稳定。因此，能量代谢过程是运动能力的基础，而骨骼肌ATP的再合成速度是影响运动能力的最重要因素。
　　一、运动的代谢特点
　　骨骼肌的供能体系包括三个彼此关联的供能系统，即磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。不同体育项目运动时，由于运动强度、运动时间和参与收缩的肌肉类型不同，故运动时物质代谢和能量代谢的特点也不同。
　　(一)各体育项目的代谢类型
　　根据运动时物质和能量代谢体系，可把竞技体育项目分属为五种代谢类型，即：
　　(1)磷酸原代谢类型；
　　(2)磷酸原一糖酵解代谢类型；
　　(3)糖酵解代谢类型；
　　(4)糖酵解一有氧代谢类型；
　　(5)有氧代谢类型(表9-1)。
　　在按代谢类型分类时，应当注意，人体内代谢过程是相互联系、相互制约、相互调节的统一连续过程。因此，分类依据以运动时起主要作用的代谢而定，并以骨骼肌代谢类型为命名主体。
　　(二)不同训练方法的能量代谢特点
　　由于不同运动项目中起主导作用的能量系统不同，在选择训练方法和掌握运动量时，必须知道训练方法的供能代谢分布特点，从而较为科学地制定训练计划。表9-2列举10种常用的训练方法及其可发展的能量系统的参考比例。在实际中经常采用不同时间全力运动的训练方式，它发展的能量系统相对比值见表9-3中，运动形式可以根据运动技能和要求加以选择，所以，它适用于各种体育运动项目。
　　二、影响人体运动能力的因素
　　(一)影响人体无氧代谢运动能力的因素
　　人体代谢能力存在明显的个体差异。一般说运动员的值高于正常人，且有多种因素影响个体的无氧代谢能力。
　　1．年龄、性别和肌肉质量的影响
　　(1)年龄：生长期的机体无氧代谢能力随年龄增长而增大，在20多岁时达最大值，然后逐渐下降，大约每10年下降6％。上述变化无性别差异。
　　(2)性别：在10秒、30秒、90秒最大输出功的测定中，女子值仅是男子值的65％左右，存在明显的性别差异 (表9-4)。
　　(3)肌肉质量：最大无氧代谢能力与身体大小有关，尤
　　其受去脂体重的影响。所以，最大无氧代谢能力的年龄和性别变化，与肌肉质量的差异关系密切。
　　2．肌肉结构和机能的影响
　　(1)肌肉形态和肌纤维类型：肌肉形态对肌肉做功能力的影响很大，如肌节的排列和长度、肌纤维长度、肌肉横截面积、肌肉总量等。这些因素影响肌肉执行无氧运动的能力，特别影响功率输出的绝对值。肌纤维类型对无氧代谢能力的影响表现在快肌纤维的比例上，快肌纤维百分比例高的肌肉，收缩时无氧功率输出值大。在无氧代谢供能为主的运动中，快肌纤维越多或横截面积越大，维持最大功率输出的时间会相对延长。总之，高比例快肌纤维和快肌纤维横截面积具有最大瞬时功率和短时间无氧功率占优势的特点。在选材时要注意这种关系。
　　(2)供能物质含量：短时间全力运动的能量主要来自内源性高能磷酸化合物和肌糖原。从表9-5可见，在短时力竭性运动时，ATP含量下降40％，CP含量接近1.0毫摩尔／千克湿肌，肌糖原含量消耗不到一半。所以，肌糖原含量不可能限制无氧运动能力。曾用针刺活检法和化学分析法研究，提出CP贮量是短时间无氧运动能力的限制因素。近年来用无损的核磁共振法的测定结果认为CP在肌内的作用主要是缓冲ATP和ADP的浓度。无氧运动时肌糖原的储量不是个体无氧运动能力的决定因素。
　　(3)反应产物的堆积：在最大无氧代谢运动中，糖酵解供能很早启动，由表9-6可见在短时间运动时肌乳酸浓度明显上升，力竭时可高达32毫摩尔／千克湿肌。由乳酸解离出来的H+部分被肌肉缓冲系统中和，但是肌肉无能力中和全部H+，故而使运动力竭后pH从运动前7.0下降到6.3。由于H+竞争Ca2+的结合部位，这使肌动球蛋白横桥循环的形成和运转速率受到阻遏，导致ATP水解速率减慢，肌肉收缩力下降。大量的研究一致指出，在局部肌糖原储备充足情况下，肌内H+堆积是影响无氧运动能力的主要限制因素。
　　(4)代谢途径的效率：无氧运动时ATP生成速率也依赖凹和糖原分解的代谢能力。在骨骼肌内尤其是在快肌纤维内，有很高的肌酸激酶活性，对肌内CP浓度的变化具有高度应答能力。但是，糖原酵解速率的调节很大程度上受                         H+抑制，能够导致糖酵解速率衰减。代谢途径的效率也依赖参与高强度收缩的肌纤维的特性和数目。在极量运动中，快肌纤维有效募集，更能快速分解和再合成ATP。
在无氧运动中限制最大运动能力的生理或生化因素尚不能一一分辨，表9—6总结达到高水平无氧运动能力的肌肉特征以及训练的影响。从中可以看出，大多数限制因素经高强度训练后，获得一定程度的适应性提高。
(5)氧的转运和利用系统：在短时间极量运动中，氧化供能占很小部分。当全力运动时间超过60—90秒时，供氧系统利用氧的能力有改善和提高，经过一个阶段训练后线粒体内有氧代谢供能才会有较大增长。
　　3．遗传的影响
　　无氧代谢能力方面的遗传问题所知甚少，但近年已有—些进展。与无氧代谢能力有关的生化参数的遗传度见表9-7。要强调一点，遗传度影响机体对训练的应答，在选材时应注意应答能力表型的变异起作用。
　　4．训练的影响
　　机体的训练效果存在很大的个体差异，表9—8提供的资料说明，普通男女成人在接受10秒、90秒高强度间歇训练后，机体的训练适应性变化即训练敏感性存在高水平或低水
平应答的显著个体差别。
　　在无氧代谢能力训练中，基因型对训练效果的影响作用是通过同卵双生子的研究揭示的。受机体基因型影响，短时间无氧运动能力(如10秒运动时间)的训练效果相对较小，而长时间无氧代谢能力(如90秒运动输出总功)的可训性相对较大(表9-8)，从训练应答比较的变化范围大，说明无氧代谢可训性的个体差异大。这类研究对教练员有重要价值，例如对短时间无氧运动项目的运动员，应当意识到选拔天资高的人更易获得训练效果，对长时间无氧运动能力的提高，应当多从训练因素上找出成功的原因。
　　(二)影响有氧代谢运动能力的因素
　　运动员最大有氧代谢运动能力取决于氧转运能力和肌肉利用氧的能力。
　　1．最大转运氧的能力
　　决定最大转运氧的能力，有三方面可能的限制因素。
　　(1)肺转运氧：安静时最大肺通气速率在500毫升／分以上，在最大强度运动时，优秀运动员的值上升到、180升／分以上，并发现此时血氧量不下降或稍下降，故认为肺泡弥散氧的能力不限制最大摄氧量。
　　(2)血液携氧量：血液携氧量是血红蛋白浓度的函数。当采用血液兴奋剂或高原训练后使血红蛋白浓度上升时，最大摄氧量相应提高。由此推论，血红蛋白可能是最大摄氧量的限制因素。
　　(3)每分心输出量：每分心输出量是影响最大摄氧量的重要因素。增加每分钟流经肌肉的血容量，可使单位时间血液供氧增多，从而提高最大摄氧量。
　　2．肌肉利用氧的能力
　　肌肉利用氧的能力表示肌肉从血液摄取氧并转进线粒体、被代谢氧化利用的量。利用氧能力取决于下列因素：肌肉微血管密度，肌红蛋白含量，线粒体有氧代谢酶活性，线粒体数目和体积，供能物质的选择性利用等。
　　很难断言哪一种因素更为重要。线粒体有氧代谢酶的最大活性状态直接影响到有氧代谢合成ATP的速度，但发挥酶最大活性的前提是氧转运进线粒体的速度，同时必须有充足的酶催化反应的底物存在。显然，在供氧充足、能量物质储备充足时，影响最大摄氧量的主要因素是有氧代谢酶的活性。采用大强度间歇性耐力训练，能明显增强引起肌细胞内上述生化因素的适应性变化，使肌肉利用氧的能力提高。
　　3．遗传的影响
　　高水平的最大摄氧量归咎于训练水平还是先天因素，目
　　前尚不清楚，但是经耐力训练最大摄氧量增高不超过 15％—20％最大摄氧量，这是最大摄氧量遗传度高(约 80％)决定的。
　　4．训练的影响
　　25岁后正常成人，最大摄氧量每10年下降9％，长期从事运动的人下降速率为5％，原因是运动员具有较高的每分输出量，且衰减速度慢。例如耐力训练的人在40岁时能保持相对高的最大摄氧量，在60岁时仍具有相当于非运动员20多岁的最大摄氧量。
　　由于可训性受遗传度制约，训练对最大摄氧量提高的效果不十分明显(不超过15％—20％)。例如，一名最大摄氧量(45-55毫升氧／千克体重&#8226;分)低水平的健康年轻人，经过紧张训练使最大摄氧量提高20％，数值只达到54—66毫升氧／千克体重&#8226;分，此值仍低于优秀耐力运动员的平均水平。可见，在耐力运动员选材时，最大摄氧量的可训性是一个不可忽视的因素。
　　5．性别的影响
　　男女之间最大摄氧量存在明显差异。采用绝对值(毫升氧／分)表示时，男子平均最大摄氧量为3000-3500，世界级耐力运动员达6080—7000；女子平均值最大摄氧量2000—                         3200，世界级耐力运动员可达4000。采用相对值(毫升氧／千克体重&#8226;分)表示时，从儿童至老年人平均值，男子是                         40—50，女子是32—38。若以瘦体重表示相对值时，则男女之间的差别不明显，男子平均值46-49，女子平均值44—                         48。高体脂的人采用瘦体重计算最大摄氧量时，也表现出摄氧量值增高。
　　6．年龄的影响
　　最大摄氧量值随年龄改变。在青春期前，男孩稍高于女孩。女子在14—16岁达到最大摄氧量，而男子在19—30岁保持最大摄氧量水平。30岁以后，非运动员明显下降，男子比女子下降得快。
　　7．高原和高原训练的影响
　　高原大气压和空气中氧含量下降，引起人体原有的最大摄氧量下降，大约从1200米海拔高度起，每上升1000米相应的最大摄氧量下降10％；在海拔8848米的珠穆朗玛峰上，登山者平均最大摄氧量仅为15毫升氧／千克体重&#8226;分，大约是海平面的27％，稍高于维持生命必需的最低耗氧量(7毫升氧／千克体重&#8226;分)。


　　第二节 运动性疲劳的生物化学
　　随着现代竞技运动水平的提高，比赛的日益激烈，运动员在运动训练过程中承受的负荷越来越高，出现运动性疲劳的机率也更高。运动性疲劳和合理的恢复手段，可促进运动员机能水平提高；相反，过度疲劳不仅影响训练效果，还可能引起各种机能障碍，以致损害运动员的身体健康。因此，了解运动性疲劳产生的机制，对加速和消除运动性疲劳是有积极意义的。
　　一、运动性疲劳的概念
　　肌肉运动能力下降是运动性疲劳的基本标志和本质特性。自本世纪以来，研究人员从不同的角度对运动性疲劳进
行了大量的研究，提出运动应激性代谢加强的负效应可能是运动性疲劳发生的根本原因，如代谢基质的耗竭、代谢产物的堆积、代谢环境的酸化。它们通过多种渠道可能引起肌纤维结构完整性、能量供应、神经体液调节等的改变，导致运动肌肉收缩和舒张功能障碍。所以，运动能力下降即疲劳发生是其必然结果。
　　在1982年的第5届国际运动生物化学会议上，运动性疲劳定义为：“机体的生理过程不能持续其机能在一特定水平或不能维持预定的运动强度。”力竭是疲劳的一种特殊形式，是在疲劳时继续运动，直到肌肉或器官不能维持运动，即为力竭。
这个疲劳定义的特点是：
　　(1)把疲劳时体内组织、器官的机能水平和运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度；
　　(2)有助于选择客观指标评定疲劳。
　　例如，在某一特定水平工作时单一或同时使用心率、血乳酸、最大摄氧量和输出功率来评定疲劳。
　　二、运动性疲劳发生的部位及变化
　　运动性疲劳在人体中可分为躯体性疲劳和心理性疲劳，这两种不同性质的疲劳具有不同表现形式。躯体性疲劳主要表现为运动能力下降；心理性疲劳主要表现为行为的改变。人体的各个部位，从中枢大脑皮层细胞到骨骼肌基本收缩单位都能产生疲劳。根据研究结果，将躯体性疲劳分为中枢疲劳和外周疲劳。中枢疲劳是指缺乏动机、中枢神经系统的传递或募集发生改变。外周疲劳包括接点传递、肌肉点活动和肌肉收缩活动能力下降。这里仅阐述躯体性疲劳。
　　(一)中枢疲劳的生化特点
　　中枢疲劳发生的部位起于大脑、止于脊髓运动神经元 (图9-1)。
　　研究证明，动物在运动时如不产生明显疲劳，运动又在稳定状态下进行，脑中的生化变化不明显；如在长时间运动引起疲劳时，中枢神经系统也会产生不同的抑制过程，，并与外周系统的变化相互影响。其生化机制可能是神经细胞机能失调，主要生化特点表现如下：
　　1．ATP浓度降低，ADP／ATP比值增大，7—氨基丁酸浓度升高。剧烈运动时，ATP浓度下降，ADP稍上升，CP有所减少，氧化酶活性有所升高；在极度疲劳时，氧化酶活性受到抑制，脑组织中琥珀酸脱氢酶活性降低，7-氨基丁酸的
消除过程减弱，琥珀酸在脑组织中的浓度升高，对中枢神经产生抑制作用，使神经细胞机能活动有所降低。
　　2．血液色氨酸与支链氨基酸(BCAA)浓度比值增高，影响脑中某些神经递质前体(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)的含量，使5-羟色胺(5-I-IT)含量升高(表9-9)，对大脑皮层抑制加强，激发倦怠、食欲不振、睡眠紊乱等疲劳症状。
　　3．运动时体内氨基酸代谢和嘌呤核苷酸循环加强，影响到脑氨含量增多。脑氨增多可引起多种酶活性下降，ATP再合成速率下降，从而出现各种疲劳症状，如思维和意识变异、肌肉无力、呼吸急促等。
　　(二)外周疲劳的生化特点
　　外周疲劳发生于神经肌肉接点至骨骼肌收缩蛋白(图 9-2)。
　　1．神经肌肉接点
　　应用肌电图技术测定表面动作电位证明，运动性疲劳可能发生在神经一肌肉接点。乙酰胆碱(Ach)是调节运动神经末梢及肌纤维之间必需的神经递质，神经一肌肉极度的兴奋传递障碍与乙酰胆碱释放量和接点部位递质堆积量的变化
有关。
　　(1)神经肌肉接点前膜释放Ach不足会导致运动终极板的去极化过程不出现，致使骨骼肌细胞不能产生收缩。在短时间、大强度运动过程中，如举重、投掷等爆发力项目运动员的骨骼肌疲劳可能与此有关，这一现象称为“突触前衰竭”。
　　(2)Ach在接点后膜堆积，导致后膜持续性去极化的代谢障碍。在以乳酸供能为主的运动性疲劳发生过程中，发现接点部位Ach含量增多与乳酸堆积同时存在，故认为在酸化环境下，因胆碱酯酶活性下降使Ach不能迅速水解，会导致肌肉缺乏正常的兴奋、舒张交替，造成做功能力下降。
　　2．肌细胞膜
　　细胞膜结构的完整性对细胞正常代谢和功能十分重要。运动时，细胞内外的理化因素直接影响肌细胞膜的形态和功能，与运动性疲劳的发生有密切关系。运动性机械牵拉和化学因素会使细胞膜损伤或通透性暂时增大。化学因素主要指短时间运动的乳酸堆积；长时间运动引起的血浆脂肪酸、儿茶酚胺浓度升高，细胞内糖原耗竭，大量自由基产生等。对细胞膜功能的影响主要体现在：　　(1)膜上Na+、K+—ATP酶活性受抑制或失活，不能满足细胞内外钾、钠离子的交换，影响膜电位而引起收缩功能降低。在大强度运动时，运动肌钾离子的下降可能是疲劳发展的主要原因。 　　(2)降低葡萄糖、脂肪酸和乳酸等分子跨膜转运，影响细胞内代谢功能。　　(3)阻碍膜上H+和乳酸根转运、Cl-／HCO3-、Na+／H+等膜内外离子交换。　　(4)降低Na+、Ca2+-ATP酶活性，使Ca2+输送受阻。 (5)改变膜上多肽类、儿茶酚胺激素受体的构型，等等。
　　3．肌质网
　　肌质网终池具有储存Ca2+及调节肌细胞胞浆钙浓度的重要作用。当运动引起肌质网释放钙量减少，和／或肌质网对钙的摄取量减少时，肌动蛋白一肌球蛋白酌相互作用将受制约，从而使肌肉收缩力下降。目前，对钙通道在骨骼肌中的功能并不清楚，一般认为，运动量引起肌质网摄取钙量减少的可能机制与下面几方面有关：
　　(1)肌细胞中ATP含量减少或邻近肌质网Ca2+—ATP酶定位区域分布的ATP含量减少，使Ca2+—ATP酶缺乏足够的能量供给而无法有效地工作；
　　(2)酸中毒影响肌质网对钙的摄取速度；
　　(3)生成酶的抑制剂，使肌质网ca2+-ATP酶活性受到抑制；
　　(4)自由基生成对肌质网机能可能具有暂时性抑制。
　　4．代谢因素
　　肌细胞内的代谢过程为肌球蛋白横桥提供ATP。运动应激时，各种代谢因素的相互干扰可导致代谢供能的减少或中断，而肌肉可能继续消耗ATP，直至强直。代谢造成的疲劳主要表现在以下几方面：
　　(1)能源物质的消耗：如10秒钟内运动的最大功率输出、力量的下降与CP储量减少并行发生。长时间运动可使体内糖原大量消耗；糖原消耗越多，疲劳症状越明显。一旦糖储量下降而使脂肪酸大量参与供能，做功能力随之下降；同时还会因血糖水平低下引起中枢供能不足，并发中枢疲劳；
　　(2)代谢产物堆积：大强度运动会引起肌肉乳酸生成增多。乳酸在体内的堆积可通过多种途径影响肌肉张力和ATP生成(表9-10)，引起运动性疲劳。
　　骨骼肌收缩过程中，可能出现的代谢物积累及其对力量产生的影响见表9-11。
　　由于运动性疲劳的发生机制是一个多元、综合、复杂的系统，是多因素的综合，一个或同时几个因素的变化相互作用导致疲劳出现，故国内外学者从各自的科学实验和学术观点出发，先后提出了多种假说，但至今仍是有待深入研究的重要课题。
　　三、不同时间全力运动和不同代谢类型运动项目疲劳的代谢特点
　　(一)不同时间全力运动疲劳时的代谢特点
　　不同时间最大强度运动时发生疲劳的原因和特点可归纳为表9-12。
　　从表9-12可见，在不同时间全力运动时疲劳发生的代谢原因不同。因此，在训练实际中，要针对产生疲劳的原因来采取相应的抗疲劳措施。
　　(二)不同代谢类型运动项目疲劳时的代谢特点
　　1．无氧运动疲劳的代谢特点
　　无氧代谢运动所引起的疲劳主要与磷酸原消耗、乳酸生成和积累有关。在运动至力竭时，磷酸肌酸浓度接近耗尽，ATP浓度下降量可多达开始量的30％-40％；血乳酸浓度明显增高。以不同时间作一次性运动达到疲劳时，检测到血乳酸最高值为18毫摩尔／升左右。此外，血氨浓度上升也是引起短时间、大强度运动性疲劳的因素。
　　2．有氧运动疲劳的代谢特点
　　有氧代谢运动的疲劳与肌糖原大量消耗、血糖浓度下降、体温升高和脱水、无机盐丢失有关。
　　当运动时间长于15分钟时，体温和肌肉温度可达最高；目此体温调节成为疲劳的主要因素。在60分钟以内的运动时，肌糖原明显消耗；当以70％最大摄氧量强度运动至疲劳时，肌糖原消耗最明显，成为疲劳的主要原因。当运动时                         间长于2-3小时时，血糖浓度有可能下降，以至影响到神                         经机能。同时，由于运动促使体温升高及排汗，造成脱水和电解质紊乱，激素对细胞水平代谢调节的失调等导致疲劳。
　　以上均是有氧代谢运动项目产生疲劳的重要因素。不同代谢 类型运动疲劳的代谢特点归纳如表9-13。

　　第三节 运动后恢复的生物化学
　　运动后身体的恢复质量是机能水平是否提高和能否继续训练的关键。因此，训练效果的获得是在恢复期中，运动后能量物质的恢复是研究恢复的主要内容。能量物质恢复的一般规律是超量恢复。
　　一、超量恢复概述
　　超量恢复也称超量代偿。有关运动时和运动后休息期间
　　能量物质消耗和恢复过程的超量恢复学说，是由前苏联学者雅姆波斯卡娅提出来的。她的研究证明：
　　(1)在适宜的刺激强度下，运动肌糖原消耗量随刺激强度增大而增加；
　　(2)在恢复期的一个阶段中，会出现被消耗的物质超过原来数量的恢复阶段，称为超量恢复；
　　(3)超量恢复的数量与消耗过程有关，在一定范围内，消耗越多，超量恢复效果越明显。
　　此后，许多运动生化工作者对肌肉中磷酸肌酸、肌肉蛋白质、肌红蛋白、磷脂、酶活性的超量恢复过程进行了研究，进一步证实超量恢复的基本规律是客观存在的；并且不同物质超量恢复的速度不同。由此提出：
　　(1)肌肉活动时消耗物质的超量恢复原理(图9-3)；
　　(2)运动后恢复期物质恢复的异时性原理(图9-4)。
　　二、超量恢复原理的应用
　　不同能源物质在运动时的消耗速率和恢复时间是不相同的，而不同专项运动对消耗能源物质的要求不同，这就成为选择休息间歇、掌握负荷强度和量度的一个重要依据和指标。目前认为可以根据不同能量物质恢复的速率来安排不同专项练习的间歇休息时间；而超量恢复则是课后休息期至下次训练时应掌握的指标。
　　(一)确定训练课运动间歇的依据
　　在训练课中，如何选择最适宜的休息间歇以保证完成训练量，又取得良好的训练效果，是值得注意的问题。在训练课中被消耗的能量物质和产生的酸性代谢产物，在运动间歇休息期恢复或消除。能量物质的恢复通常用半时反应(Re-                         actionofHalfTime)表示，半时反应是指恢复运动时消耗物质二分之一所需要的时间。
　　1．磷酸原恢复规律的应用
　　目前研究较为清楚的是磷酸原恢复。在10秒全力运动中消耗ATP和大部分CP，运动后其恢复规律见表9-14。
　　研究表明，磷酸原恢复一半的时间为20—30秒，力竭性运动后30秒CP恢复约70％，基本恢复的时限为2—5分钟。这意味着在10秒以内全力运动的训练中，二次运动的间歇时间不能短于30秒，保证磷酸原在尽可能短的时间内，至少恢复一半以上，就可以维持预定的运动强度。组间休息间歇控制在磷酸原完全恢复时。由表9-15可见，组休息间歇在4—5分钟为宜，使机体活动在一个新的起点开始。
　　2．乳酸消除规律的应用
　　如果运动肌中有大量的乳酸生成，则选择氢离子透过肌膜达二分之一量的时间，作为适宜休息间歇的最适宜的时间。目前研究结果认为，30秒全力运动的半时反应为60秒，因此，最适宜的休息间歇为60秒左右。1分钟全力运动后，半时反应约为3—4分钟，因此，休息时间要长达4—5分钟。最大乳酸生成的成组练习为4X100米跑，跑后血乳酸消除的最佳半时反应为15分钟左右，‘活动性休息有助于乳酸的消除速度加快。在运动后恢复期，乳酸的消除速率受休息方式影响。活动性休息中血乳酸消除的半时反应为11分钟，恢复至安静水平约1小时，而休息性恢复中乳酸消除的半时反应需要25分钟，恢复至安静水平则需要2小时。实验证明，进行轻量的活动(如散步、慢跑)比静坐和躺卧休息方式乳酸的消除速度快(图9-5)。因为轻量活动时，血液循环较快，输送至肌肉中的氧较静坐时多，肌肉中代谢水平也较高一些，有利于乳酸消除。
　　训练课后适宜的休息方式影响血乳酸恢复至安静时水平，如静坐需1-2小时；而进行慢跑或增加一些恢复性措施，如按摩、热水浴、碱性食品等，则仅需30分至1小时即可。
　　(二)训练期糖原超量恢复的应用
　　在训练期应根据体内糖储备消耗的代谢特点，合理补充糖膳食，可以加速糖原恢复过程。采用糖膳食与运动配合以导致肌糖原储备大大增加的方法，称为糖原负荷法。增加肌糖原储量能提高速度耐力或耐力的运动成绩。例如马拉松跑运动员在赛前一周至三日前，以较快速度跑20公里，大量消耗肌糖原，然后降低负荷量和强度，赛前3-4天连续吃糖类食物，如淀粉、蜂蜜、蔗糖或葡萄糖等，每日量达到600克左右为宜。这样在赛前肌糖原数量可出现明显的超量恢复，由原来每千克湿肌含肌糖原1—2克增至3—4克，有助于运动员创造优异的运动成绩。
　　肌糖原超量恢复与膳食及运动模式有关，让受试者以75％最大摄氧量做单腿自行车活动，直至力竭，另一腿为安静对照。在运动后连续3天休息兼高糖膳食，结果运动腿肌糖原数量超过安静时水平，是安静腿的两倍，而安静腿肌糖原水平只是稍有波动。上述研究揭示了肌糖原储备增多的可能性，膳食糖和运动相结合，引起肌糖原水平增高，比单独高糖膳食后多得多，糖原量高达4—5克％，说明运动后肌糖原超量恢复与肌糖原储备的消耗量有关。
　　肌糖原超量恢复的快慢和数量依赖于食物补充。高糖膳食后肌糖原每分钟合成速率为40微摩尔葡萄糖／千克湿肌，是缺糖膳食下合成速度的8倍，24小时后恢复正常，以后超过安静水平。运动后高糖膳食明显引起肌糖原超量恢复的机理是：胰岛素对糖的应答增强，表现为葡萄糖和胰岛素激活糖原合成酶，使糖原合成酶对6-磷酸葡萄糖敏感性提高；促进葡萄糖转运，增强了葡萄糖对糖原合成酶的效益和提高6-磷酸葡萄糖水平，改善了糖耐量。经常从事体育训练的人，由于肌肉对胰岛素的敏感性提高，糖原合成酶和己糖激酶的最大活性随训练水平的提高而增加，糖原合成酶保持较高的活化敏感性。这部分说明了长跑运动员具有较高肌糖原水平，以及为什么不需要执行力竭性运动，只需跑步就可以使肌糖原超量恢复。训练有素的运动员，在大运动量后吃普通膳食，肌糖原水平也较高，也是这个原因。
　　由于人体内最大肌糖原合成速率仅是最大糖原分解速率的1％，所以，运动后肌糖原恢复相应需要较长的时间。
　　1．持续性耐力训练后肌糖原的超量恢复
　　从图9—6可见，由于膳食条件不同，恢复速度和数量都不同，肌糖原的完全恢复需要高糖膳食，要46小时才能完成。前10小时恢复速度最快，因为这时体内糖异生作用较强，肌肉中糖原合成酶活性较高。所以在耐力性运动后，为了加速糖原恢复，要注意恢复初期10小时，尤其要注意运动后2小时内增加食糖量，在随后的46小时至5天内都要注意食用高糖膳食。食用高蛋白和高脂肪膳食，对肌糖原恢
　　2．大强度间歇性耐力运动后肌糖原的恢复
　　从图9—7中可见，在恢复初期2小时内，不吃食物也有肌糖原恢复；2小时以后，食普通膳食和吃高糖膳食对肌糖原恢复的影响差异不大；在前5小时恢复速度最快，24小时后即可完全恢复。间歇运动与持续运动时肌糖原恢复的不同是由于在高强度间歇运动后，不会像长时间运动那样大量消耗肌糖原，以致降低血糖。间歇运动后血糖上升，血乳酸也较高，血糖可用于合成肌糖原，血乳酸也可经肝中糖异生作用转变为葡萄糖而被肌肉利用，所以在运动后饥饿的2小时期间或补充普通膳食的前5小时，肌糖原都有较大量的恢复。
　　运动后恢复期，肝糖原恢复与饮食有关。运动后摄取高糖饮食，能促进肝糖原合成加快，摄取果糖后在肝内转变成糖原的能力比摄取葡萄糖高3—4倍。而口服葡萄糖大多通过肝脏，用于肌糖原的合成。
　　蛋白质消耗后的恢复比之糖原需要更多的时间。在恢复期，食物中蛋白质的供给量要充足，尤其在力量训练期间，要合理增加动物蛋白摄人量。

最后的神

第十章 体能训练的生物化学

                          第一节 提高代谢能力的训练方法
          第二节 训练效果的生物化学

　　人体运动能力除了受遗传因素的极大限制外，还受环境因素的影响。在诸多环境因素中，运动训练对改善人体运动能力是一个相当重要的因素。在运动训练中，只有了解和掌握人体运动时的能量供应特点和身体机能的变化规律，选择合理的训练方法和运动负荷，并合理组合与调配，才能使训练达到专项要求，提高运动能力。
            
            　　第一节 提高代谢能力的训练方法
　　不同运动项目运动时，能量代谢的规律和特点不同，怎样根据运动时的供能规律和特点选择合理的训练方法以提高其代谢能力是科学训练的关键。不同专项素质，其训练的方法和要求不同。
　　一、磷酸原代谢能力的训练
　　磷酸原(ATP、CP)供能的输出功率最大，所以由磷酸原供能时，速度、力量是最大的。
　　(一)生物化学理论依据
　　磷酸原系统的供能特点是维持运动时间短，常为5—8秒，但输出功率在所有供能系统中是最大的。因此，磷酸原系统的训练可采用专项或专门的最大用力5-10秒重复性练习。在5—10秒大强度运动时，能量的供应几乎全部来源于磷酸原供能，在恢复间歇中仅有少量的乳酸生成。
　　磷酸原供能系统训练最重要的是掌握休息间歇时间。如果间歇时间太短，磷酸原恢复量少，则重复运动时的部分能量由糖酵解提供，使血乳酸水平明显上升，这时发展磷酸原供能是不利的。反之，休息间歇时间过长，磷酸原虽能完全恢复，但是根据运动训练学的超量负荷原则，训练密度不足以刺激磷酸原，也不利于提高磷酸原系统的供能能力。据多数学者研究，提高磷酸原系统的重复或间歇训练中间歇时间应根据CP恢复的半时反应来决定。由于CP恢复的半时反应约为20—30秒，所以，其最适宜的休息间歇应为30秒左右。但对于训练水平较低的或大运动量训练初期的运动员，休息间歇时间可适当延长，如60—90秒休息，随着训练水平的提高，休息间歇时间可逐渐缩短。
　　(二)训练方法的生物化学分析
　　发展磷酸原供能能力常采用最大速度(力量)的间歇训练。
　　1．最大速度的间歇训练
　　从生化原理出发，在发展磷酸原供能能力的训练中，主要是采用无氧-低乳酸的训练方法。原则是：
　　(1)最大速度或最大力量练习，时间不超过10秒；
　　(2)每次练习的休息间歇不低于30秒，根据运动员的
　　训练水平休息间歇可选范围是30—90秒(图10-1)；
　　(3)成组练习后，组休息间歇不能短于2—3分钟，通常在4—5分钟。
60米、100米跑、跳跃和投掷、举重等项目比赛时，运动员要在10秒内以最大输出功率完成任务。在表10-1中表明，体内储存的磷酸原足可维持运动所需。希澳文(Hirvo&#8226;                         nen)等1987年对7名百米跑平均成绩为10.87秒的运动员在跑40米、60米、80米、100米时，肌肉中ATP、CP、乳酸和血乳酸、pH值的关系进行研究(图10-2)。从结果可以归纳出两点：
　　(1)在100米跑途中，40-60米段速度最高(9.88米／秒)，这时CP由准备活动后的每千克肌肉10.9±0.4毫摩尔下降至5.6土0.8毫摩尔，ATP在不同跑段变化都不大，最多下降40％左右；
　　(2)当CP下降至一定程度时，能量供应转而由糖酵解维持ATP再合成，结果使血乳酸生成增加，在100米跑后达                         8-8.3毫摩尔／升。由于糖酵解参与供能增多，输出功率下降，跑速逐渐减慢。
　　因此，从人体实验研究表明，10秒以内运动主要由磷酸原系统供能，但糖酵解供能也占一定比重。如我国优秀运动员100米跑后血乳酸为9.4±1.33毫摩尔／升，体院学生以11.3秒跑完100米后血乳酸为10.3±1.6毫摩尔／升。所以，在磷酸原供能能力训练时，必须注意加强糖酵解能力的训练。
在专项训练中，也采用重复训练法，如短跑训练的                         20—60米进行间跑、30-60米成组跑、篮球训练中10秒内30米跑、运球跑、&#8226;曲线变向跑、10米冲刺跑等，其运动时间也均在10秒内。
　　总之，提高速度素质，需要发&#8226;展磷酸原供能能力的训练，要求运动强度达到最大，运动时间持续在10秒以内，间歇休息不少于30秒。
　　二、糖酵解代谢能力的训练
　　无氧耐力素质取决于无氧代谢能力。由于磷酸原的供能时间短，所以，无氧耐力主要依靠糖酵解供能。要改善无氧耐力，首先必须提高糖酵解能力。
　　(一)生物化学理论依据
　　提高糖酵解供能能力的最有效方法是高强度运动，保证运动中主要由糖酵解供能，运动机体内有明显量的乳酸积累。
　　从训练的生化原理角度分析，在运动时，乳酸积累会导致机体疲劳或机能衰减，影响运动能力。但大量积累乳酸可刺激机体对酸性物质的缓冲和适应，从而提高糖酵解供能能力。最大强度运动30秒-15分钟之间，糖酵解供能起主导或重要作用。因此，这里就重点论述400米、800米、1500米跑为主的练习方法。
　　从表10-1中可见，在30秒和45秒最大强度运动时，                         　　ATP变化不大，CP和肌糖原下降，45秒运动时下降比30秒时多，乳酸升高比30秒时多。一般在l—2分钟运动时肌肉、血液乳酸增多，成为影响运动能力的主要因素。
　　用活检测定400米跑中100米、200米、300米、400米跑段中ATP、CP、肌糖原、血乳酸变化与30秒、60秒最大用力后变化功率基本一致(图10-3、图10-4)。
　　(二)训练方法的生物化学分析
　　提高糖酵解供能能力的训练，目前常用最高乳酸训练和乳酸耐受力训练两种方法。
　　1．最高乳酸训练
　　乳酸是糖酵解的最终产物。运动中乳酸生成量越大，说明糖酵解供能的比例越大，无氧耐力素质越好，所以最高乳
　　酸训练的目的是使糖酵解供能能力达到最高水平，以提高                         　　400米跑和100米、200米游泳以及最大强度运动1—2分钟运动项目的运动能力。如全力跑1分钟左右达力竭状态时，血乳酸最高也只有15毫摩尔／升左右。如能进一步提高乳酸生成能力，就可刺激机体产生更强的抗酸、耐酸能力，提高抗疲劳能力。
最高乳酸训练通常采用间歇训练法。常采用1—2分钟大强度运动、间歇休息为3—5分钟的间歇训练法。在训练中，可调整间歇休息的时间和运动与休息的比例来提高乳酸生成量。以400米跑为例，生成乳酸的最大能力和机体对它的耐受力与运动成绩直接相关。研究认为，血乳酸在12—20毫摩尔／升是最大无氧代谢训练的敏感范围，要达到这个目标，采用一次1分钟左右的超量负荷是可以实现的，但完成的训练量太小。为了实现超负荷训练，在训练课中必须重复多次。霍曼森(Hemnanen，1971)让5名运动员进行持续1分钟超量强度跑，休息间歇为4分钟，跑5次后，血乳酸浓度达到32毫摩尔／升(图10-5)。这一结果说明1分钟左右的超量强度间歇运动，可以使身体获得最大的乳酸刺激，是提高最大乳酸能力的有效训练方法。
　　在我国短跑训练中也观察到相似的结果。一名以200米跑为主的运动员，在用95％强度连续跑3个150米后，又以                         95％强度跑1个300米，血乳酸可达23。33毫摩尔／升，而在                         　　400米比赛后只有19毫摩尔／升。对此的解释是：在1分钟左右的超量强度跑时，在第一次跑后，肌肉乳酸可以升高到较高水平，在间歇休息时，骨骼肌细胞的氢离子向细胞外间
隙弥散出一半量的时间约为39秒，而乳酸根从骨骼肌弥散出细胞一半量的时间为9分钟。因此，在4分钟的休息期间肌肉中已升高的氢离子降到接近运动前水平，使氢离子对糖酵解的抑制作用明显减弱，在继续进行运动时，骨骼肌中糖原可持续分解供能，结果使间歇运动时血乳酸大大高于一次力竭性运动后血乳酸的浓度，从而提高身体的最大乳酸耐受力。
在训练课中，要注意掌握运动强度的休息间歇时间。华罗科夫(Banokob)曾报道重复性训练中休息间歇对训练效果的影响。在休息间歇恒定的4X400米跑的最后2次跑时，血乳酸下降，而递减间歇休息时血乳酸会升得更高(图10-                         6)。运动负荷虽然相同，由于休息间歇不同造成不同的训练效果。为了掌握适宜的强度和休息间歇，在训练课中应经常进行血乳酸的测定。                         2．乳酸耐受力训练不同训练水平的运动员对乳酸有不同的耐受力。乳酸耐受力提高时，机体不易疲劳，运动能力也随之提高。有研究报道，当乳酸耐受力提高时，游泳的运动成绩也随之提高。因此，乳酸耐受力的训练对中跑和100米、200米游泳运动员尤其重要。
乳酸耐受力训练常采用超量负荷的方法。在第一次练习后使血乳酸达到较高水平，目前认为以12毫摩尔／升的血乳酸浓度为宜，然后保持在这一水平上，使机体在训练中忍受较长时间的刺激，从而产生生理上的适应和提高耐受力。在训练中可采用1—1.5分钟运动4—5分钟休息的多次重复的间歇训练方法。1分钟的运动可使血乳酸达到12毫摩尔／升左右，休息4—5分钟，血乳酸有一定的转移，再进行下一次练习，使血乳酸又回升至12毫摩尔／升左右。运动重复进行，血乳酸保持在较高水平，使机体适应这种刺激，体液和组织的碱储备增多，对酸的缓冲能力增大，从而提高乳酸耐受力。如果强度过大，休息时间过短，间歇休息中体力的恢复少，在2—3次运动后血乳酸下降，运动能力也随之下降
　　(图10-7)。乳酸耐受力训练在游泳训练中应用最为广泛，表 10-2和表10-3是发展游泳运动员乳酸耐受力的训练手段和方法。

　　三、有氧代谢能力的训练
　　通过有氧代谢能力的训练，改善机体内氧运输和利用的能力，可以提高有氧耐力素质。
　　(一)生物化学理论依据
　　有氧代谢供能是指在有氧条件下能源物质氧化分解，生成二氧化碳和水，同时释放能量的供能过程。长时间间歇运动训练可有效提高有氧代谢供能能力。由于有氧代谢供能需
要大量的氧气，所以，除运动时间长以外，还要求降低运动强度，间歇时间也需延长。通过对2分钟运动、2分钟休息和4分钟运动、4分钟休息的间歇运动对身体供能能力影响的研究发现，2分钟间歇运动中机体利用血糖不多，第一个2分钟间歇运动时，血糖供能仅占5％，连续观察6次时，最多一次也只占23％；但4分钟间歇运动时血糖利用较多，占23％—24％。2分钟的间歇运动肌糖元利用增多(占57％—95％)；4分钟间歇运动仅占43％-50％，脂肪酸大量参与供能(表10-4)。这两种不同的间歇运动对有氧代谢和无氧代谢的供能比例也不同，在2分钟间歇运动中，无氧代谢和有氧代谢之比为1：3，而4分钟间歇运动则是1：4。随着运动时间延长，速度减慢，有氧代谢供能比例增大，这对于发展有氧代谢供能能力是有利的。
　　(二)训练方法的生物化学分析
　　提高有氧代谢能力的训练方法常有间歇训练、乳酸阈训练和持续耐力训练及高原训练。
　　1．有氧代谢的间歇训练
　　在以发展有氧代谢耐力为目的的间歇训练中，运动强度要求在接近80％—85％最大摄氧量强度或接近无氧阈强度，持续时间要适当延长。间歇时间与运动时间一样长，如瑞典学者奥斯特朗认为，一般用80％最大摄氧量强度跑3—5分钟，休息间歇3—5分钟，以发展有氧耐力。有研究报道2分钟运动、2分钟休息和4分钟运动、4分钟休息的间歇运动对骨骼肌内有氧代谢影响明显，有助于提高氧利用能力。
　　2．乳酸阈强度训练
　　对于提高有氧代谢供能能力的运动训练，怎样的强度才是最适宜的刺激?这是几十年来一直争论的问题。强度过大，机体容易疲劳，强度过小，训练效果不明显。近年来德国的大量研究认为，在耐力训练中，运动强度要使身体达到一个适当的刺激。虽然不同的人的个体乳酸阈不同，但耐力训练中，血乳酸达到4毫摩尔／升时的稳定状态的浓度是适合的。因为在这样强度水平运动20—30分钟内血乳酸浓度不会进一步升高。
4毫摩尔／升血乳酸被认为是无氧阈的血乳酸值。由于运动员的最大无氧耐受乳酸浓度为12毫摩尔／升，所以，4毫摩尔／升血乳酸浓度刺激不是高强度，而是提高有氧代谢的适宜强度，以这样的强度运动，机体不会产生酸血症，故能在长时间内进行练习。因此，乳酸阈训练是提高有氧氧化供能能力的负荷强度，是当前训练中用得最多的一种模式。
最近许多研究者积极从事于4毫摩尔／升血乳酸时的运动强度、心率等方面的测定，从而利用这些速度、功率和心率来控制有氧耐力训练中的强度。表10-5为各项运动血乳酸在4毫摩尔/升的运动强度，可供训练时参考。
在进行乳酸阈训练时，教练员应掌握好循序渐进地增加速度这一方法，当血乳酸在完成相近速度训练时积累减少，则要再增加速度，使练习时的血乳酸又稍高于无氧阈，以不断提高身体的适应能力。同时也必须考虑到，训练能提高运动员的乳酸阈水平。随着运动员训练水平的提高，在一定速度练习时，血乳酸减少和乳酸排除速率增加，结果使乳酸阈提高，这时应提高运动速度才能达到血乳酸的无氧阈值。当运动员出现以上情况时，也说明其有氧素质提高了。
由于乳酸阈也存在个体差异，为了在训练中达到更高要求，最好测定运动员的个体无氧阈，并利用个体无氧阈强度指导训练。
　　3．持续性耐力训练
　　持续性耐力训练是指在相对较长的时间里，用较稳定的不太大的强度，不间歇地连续进行练习的方法，是提高有氧代谢供能能力的一种有效的训练方法。其训练强度可用接近比赛的强度。如马拉松比赛时能量供应接近于完全依靠有氧代谢供应能量，途中跑血乳酸浓度低于乳酸阈(4毫摩尔／升)。在图m-8中举出两名运动员跑速和血乳酸的关系说明马拉松训练要求的供能特点，当达到比赛速度时，男女运动员血乳酸值都在3毫摩尔／升左右。男女马拉松运动员在2.5毫摩尔／升以下，血乳酸和跑速呈正相关(图10-9)。因此，在马拉松跑时可采用在3毫摩尔／升血乳酸水平的强度负荷。可见马拉松跑运动能力的血乳酸阈跑速极限速度应低于4毫摩尔／升的跑速。又如在长跑训练时，开始10-15分钟后积累乳酸达到要求的最适宜的最高水平，并且其后持续10分钟血乳酸增加不超过1毫摩尔／升。图10-10是9名女马拉松运动员在跑台上，在8-12分钟跑后达到3毫摩尔／升血乳酸水平时，坚持跑45分钟后才开始上升，但不超过 1毫摩尔／升。这种训练强度被认为是最适宜的最大有氧代谢训练强度。
通过一定强度的持续训练也能提高肌肉中肌红蛋白含量和肌糖原储量，使骨骼肌线粒体数目增加，体积增大，从而提高有氧代谢能力。
　　4．高原训练
　　低氧条件是高原环境的一大重要特征。随着海拔高度的增加，氧分压与大气压成比例下降(表10—6)。因此，高原训练的目的在于提高运动员机体组织在缺氧条件下Arly的再合成能力。具体表现为：
　　(1)高原缺氧加重了训练的缺氧，刺激糖的无氧酵解能力提高；
　　(2)利用高原缺氧训练提高组织细胞获得和利用氧的能力，使机体的有氧代谢能力得到加强。
　　在利用高原环境进行有氧能量训练时要注意以下问题：
　　(1)高原训练的适宜高度。一般认为，在2000—2500米是最佳高度，这个高度对提高运动员的有氧耐力水平效果最佳。海拔不高，不利于训练强度的增大，海拔太低，不能引起机体的刺激。
　　(2)训练的量和强度。强度相对较低、量相对较大的高原大运动量训练可提高运动员的有氧代谢能力。有研究表明，经过3—4周的高原训练，其前后10天的血乳酸值都有明显下降(高原训练前为7.7±3.1和11.3±2.7；后为6.7±3.4和10.2±3.0毫摩尔／升P<0.05)。
　　(3)高原训练的持续时间，从平原到高原训练的时间最少要3周，因为从平原到高原要有一个适应过程。

　　第二节 训练效果的生物化学
　　长期运动应激会导致身体内发生大量的适应性变化，包括肌肉细胞形态至亚细胞水平的变化、代谢调节和机能水平的变化、神经内分泌与细胞水平活动的协调性变化，从而改善身体各部分机能，使之表现出更高的运动水平。因此，了解人体对运动训练的适应表现，即训练效果的生物化学基础，对完善训练机制十分必要。
　　一、训练适应
　　运动训练与人体化学组成和物质代谢的变化相适应，这种适应性的获得是训练效果取得的体现。
　　(一)概念
　　运动对机体是一种特异的刺激，长期系统的运动训练可使机体的组成、物质代谢和能量代谢发生适应性改变，不同运动所引起的变化是不同的。因此，训练适应是指机体对不同运动方式所引起化学特性发生适应变化的现象。训练适应的结果被认为是运动能力提高和身体健康的标志。
　　(二)训练适应的专项特点及意义
　　在运动的影响下，人体的化学和代谢调节水平会发生适应性变化。训练适应性具有专项特点，变化的程度首先依赖于执行的训练类型。例如，长期力量训练引起神经肌肉系统内适应性变化，从机能水平上表现为肌力增强；而长期从事长跑训练，表现为呼吸循环系统转运氧和运动肌利用氧的能力提高，耐力明显增高。
　　因此，对人体运动训练适应的生化研究，不但揭示了训练效果生物化学本质，而且还可以根据训练适应性变化特点指导选材；可在训练的不同阶段对运动员的机能状态进行评定，提高训练的科学性。
二、力量训练效果的生物化学基础
　　力量是一种复杂的能力，要求肌肉对抗外来阻力或者力量。力量训练通过对身体产生相应的生物化学适应，从而提高肌力。
　　(一)力量的生物化学特点
　　肌肉力量产生的大小依赖于收缩募集的肌纤维类型。人的骨骼肌基本上由快、慢肌纤维混合组成。收缩时募集高比例快肌纤维增多可产生高水平力量，但维持收缩的时间相对较短；募集慢肌纤维比例增高时，力量发展较低，但保持收缩时间比较长。我国田径运动员肌纤维组成的测定结果与国外资料接近，速度组(短跑、跳跃、110米栏)慢肌纤维 (I型)平均为32.7％，速度耐力组(中跑，400米栏)为 39.67％，耐力组(长跑)为51.20％。
在肌肉收缩过程中，直接供能物质是肌细胞内储存的                         ATP，同时存在ATP合成的精细调节机制。产生最大力量或爆发力时，要求肌肉充分表现力量潜能和最大功率输出，能量基本上由磷酸原和糖酵解提供。一次最大用力时，肌肉收缩只利用ATP供能。采用50Hz电刺激人的股四头肌1.28秒                         (64次)使股四头肌收缩力接近最大时，ATP分解速率达                         11.2毫摩尔／千克干肌&#8226;秒-1，其中CP供能占80％，肌糖原分解供能约占20％。除依赖肌纤维组成和ATP利用速率外，中枢的重要支配作用体现在：
　　(1)调节肌纤维募集数；
　　(2)控制神经冲动发放频率；
　　(3)协调运动单位之间冲动发放的同步化程度。
　　(二)力量训练的适应性变化
　　力量训练最明显效果是肌肉收缩力增大和横截面增大，两者之间存在明确的正相关，且这一点不存在性别差异。同时，神经系统和训练肌肉伴有一系列适应性变化，如表10—                         7，对产生最大肌力作出相应反映。
　　1．肌力增大
　　短期力量训练后，肌肉体积不增大而力量增加，神经适应性在这种形式的力量增长中起作用，表现在：
　　(1)增加对拮抗肌的抑制作用；
　　(2)增强协同肌的协同收缩，使协调作用改善；
　　(3)加强对肌肉收缩保护性反射机制的抑制作用，使运：动神经的兴奋性提高。
在一般运动员中，力量训练明显地提高运动神经的兴奋性；但是，高水平的力量型运动员具有运动神经兴奋性高的遗传优势，因此，进一步提高需要花费更长的训练时间。
肌力增长可以发生在肌肉体积不变的情况中。例如，女子在接受相同负荷的力量训练中，获得的力量与男子相同，但肌肉体积的增加程度远不如男子明显，这与力量训练不能明显改变女子血睾酮水平和中枢调节因素有关。
力量训练效果存在个体差异，主要原因是骨骼肌快肌纤维含量存在个体差异。这表明，获得最佳力量训练效果的先决条件之一是具备高比例的快肌纤维。

　　2．肌肉壮大
　　力量训练另一效果是肌肉变得粗大，其机制可能是蛋白质的合成速率增加，同时蛋白质降解速率减慢，但蛋白质降解速率是否减慢，目前尚有争议。
三、速度训练效果的生物化学基础
　　速度素质对中枢神经的活动有高度依赖性，它要求中枢神经系统兴奋水平高，神经传导速度快，反应时短，对骨骼肌组成和代谢也有特殊要求。
　　(一)速度性运动的生物化学特点
　　快速运动时，骨骼肌以募集快肌纤维(Ⅱb)为主。最快速度大约出现在短跑起跑加速后6—10秒(35—80米)。肌肉ATP合成的能量由无氧代谢过程提供；ATP利用的最大速率是7毫摩尔／千克干肌&#8226;秒。在运动最初3秒钟内，CP分解提供合成ATP的大部分能量，约30％能量由肌糖原无氧分解提供；在运动5秒钟后，所需能量逐渐以糖原酵解供能为主，运动结束时，CP接近耗尽，随着磷酸原供能逐渐为糖酵解供能替代，肌收缩输出功率下降，使最大跑速亦趋下降。最大速度短跑时，能量消耗极快，但由于持续时间短，因而总能耗并不多。磷酸原和糖酵解是主要的供能来源，很少有氧代谢供能，供能物质主要有肌内CP和糖原，肌外能量物质基本不起作用。
　　(二)速度训练的适应性变化
　　速度训练适应后，训练肌发生明显的生化变化，表现在
　　下列四个方面：
　　(1)磷酸原供能能力增强。速度训练能明显提高肌肉                         CP储量，提高运动时ATP、CP分解速率和再合成，从机能水平上表现为最大功率输出增大和维持时间延长，运动后恢复能力提高。
　　(2)糖原酵解酶活性增强，其作用是运动时肌糖原分解速度加快，并保持在更高速度水平上合成ATP，因而糖酵解供能的输出功率增大。
　　(3)快肌纤维选择性肥大，但是程度上稍逊于力量训练的效果。
　　(4)改善肌肉缓冲酸的能力。如8周短跑训练提高肌肉缓冲容量50％。相比之下，耐力训练这种适应性变化较差。
四、耐力训练效果的生物化学基础
耐力的水平建立在人体复杂的调节机制上，如能量代谢的调节和协调(信息调节)过程、酸碱平衡、水盐代谢平衡和体温调节等。从实际出发，按运动持续时间的长短将耐力分成短、中、长时间三种类型。
　　(一)耐力训练的生物化学特点
　　1．短时间耐力运动(35秒—2分钟)
　　借助脑电显像术观察，在短时间耐力的剧烈运动中，中枢神经处于高度兴奋，心率和摄氧量接近最大值。运动时能量以无氧代谢为主，总能耗在耐力组中属于最少，但输出功率最大。运动在开始数秒钟内以CP供能为主外，糖酵解为其基本供能途径，ATP转换速率最大时达到3毫摩尔／千克十肌&#8226;秒。运动至力竭时，肌肉CP储量接近耗尽，血乳酸浓度可由运动前约1毫摩尔／升上升到15毫摩尔／升左右，血浆碱储备从24毫克当量／升下降到3—4毫克当量／升，血pH值由安静时7.4下降到6.8左右。高浓度乳酸解离出大量氢离子，使肌细胞内糖酵解酶活性下降，钙离子参与收缩蛋白兴奋一收缩偶联的过程受到干扰，其结果降低无氧代谢供能和肌纤维收缩能力。
　　2．持续2—10分钟的耐力运动
　　这类耐力运动也表现为中枢神经系统高度的兴奋，运动肌快、慢肌纤维募集量同时增多。能量代谢以消耗肌内CP和糖原为主，同时血糖也参与供能，无氧代谢和有氧代谢彼此协同，共同合成ATP，其中有氧代谢供能的比例明显增多。肌乳酸生成保持较高速率，并在运动过程中不断向血液转移，致使血乳酸积累达到最高水平。运动时心肺功能达到或接近最大摄氧量水平。
　　3．长时间耐力运动(大于10分钟)
　　按运动时间长短，长时间耐力组可以分成四组(表10—8)。运动过程主要募集慢肌纤维，随时间延长，运动肌输出功率逐渐减小，但总能耗渐趋增多。ATP合成主要依靠有氧代谢途径，耐力运动前阶段肌糖原氧化供能起主要作用；当超过1小时运动后，脂肪酸氧化逐渐代替糖有氧代谢，成为主要供能途径；蛋白质供能量很少，但当体内糖储备大量消耗时，蛋白质分解代谢明显增多，表现出血尿素浓度升高，增加的幅度与训练课或耐力运动的负荷量关系密切。血糖在整个运动期间参与供能，一旦血糖水平低下，将导致中枢疲劳。
　　(二)耐力训练的适应性变化
　　长时间持续耐力训练能明显改善呼吸循环系统机能，使运动时氧转运能力。提高(如表10-9)；大强度间歇性耐力训练对运动肌利用氧的代谢系统具有更大的刺激作用，训练适应后能明显促进线粒体内有氧代谢合成ATP(10-10)。制定适宜的训练计划，有成效地提高转运氧和利用氧的能力，能获得最佳耐力训练效果。耐力训练对肌纤维增粗的效果不明显。
五、停训的生物化学变化
一般来说，通过训练获得的生物化学适应并不是一成不变的，当停止训练后，它们会逐渐消退。
　　(一)停训对训练效果的影响
　　停训对训练效果的影响，主要表现为以下四个方面：
　　1．肌肉力量的消退
　　力量训练获得的肌力和输出功率的增长会在停训后逐渐衰减，但速度极慢。例如3周等张力量训练(3次／周，3x                         6RM)获得的力量增长，在随后6周停训过程中，基本保持不变；12周训练获得的力量增长，在1年后仍保持45％左右。停训引起肌力下降的机理，推测与下列原因有关：
　　(1)肌肉质量和含水量减少引起体积减小和最大肌力下降；
　　(2)改变神经兴奋的频率和募集肌纤维的正常途径，使运动单位和肌纤维募集量减少，导致部分力量丧失。
所以，一旦达到力量增长的目的，应当及时建立保持力量的训练计划。每周一次大负荷量力量训练，可有效保持最大力量，但进一步增长力量训练效果仍需增加每周训练次数。
　　2．肌肉耐力的消退
　　停训对耐力训练效果影响极大。例如卧床休息1周，最
　　大摄氧量、总血红蛋白量、血容量和做功能力大约下降
　　6％—7％。停训对肌肉有氧代谢的影响更大，停训7天使细
　　胞内细胞色素C的绝对增加量丧失50％，以这种速度继续
下降，大约一个月左右酶活性降到训练前水平。估计停训                         4—6周，耐力训练引起的酶适应可以完全消退，使耐力明显下降。在间歇训练中，降低训练密度，保持训练强度，如由                         3次／gl降至2次／周，至少在10周内可以保持最大摄氧量不变，在16周内保持亚极量运动时较低血乳酸堆积的能力。
　　3．肌肉能量储存量的减少
　　高负荷力量训练停止35天后，运动员肌肉内—ATP、CP、糖原等下降(表10-11)。耐力训练停止后，肌糖原储量也会下降，如停训4周使储量由每千克肌肉27.5克降至16.7克。停训期间，速度、灵敏性消退相当慢，对无氧代谢供能系统的影响很小，但柔韧性消退极快，故而这方面的训练应当贯穿全年。
　　4．酶活性消退
　　持续性训练所获得提高的酶活性，在停训后会逐渐消退，直到下降至原来水平。这一方面由于停训后代谢率降低，酶的合成量减少，另一方面，由于已增加的酶量也会因
停训而逐渐降解。停训后酶活性消退的速度与酶的半寿期有关。半寿期长者，消退速度慢；短者，则消退速度快。例如，LDH的半寿期为16天，精氨酸酶为4-5天，而酪氨酸转氨酶半寿期只有1.5小时。所以停训时间不宜过长，否则所获得的良好酶活性效果有可能消退。
　　(二)防止运动能力下降的措施
　　由于运动训练所获得的生化效应在停训后会自然消退，运动能力随之下降。因此，采用有效措施防止运动能力下降是运动训练中的重要环节。防止运动能力下降的措施有：
　　(1)停训时间不宜过长；
　　(2)保持适宜的训练量。
　　六、过度训练的生物化学变化
　　适度的负荷是提高运动能力的基本前提。但是，当缺乏科学训练、盲目追求高密度大强度训练时，则经常出现过度训练的现象。
　　(一)概念
　　当训练计划安排不当，运动负荷量过大，超过运动员机体的承受力时，这样的训练即称为过度训练。过度训练可以是一次性的短期行为所致，也可以是长期累积的结果；可以把它理解为是训练及恢复、运动及运动能力、负荷与负荷的承受力三方面平衡的破坏。这个概念中的负荷，不单单指运动负荷，还包括其他非运动性的负荷，如某些感情和精神上的负荷等。一旦出现过度训练，机体就会表现出多种功能的减退、情绪异常，以及运动能力下降等现象。出现过度训练的运动员易患某些疾病，还可能出现某些生理机能的异常。以下仅从生物化学方面分析过度训练的特征及防治措施。
　　(二)过度训练的生物化学特征
　　1．血、尿常规指标异常
　　(1)血红蛋白处于较低水平或呈下降趋势，血细胞比容                         　　(Hct)降低。有些过度训练的运动员兼有运动性贫血，而且血红蛋白下降出现的时间比晨脉率加快更早。
　　(2)血浆激素水平异常。在过度训练情况下，①可发现运动后儿茶酚胺水平显著下降，儿茶酚胺夜间分泌可减少                         50％-70％。而且通过反控机制，使肾上腺素能受体的密度和敏感度都呈下降趋势。②血浆睾酮／皮质醇比值低下，当低于原始值的30％或其比值小于0,00035便可定为过度训练。③促黄体生成素和生长激素显著下降。
过度训练时血浆睾酮／皮质醇比值降低的机制可解释为：过度训练导致促肾上腺皮质激素(ACTH)升高，ACTH促使皮质醇分泌抑制睾丸产生促黄体生成素(LH)，LH是一种睾丸间质细胞分泌的促进剂。所以，LH的降低必引发血睾酮降低。
　　(3)能量代谢机能下降。过度训练的运动员运动时最大血乳酸水平下降，运动中易出现低血糖症，无氧阈成绩不变或下降；在完成定量负荷时，血浆CK(肌酸激酶)升高。因此，CK指标可作为评定过度训练的一项有参考意义的指标。
　　{4)过度训练运动员尿中蛋白质排出量增加或出现血尿。
　　        2．免疫系统机能损伤
　　过度训练运动员血中免疫球蛋白降低，自然杀伤细胞
(NK)减少，T淋巴细胞增殖能力下降，抵抗能力下降。因此，当运动员经常感染这样或那样的“小”、病时，就应考虑到是否存在有过度训练的可能。应该指出的是，并非所有症状都会出现在一个过度训练的运动员身上，且其轻重也不相同，会随着过度训练期间运动强度及运动量、以及过度训练持续时间的不同而改变。
　　(三)防治过度训练的措施
防治过度训练是运动持续进行的保障。过度训练的预防可采用如下措施。
　　1．合理安排运动训练。制定训练计划时要考虑运动员机体的可接受性和个人特点，恰当规定训练任务，注意运动负荷与恢复过程的最佳统一。
　　2．合理安排休息，注意劳逸结合。
　　3．合理安排膳食营养比例，保证摄人足量的糖、蛋白质、维生素和无机盐。
　　4．加强系统的医务监督：定期作身体机能检查。
　　一旦出现过度训练，则应调整训练内容或改变训练方法，并加强各种恢复措施，对症进行治疗。

最后的神

第十一章 营养补充与运动能力

                          第一节 补糖与运动能力
              第二节 补液与运动能力
              第三节 补充蛋白质与运动能力
              第四节 补充脂肪酸与运动能力
              第五节 补充维生素、无机盐与运动能力

　　由于现代专业化训练追求高密度、高强度和长时间大运动量训练，使运动员体能下降，仅通过膳食补充营养，往往使一些基本营养物质在下一次训练和比赛之前得不到及时全面的补充。同时，补充营养还要受到训练环境、运动特点、心理压力、膳食习惯以及机体消化器官的功能状态等诸多因素影响。本章介绍合理营养和补充强力营养物质对运动能力的重要性，讨论如何利用促力手段提高和改善运动能力。
            
            　　第一节 补糖与运动能力
　　半个多世纪以来的科学研究反复证明，在60％—80％最大摄氧量运动时，糖储备不足将导致运动机体疲劳。通过运动过程前、中、后有规律的补糖方案是可以改变这一点的。需要补糖的运动项目有1小时以上的持续性耐力运动，以及长时间(40分钟-2小时)的高强度间歇性运动训练。
　　一、运动员补糖的重要性
　　糖是人体最重要的供能物质，能在任何运动场合参与ATP合成。肌糖原能以1500千卡／小时的高速率无氧代谢供能，维持1分钟左右的高强度运动；也能以提供700～800千卡／小时的有氧代谢供能，是长时间、持续达2—3小时中等强度训练中肌肉的优质燃料；血糖的氧化速率相对较低，为50—250千卡/小时，但它是中枢神经系统的基本供能物质。
　　在训练和比赛中，运动员每日耗能量依赖于运动量和运动强度。机体所需的大部分能量来自内源糖，主要是肌糖原和肝糖原。一次60—90分钟的训练课耗能1000—1400千卡，要求每千克体重摄能量50千卡，其中糖供能约占60％—70％，相当于每日摄糖500—600克。然而，大多数运动员饮食糖的摄人量往往只达到总能量40％—45％。运动员能需要量高，　　日耗能量大多比未受训练的个体多2～3倍，能量消耗的40％以上用于训练；然而，健康人体内源性糖储备总量只有2000千卡。所以，在进行大强度运动训练时应没法使糖的储备达到最大。表11-1提供跑步、游泳和自行乍运动员运动时耗能量和耗糖量。
　　二、运动前提高糖储备
　　(一)运动前提高糖储备的意义
　　运动前或赛前补糖旨在优化肌肉和肝脏糖原储备，维持运动时血糖稳定，保障1小时内快速运动能力和长时间运动末期的冲刺力；同时避免引起运动中胃肠不适和血浆胰岛素浓度上升，其上升有时会引起易感人群反射性低血糖。
　　(二)提高赛前最大肌糖原储备
　　面临激烈的持续性比赛，运动员应在赛前几天调节膳食和训练，以便尽可能使肌糖原达到超量补偿，赛前高水平肌糖原可使运动员提高抗疲劳能力。最实用的方法是采用改良的糖原负荷法，即在赛前一周内逐渐减少运动量，赛前一天休息，同时逐渐增加膳食糖至总热量的60％—70％或8—10克／千克体重，可以增加肌糖原储备20％～40％以上。此方法与经典方法一样有效，而且更加实用。
　　(三)赛前6小时高糖膳食
　　运动前6-12小时饥饿，运动时也不补糖，可出现运动性低血糖症。即使在进行糖原负荷时，在赛前6小时内也要食用含75～150克糖的低脂膳食。若肌糖原储备不充分，则运动前的高糖膳食措施也可起到提高赛前肌糖原的作用。
　　(四)赛前2-4小时补糖
　　赛前2～4小时进餐对提高供能状况的重要性，很大程度上取决：于前—次运动的恢复程度。运动前2～4小时吃一顿含糖丰富的膳食可显著地增加肌糖原、肝糖原的含量。禁食的受试者于训练前摄人一定量的糖膳食(约300克)，在持续中等强度自行车运动中完成定量负荷的时间较未摄入者长。相似的结果亦有报道，在中等强度自行车运动前2—4小时大量进食(糖>200克)，当定录训练结束时，持续时间和功率输出增加。
　　(五)赛前2小时内补糖
　　近年有不少研究证明，运动前2小时内补糖虽然会引起一过性血浆胰岛素浓度上升，但是并不降低运动能力，实际上还能提高大于2小时的70％～80％最大摄氧量强度运动的能力。Hawley等(1997)总结1979～1996年11篇有关的文献，发现运动前1小时摄人任何种类的糖引起的紊乱是暂时的，无生理显著性，仅有一项研究报道运动前1小时摄入糖引起运动能力下降。因此，运动前进食的利与弊应根据具体情况和运动员的个体差异加以判断(表11-2)。
　　早晨运动训练前摄入糖，对于保持血糖正常是非常重要的。另外，少量高糖快餐或饮料可以在运动前30—90分钟消化和吸收，不会对胃产生不良影响，这对早晨参加比赛的运动员是比较适宜的选择，在前一次进餐与运动之间的间隔太长者要注意补充糖。在现实中，除考虑理论可行的运动营养摄取原则，还要结合运动员的习惯制定出最为可行的方案。
　　三、运动中补糖对代谢及运动能力的影响
　　(一)运动中补糖的意义
　　持续中等强度运动中摄入糖、增加糖储备可以显著改善糖代谢环境，提高运动能力(表11—3、4)。其主要作用是：保持血糖浓度，维持高的糖氧化速率，节省肝糖原，减少蛋白质消耗。所以，运动中补糖有利于能量平衡和氮平衡。
　　补糖有助于长时间、耐力性运动项目，这已得到许多研究证明。近年的研究成果进——步证实，补糖也有益于短时间、大强度的间歇性运动项目。杰克森等报道，运动前和运动中补糖提高了短时间、大强度间歇性运动的运动能力，延缓了疲劳的出现。他们认为这可能与补糖增加外源性的能量供给和促进了运动间歇时的糖原合成有关。不仅在短时间、大强度骑车时发现补糖有助于运动能力，补糖还提高了高强度、间歇性穿梭跑能力。更值得注意的是补糖还趋于增进像举重这样的抗阻力性运动的运动能力；补糖的足球运动员在下半场比赛中，跑动的距离比不补糖的运动员增加30％；补糖增加了冰球运动员在比赛中的滑动距离、滑动时间、滑动次数和滑速；补糖还能提高网球运动员的发球和防守能力，等等。由此可见，在短时间、大强度间歇性运动时补糖是有效的。
　　长时间运动补糖有预防和后延中枢性疲劳的良好作用。理由是：补糖使血浆游离脂肪酸浓度降低，并使游离脂肪酸与色氨酸竞争白蛋白结合位点的作用减弱，从而使游离色氨酸浓度降低，游离色氨酸与支链氨基酸的比值降低，使中枢性疲劳延缓。补糖使血糖浓度保持，有利于减少应激激素，稳定免疫功能。补糖提高免疫机能被认为是—个有前途的措施。
　　(二)补糖的方法
　　运动中每隔20分钟补充含糖饮料或容易吸收的含糖食物，补糖量一般推荐20—60克／小时，多达40～102克/小时，或推荐1—2克／千克体重。提高长时间运动耐力的补糖量不应低于21．5克／小时。
　　(三)摄入糖的类型、次数和剂量
　　采用同位素技术的研究揭示，运动中摄人果糖或其他类型糖均以1克／分的峰速率完全氧化，在生理作用上不存在差异。运动中摄人果糖是有益的，摄入果糖与摄入等量葡萄糖的氧化量相似。若摄入等量混合的果糖和葡萄糖(例如各服50克)，其氧化率要比单纯摄人100克葡萄糖高21％。原因在于果糖和葡萄糖有各自不同的氧化途径，相互间竞争性较小。
　　关于糖摄人的次数和剂量对运动能力影响的研究表明，相同的糖摄入量，摄取的次数不影响肌糖原利用速率，也不影响亚极量运动至力竭的时间。反复进餐可以加速葡萄糖从胃向十二指肠转运。从吸收速度考虑选用含葡萄糖、果糖、低聚糖的复合糖。
　　(四)运动中补糖的限制
　　在耐力运动过程中，运动员补充能量可能受到限制，如停下来或减速摄取食物或饮料造成时间的损失，或这样的摄入造成胃肠的不适。另外，集体项目摄人饮料的机会有可能受到竞赛规则的控制，只能在正式中断或非正式的受伤中断厂才有机会。
　　四、运动后补糖对糖原恢复的影响
　　(一)运动后补糖的意义
　　运动后补糖是为了帮助尽快缓解疲劳和促进体力恢复；加强肝糖原和肌糖原的合成与储存。早先认为，运动引起糖原耗竭后，肌糖原和肝糖原储备恢复到正常水平需46小时以上。现在人们已普遍接受，只要补充糖的时间和量合适，糖原的再合成可以在24小时内完成。
　　(二)运动后补糖的时间和用量
　　运动引起糖原耗竭后，不同时间摄人糖，运动后糖原合成速率表现出明显的差别(表11—5)，但是最终恢复量并没有生理学意义。因此，激烈运动后尽早补糖的重要性在于及时供应肌糖原合成原料，而不是得益于提高糖原合成量。当运动间隙只有4—8小时的恢复时间，且运动员希望达到最大糖原储备时，这一机制就显得很重要。随着恢复期的延长(>24小时)，恢复早期糖原在合成速率上的差异就显得不重要了。由此可见，运动后开始补糖时间越早越好。理想的方法是在运动后即刻、头2小时以及每隔1—2小时连续补糖。在运动后的6小时以内，肌肉中糖原合成酶含量高，补糖效果佳。运动后补糖量为0．75—1．0克／千克体重，24小时内补糖量可达到9～16克／千克体重。
　　(三)运动后补糖或进食的次数
　　研究结果显示，只要总糖摄人充足，肌糖原合成就不受食物摄人次数的影响。525克的糖分两次或7次摄人，或每次1()克／千克体重进餐4次或]6次摄入，24小时后糖原合成量是相同的。
　　(四)运动后恢复期补糖类型和形式(固体或液体)
　　不同的类型能带来不同的胃肠刺激和吸收速度上的差异，Neufer(1986)曾指出，由于葡萄糖液的高渗性，　　单纯摄人葡萄糖液会对胃的排空产生—定的抑制作用；若以麦芽糊精和果糖之混合食品替代，则可克服这—弊端，而令胃的排空速率增加。小肠吸收葡萄糖最快，最有利于合成肌糖原；果糖吸收也快，其合成肝糖原的量为葡萄糖的3．7倍，但容易引起胃肠道不适，故——般推荐果糖的使用浓度不超过35克／升。果糖与葡萄糖联合使用，更加有利于糖的吸收和能量的补充。Mandzhan(1989)对运动员随机分组，比较分别摄人葡萄糖液、果糖液、葡萄糖一果糖混合液和低浓度葡萄糖一电解质溶液等对运动员的影响，发现第3组的耐力明显高于其他组。
　　耐力性运动项目需要大量补糖时，可使用低聚糖，其渗透压低(如四聚糖为葡萄糖的1／4)，甜度小，吸收也快。另外，摄人固体或液体形式的糖对肌糖原再合成是等效的。
　　五、糖类活性物质
　　(一)生理活性物质1，6---磷酸果糖(FDP)
　　1．1，6-二磷酸果糖的生化功能
　　FDP是细胞内糖代谢的中间产物，不但是细胞内供能物质，尤为重要的是它通过改善和增强糖无氧代谢的调节能力，加速糖酵解合成ATP，从而改善细胞在缺氧后的生理机能和应激适应水平，因此是国际上公认的细胞强壮剂。
　　2．补充1，6-二磷酸果糖的促力作用
　　FDP是一种多功能的运动营养品，外用FDP能够促进内源性FDP、二磷酸甘油酸、ATP成倍增高；促进红细胞向组织释放更多的氧；增加心肌供血，改善微循环，促进心肌细胞能量代谢，使心肌收缩力加强；提高心搏量和舒张快速充盈率，减少心肌耗氧量；保持细胞内钾离子浓度，改善细胞膜的极化状态和促进缺血组织、器官的活动；具有抗氧化作用，能够抑制肌细胞产生自由基，这对维持细胞完整性，恢复和改善细胞膜功能有重要作用。上述这些都对提高运动能力有着积极的作用。
　　在运动营养品中，安全有效的功能性食品仍然不多。因此，FDP的良好作用正日益受到体育工作者的关注。
　　(二)丙酮酸盐与减肥
　　丙酮酸盐是存在于人体内的糖代谢中间产物。在最近的一项研究中，人们惊奇地发现，在日常膳食中添加丙酮酸盐能促使体脂减掉48％，同时能最大限度地减少体内蛋白质的分解，提高耐力水平，提高运动员承受更高强度训练负荷的能力。因此，丙酮酸盐被作为运动营养品“脂肪燃烧弹”成分，它不仅适用于运动员，而且对平时较少活动的普通人也有同样的减肥效果。

　　第二节 补液与运动能力
　　一、运动时水平衡特点
　　体液有助于能量物质的合成和分解，运送养料、氧气并运走废物，维持正常的体温调节。所以，维持正常的水平衡和电解质平衡十分重要。
　　(一)运动时脱水
　　1．出汗增多
　　在运动中，肌肉收缩使能量消耗增多，体内产热也相应增加，产生的热量可由血液带到皮肤，再通过出汗来调节体温。所以，出汗和蒸发汗是运动机体散热的—条重要途径，对维持生理功能极其重要。
　　运动时出汗的数量依赖于运动强度、体表面积、环境温度。运动员在冷而于的环境下轻微运动时，每小时排汗250毫升是常见的；在炎热的环境中剧烈运动时，每小时排汗量可超过2升。虽然出汗是机体在运动时和热环境中的一种正常生理反应，但是，大量出汗将导致体液(细胞内液和外液)和电解质的丢失，使体内正常的水平衡和电解质平衡被破坏，体温升高，脱水的症状也随之而来。所以，运动时汗液的丢失是运动员脱水的主要原因。
　　2．尿量减少
　　由于出汗引起血容量下降，抗利尿激素和醛固酮分泌增加，使肾血流量和肾小球滤过率下降，导致肾小管重吸收钠离子和水增强，尿排泄量下降，这种生理反应有利于细胞外液的保持。
　　3．运动时水的生成
　　肌糖原与水结合的力式储存在细胞肌浆内，当运动使糖原分解加强时，这部分结合水释放出来，同时代谢过程也有水生成和释出；但是，运动时释出的水量远远低寸：因出汗丢失的水驻，所以运动性脱水在长时间运动过程中实属难免。
　　(二)运动员脱水的危害
　　对运动员而言，脱水不仅有碍运动成绩，而且不利于身体健康。脱水常常是在不知不觉中发生，当你感到口渴时，体内早巳脱水。大量出汗如不能及时补充，只要脱水量超过2％体重，心率和体温便会上升，影响到运动能力。表11—6列举不同程度脱水的症状及其对运动能力的影响。在相对高温的环境中高强度运动，运动员可能发生中暑。所以，运动员防止脱水的出现是极为重要的。要保持机体的水平衡，经常补液是一个不可忽视的问题。
　　有些运动项目，如举重、摔跤、拳击等，运动员常会因降体重而出现不同程度的脱水状态，为了保持运动能力，在称体重后首先要考虑快速补充水分的问题。
　　二、运动员补液的必要性
　　在失水速度低于275毫升/小时脱水阈时，机体并无缺水的感觉，通过随意饮水便可补足。但在热环境下长时间激烈运动中，运动员失水速率远远超过最低阈值，很难避免脱水的发生。由表11-7可见间歇性运动项目运动员的相对出汗率不仅不比耐力性运动项目运动员低，而且还可高于耐力性运动项目。
　　脱水后恢复失水的时间拖得越长，对运动能力的影响越严重。例如，在整场足球比赛中，运动员跑动的距离7．1～14．0千米，在大多数比赛场合下，运动员保持80％最大心率或70％—80％最大摄氧量，体温平均值为39．5℃，体内温度可达40℃。归结其原因，部分是因脱水造成的。所以运动员在达到失水的应激之前就应注意补水。研究已表明，间歇性运动项目，如篮球、足球、网球等在运动前和运动中合理补液有助于提高运动能力。合理补液可使运动过程心率减少、体温降低、血浆容量保持，这些生理状况经常是比赛成败的关键。
　　三、运动饮料的选择
　　理想的饮料必须具备以下条件：
　　(1)促进饮用；
　　(2)迅速恢复和维持体液平衡；
　　(3)提供能量，增进运动能力。
　　因此，一个理想的补液饮料或运动饮料必须含有适当的糖浓度、最佳的糖组合和多种可转运的糖，并具有合理的渗透压浓度以促进胃排空和小肠吸收，满足快速补充体液和能量的需要。
根据现有的知识，选择一个理想的运动饮料时，应该考虑下述因素。
　　(一)饮料的渗透压浓度
　　渗透压浓度影响胃排空和小肠的吸收，饮料的渗透压浓度在250—370毫渗透压为佳。所以，通常采用等渗或低渗浓度的饮料。
　　(二)糖液浓度
　　糖浓度与胃排空和小肠吸收水有关。如果浓度太高，胃排空就减慢，小肠吸收水也受影响。如果糖浓度太低，则不能满足机体对外源性能量的需求。由于糖浓度达到8％时，小肠内水的吸收显著地减少。所以，饮料中的糖浓度以低于8％为宜，建议采用5％—7％(图11—1)。
　　(三)可转运糖的数目
　　溶液中含有可转运糖的数目直接与溶质的转运有关。含有多种可转运糖类的溶液能利用多种转运机制来扩大溶质的吸收，从而减弱渗透压浓度对水吸收的影响，增加水的吸收量。因此，选择运动饮料，应考虑溶液含有多种可转运的糖，例如葡萄糖、果糖、低聚糖等，以增加糖和水的吸收量。
除渗透压浓度、糖浓度和可转运糖的数目外，还有钠离子浓度、饮料温度以及口味等也需予以考虑。因为，钠离子能促进小肠吸收水分，帮助机体维持体液平衡；冷或温水在胃内排空速率明显高于体温(37~C)水；而口味好则促进饮用。
四、运动员合理补液的方法
补液无统一的公式，运动中液体的丢失量可从运动前后体重之差了解。补液的原则是保持水平衡和少量多次。
　　(一)运动前补液
　　        运动前30—120分钟补液300—500毫升，对减少体温升高、延缓脱水发生有益。在特别热的天气，还应额外补液250”500毫升。
　　(二)运动中补液
运动中补水要采取少量多次的办法，每隔15～20分钟可补液120—240毫升。一般情况下，每小时的补液总量不超过800毫升。
　　(三)运动后补液
　　剧烈运动后及时纠正脱水和补充能量可加速机能恢复。有效地恢复运动中丢失的体液应包括液体的总量和电解质两部分。当补液量大于出汗量时，如补液量是150％的失汗量，体液才能很快地达到平衡。补液中钠含量的高低也会影响补液的需要量。当钠浓度高时，尿量会减少，因为钠离子在体内能抓住水分，从而帮助体液的恢复，减少补液量。但是，钠浓度太高影响口感，减少液体的摄人。
应补液的总量可由体重恢复的情况估计，补液仍以少量多次为原则，不可暴饮。一次大量喝水，只是一时抑制口渴感觉，但会增加排尿和出汗，使体内电解质进一步丢失，增加心、肾负担，稀释胃液，延长恢复时间。运动后的体液恢复以摄取含糖一电解质饮料效果最佳，饮料的糖含量可为5％—10％，钠盐含量30—40毫克当量，以获得快速复水。不要采用盐片补钠，盐片会刺激胃肠道，加重脱水，还可引起腹泻。

　　第三节 补充蛋白质与运动能力
　　几乎所有的运动员和教练员都承认补充蛋白质是十分必要的。普通人每日蛋白质推荐量是0．8克／千克体重。儿童、少年必须维持生长发育，对蛋白质的需要量增多。在18岁以前，随年龄增长，每日蛋白质需要量相对减少，7—10岁需要1．2克／千克体重，11—14岁需要1．0克／千克体重，15—18岁需要0．9克／千克体重。
　　一、运动员蛋白质需要量
　　(一)运动员蛋白质需要量增多的原因
　　运动会引起人体蛋白质利用增多和组织损伤，主要表现在以下三方面：
　　1．激烈运动尤其是力量性运动训练，可刺激肌肉蛋白质合成，引起瘦体重和肌肉质量增多。
　　2．大负荷训练初期溶血作用加剧，进而促使红细胞加强合成；受训练刺激线粒体数目和酶的合成量也增多。
　　3．耐力运动中蛋白质参与供能，但是供能量不超过总能耗的18％。
　　因此，运动员必须增加蛋白质摄人量，以便恢复运动中消耗的组织蛋白，修复损伤的组织；或者最大程度地刺激蛋白质合成，发展肌肉力量和体积，预防运动性贫血。
　　此外，保证每餐摄取一定数量的蛋白质，人体就能稳定血糖浓度，并保持稳定的精神和体力状态。胰岛素是体内血糖水平及氨基酸代谢的调节激素，蛋白质对体内胰岛素的分泌有一个良好且稳定的刺激效果。
　　(二)运动员蛋白质需要量及其影响因素
　　运动员每天摄人多少蛋白质为宜，尚无统一定论。原因是蛋白质供给量受训练类型、训练负荷状态、控体重、年龄、营养状态、环境等多种因素影响。
　　1．训练类型
　　耐力运动员当食糖和／或能量摄人充足时，每日蛋白质需要量是1．0—1．8克／千克体重。训练水平越高，需要量增加越多。例如，优秀自行车运动员日摄人量超过1．5克／千克体重。当运动员连续数天接受大负荷耐力训练时，每日补充蛋白质1．0克／千克体重，身体仍然出现负氮平衡，这表明体内蛋白质分解多于补充；而以1．5克／千克体重摄人蛋白质时，身体处于正氮平衡(图11—2)。
力量性项目运动员蛋白质供给量要比普通人多。力量运动员在轻量级训练时每日需要蛋白质1．0—1．6克／千克体重，在高负荷训练时需要2．0—3．0克／千克体重。
　　2．训练适应状态
　　在大负荷训练前期，运动员蛋白质需要量超过中、后期。耐力训练期开始的7～10天内，体内对训练的适应表现为增加蛋白质合成，以补充血液蛋白质，增加血红蛋白合成以补偿溶血造成的损失。有研究认为，不单在训练初期，而在整个耐力训练阶段都应保持蛋白质日供给量达1．6克／千克体重。运动员在进入冬训初期更要注意增加膳食蛋白质。—般运动员大负荷训练期要求每日蛋白质摄人量达2．0克／千克体重，训练适应后可适当减少。
　　3．控体重项目
　　控体重项目的运动员需选择蛋白质营养密度高的食物以满足需要，蛋白质食物提供的热量可占总摄能量的18％。
　　4．热能摄入不足时
　　当热能短缺或糖原储备量减少时，应增加蛋白质需要量。膳食中糖量充足不仅使肝脏和肌糖原维持在较高水平上，并能产生蛋白质节约效应(表1l—8)。
　　5．儿童少年
　　生长发育期的儿童少年参加运动训练时应增加蛋白质营养，以满足生长发育的需要，蛋白质的需要量为2—3克／千克体重。
　　6．素食者
　　素食者应考虑膳食中蛋白质互补作用。
　　7．环境因素
　　在训练中特别是高温季节，运动员汗氮的丢失可占氮排出总量的10％—14％，使蛋白质需要量增加。
　　表11-9介绍一个简单的评价个人蛋白质需要量的方法，按体育项目对运动素质的要求，分为三类。第一类运动首先要求力量，然后是速度、耐力，包括举重、投掷、男子体操等项目。第二类运动首先要求速度，然后是力量、耐力，包括短跑、跳高、跳远、拳击、摔跤、柔道、短距离游泳、女子体操、球类等项目。第三类运动主要要求耐力，它包括中长跑、越野跑、竞走、自行车、铁人三项等。

　　二、补充蛋白质和氨基酸
　　(一)补充蛋白质
　　可供选择的蛋白质有三种基本形式。
　　1．完全蛋白质
　　完全蛋白质是含必需氨基酸种类齐全、比例适当的一类蛋白质。例如，奶中的乳清蛋白(WheyProtein)、蛋类中的卵清蛋白。现在流行的多种蛋白类补充食品，如牛奶、鸡蛋蛋白、大豆蛋白、牛肉甚至蔬菜蛋白等，牛奶中大约含3．0％的蛋白质，其中大约20％是乳清蛋白。乳清蛋白作为一种运动营养补剂的促合成代谢效果可通过蛋白质的生物价(可被人体利用的比例)来评定。一种蛋白质的生物价是由摄入的蛋白质减去尿、汗和粪便中丢失的蛋白质来计算的，这能给我们提供一个在体内实际保留蛋白质的估计值，即反映肌肉组织中蛋白质增加的数量。蛋白质的生物价是测定蛋白质质量的一个标准。天然乳清蛋白的生物价是100，鸡蛋蛋白的生物价只是87，大豆蛋白的生物价是74。
　　2．游离氨基酸
　　理论上游离氨基酸是最好的蛋白质补充形式，不受蛋白质中氨基酸成分限制，还可根据需要随意配用。
　　3．蛋白质水解产物
　　包括单个氨基酸、二肽、三肽，它们最容易被小肠吸收，所以是最佳的补充形式。
　　(二)补充氨基酸
　　大多数氨基酸类物质具有促进合成代谢的动力作用。通过营养补充，使机体自身分泌的生长激素、胰岛素、睾酮和相关激素的水平提高，获得适应性应激、超量恢复和运动能力增长的最佳激素环境，达到促进合成代谢、增长肌力的目的。从中可见，营养强力物质为运动员摆脱违禁药物困扰指明了一条可行的道路。
　　1．谷氨酰胺
　　谷氨酰胺是人体肌肉含量最丰富的一种氨基酸，它占细胞内外氨基酸总量的50％以上，在肝脏中起重要作用，是氨基酸、蛋白质、核苷酸和其他重要的生物大分子合成的必需物质。谷氨酰胺是运动员增长肌肉和力量的必需营养素，其作用体现在：
　　(1)一种很有效的抗分解代谢剂，当肌内谷氨酰胺浓度较高时，其他氨基酸不能再进入谷氨酰胺产生的环节中，从而利于蛋白合成；另外，谷氨酰胺还起维持体内氨基酸平衡的作用，使机体合成更多的蛋白质。
　　(2)强有力的胰岛素分泌刺激剂。
　　(3)免疫系统所有细胞的复制都需要谷氨酰胺。运动研究发现，它具有增强免疫力的作用，对大强度训练引起运动员免疫系统功能下降有积极的恢复作用。
　　(4)谷氨酰胺能最大限度地促进肌酸增长。1996年的一项研究报道，仅服2克谷氨酰胺就引起血液生长激素水平的明显提高。运动营养专家称之为是一种挖掘肌肉功能潜力的关键物质，是维持人体健康的重要物质。
在力竭性训练后，谷氨酰胺含量将消耗40％以上，所以补充谷氨酰胺十分必要。但是，运动后一般不直接补充谷氨酰胺，因为服用后会增加机体的氨负担。α-酮戊二酸是谷氨酰胺的前体物质，机体能利用鸟氨酸与α-酮戊二酸产生谷氨酰胺。鸟氨酸、α-酮戊二酸合剂(OKG)，是由2个分子鸟氨酸和1个分子α-酮戊二酸盐组成的。这两种氨基酸结合在—起，在胰岛素、生长激素的分泌调节中发挥的作用更大。
　　2．支链氨基酸、酮异丙酸和β-羟基、β-甲基丁酸盐                         　　亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸这三种氨基酸中实用性强的是亮氨酸，可作为谷氨酰胺的基质物，也可直接用做细胞燃料。大量研究证实，支链氨基酸对促蛋白质合成和／或减少蛋白质分解起着重要作用。一般在运动后不用亮氨酸，因为它与谷氨酰胺一样，可增加体内氨负荷。
　　亮氨酸脱氨后转变成酮异己酸，它除了可用作氨的消除剂外，也可刺激胰岛素分泌、生长素释放，具有促合成和抗分解的双重作用。最近有研究报道，在促合成代谢的作用方面，亮氨酸的另一个代谢中间产物β-羟基、β-甲基丁酸盐(HMβ)对肌肉及其功能产生显著的促力效果。也有人认为，因支链氨基酸可在乳清蛋白中获取，所以不用单独服用支链氨基酸。
　　3．精氨酸
　　大量研究显示，精氨酸能促进人体生长激素的释放，提高肌纤维对肌酸、磷酸肌酸的合成与储存水平，促进核酸与蛋白质的合成，以及脂肪的分解等。目前，运动营养补剂市场的精氨酸制品，大多是结合氨基酸的混合物。例如，超级促生长激素氨基酸(SuperGrowthEnhancer)，是一种L-精氨酸和L—鸟氨酸以及多种维生素的合剂产品，能有效地营养和调节人体下丘脑一垂体一性腺轴激素分泌系统，最大程度刺激人体内源生长激素的分泌。
　　4．牛磺酸
　　牛磺酸是正常人体肌肉中含量十分丰富的氨基酸，最近才发现它是一种促进肌肉快速增长的运动营养补剂，它发挥生理作用的方式类似于胰岛素作用。研究显示，一日三餐中分别补充500毫克牛磺酸，发现血液中3-甲基组氨酸的浓度下降了20％，而3-甲基组氨酸是肌肉蛋白分解过程中的代谢产物，它反映肌肉蛋白质的分解速率。因此，3-甲基组氨酸的下降说明肌蛋白分解作用已受到牛磺酸的抑制。在许多复合型运动营养补剂中，牛磺酸都扮演着重要角色。例如在训练后1小时内、正餐前30～45分钟左右、晚上睡前，服用含OKC、牛磺酸和钙、镁、钾等多种矿物质和营养素的糖饮料或果汁，可以使肌肉变得更大、更强壮。
　　5．磷脂酰丝氨酸
　　磷脂酰丝氨酸是一种豆浆提取物。研究发现，它能够影响皮质醇的分泌释放。皮质醇是一种与睾酮作用拮抗的起分解作用的激素，一般在大强度训练后，极度疲劳或过度训练时明显升高。此时体内分解代谢大于合成代谢作用，肌蛋白分解加速，体重下降。如果能有效抑制运动员强化训练期间皮质醇的增长，则为提高训练效益创造了良好的激素环境。目前，已有一些关于磷脂酰丝氨酸增长肌肉和力量的报道，以及它提高人体训练应激水平的研究报道。在一项双盲对照实验中，一组受试者每天服800毫克磷脂酰丝氨酸，另一组服用同等剂量的安慰剂，10天后两组进行同样的大强度训练，然后测两组受试者血液的皮质醇浓度。结果发现，对照组的皮质醇水平比训练前显著升高，而服磷脂酰丝氨酸组的受试者皮质醇浓度被控制在较低的水平。研究人员推测磷脂酰丝氨酸的作用可能是参与了下丘脑一垂体一性腺轴(激素反馈系统)对应激的反应过程。最近有报道，磷脂酰丝氨酸还能促进人体内源性睾酮分泌。所以，磷脂酰丝氨酸是一种颇具潜力的营养强力物质。
在补充氨基酸类营养品时，要注意空腹单独服用。如果与蛋白质或其他氨基酸一起服用，会因争夺神经元受体而发生竞争，使营养补充的效果下降。
　　三、补充肌酸与运动能力
　　(一)补充肌酸的强力作用
　　肌肉收缩时，需要ATP提供能量，而磷酸肌酸是高能磷酸基团储存库和线粒体内外的能量传递者，能满足最迅速合成ATP的要求。补充外源性肌酸，有利于体内肌酸和磷酸肌酸储量增多。补充肌酸提高大强度运动能力的可能原因包括：
　　1．高浓度肌酸(血浓度50毫摩尔／升)促进肌肉吸收和转变成磷酸肌酸，而磷酸肌酸储量充足，能保证肌肉收缩时的ATP供应，也有利于运动后磷酸肌酸的恢复。
　　2．磷酸肌酸分解反应是骨骼肌缓冲系统的重要部分，能缓冲运动中产生的酸，这对高强度运动快速供能是重要的。
　　3．加速肌酸一磷酸肌酸能量穿梭循环，有助于ATP跨膜转运作用。
　　(二)运动员肌酸的需要量
　　人体内肌酸的含量为120克／70千克体重，其中95％储存在肌肉，60％—历％的肌酸以CP的形式存在，                         Ⅱ型肌纤维内含量比I型高50％。人体每日肌酸需要量约为2克，由膳食获取1克，另1克由体内合成。肌酸主要存在于肉类食物中，素食者无外源性来源，全由自身合成。
运动员口服肌酸的常用方案是：在5天“肌酸负荷”阶段，补充量为每日0．2—0．3克／千克体重；然后以维持量每日0．02—0．03克／千克体重保持一个月，肌肉中肌酸会在数周内保持在较高水平上。不同个体对补充肌酸的反应不同，原肌酸水平低者，肌肉肌酸升高幅度大；而原肌酸水平高者效果相对差一些。有研究报道，在补充肌酸时伴随有大运动量训练，则效果更好。
　　(三)口服肌酸的实际效果
　　1．对运动能力的影响
　　目前国内外有成千上万运动员使用肌酸，仅有有限的事实支持运动员在高强度、重复性、有短时间恢复的训练时，口服肌酸有提高运动能力的作用。对包含有多次冲刺的间歇性运动，如网球、篮球、排球等项目的效果尚不清楚。实验室研究未显示口服肌酸对耐力性运动的效果。
肌酸补充的适宜量、适宜项目、具体补充办法尚有待进一步研究。
　　2．口服肌酸的副作用
　　肌酸因其不属于国际奥委会颁布的违禁药物，已被广泛使用。但是，从目前使用的情况来看，口服肌酸也相应地存在一些副作用。
　　(1)抑制内源性肌酸的合成：体外实验证明，肌酸可以抑制内源性肌酸合成过程中精氨酸甘氨酸脒基转移酶的活性，8毫摩尔／升的肌酸浓度可以完全抑制脒基转移酶的活性，2毫摩尔／升的肌酸浓度可抑制其最大活性的50％，但对另一个肌酸合成酶胍乙酸甲基转移酶的活性无影响。因此，口服肌酸要注意服用的量和时间，不能在整个训练阶段都服用；肌酸服用计划要和力量或速度等训练的内容及有关营养补充相匹配。
　　(2)增加体重：当每天口服肌酸20克，4—5天后可使体重增加1—1．6千克。因此，对于需要控体重或降体重的运动员应慎重使用这种补充方法。
　　(3)肌肉酸胀感：部分运动员采用肌酸补充措施后，出现肌肉酸胀的感觉。有建议采用按摩、理疗等措施可以减轻征状，国外有学者建议增加服水量可以消除肌肉酸胀感。
　　目前，仍不清楚长时期大剂量补充肌酸的副作用。
　　(四)提高口服肌酸效果的方法
　　1．口服肌酸的同时补糖
　　胰岛素可以促进肌肉从血液中吸收肌酸，从而降低肌酸在肝、胰、肾脏中对脒基转移酶活性的抑制作用。运动中可采用增加口服含糖饮料或新鲜果汁等措施，以刺激胰岛素的分泌。
　　2．补充某些辅助营养成分
　　当肌酸与牛磺酸、谷氨酰胺，RNA的钠盐等特殊营养物质混合服用时将产生“合成动力”的作用。这些辅助成分能促进肌酸在体内的跨膜运输与吸收。
　　3．增加维生素E摄人量
　　体内维生素E营养不良会影响肌酸进入肌肉。早在1962年Cerber等就证实，当小白鼠缺乏维生素E时，骨骼肌中吸收肌酸减少，因而体内游离肌酸增加，尿中肌酸排泄量随之大增(表11-10)。因此，在口服肌酸时应增加维生素E的摄人。
　　4．增加优质蛋白质和氨基酸的摄人量。服用肌酸期间要注意补充蛋白质，如乳清蛋白或氨基酸等。因肌酸在肌肉细胞内增加时，会加速胞浆和线粒体间肌酸和磷酸肌酸之间能量穿梭转移，结合氨基酸摄入量增多，有助于蛋白质合成代谢，加速力量和速度能力的提高。

　　第四节 补充脂肪酸与运动能力
　　最新研究认为，脂肪酸也是肌肉和力量获得增长所不可缺少的要素，直接影响人体生长激素的分泌。
　　一、脂肪酸类强力物质
　　近年来，脂肪酸类营养补剂逐渐增多，它们各具特异功能，是肌肉和力量获得增长所不可缺少的要素，已经成为运动员营养品的一支新家庭。
　　(一)必需脂肪酸
　　亚油酸和亚麻酸是人体维持生命活动的必需脂肪酸，是组成细胞膜和线粒体的成分，是合成某些激素的原料。随着体能类运动项目训练重点从心血管系统向骨骼肌系统转移，为防治因力量训练而造成的“肌肉超微结构损伤”，加速肌蛋白合成代谢水平，提高肌肉质量和功能，必需脂肪酸已成为当前运动训练和营养补充的重要对象。
　　(二)多不饱和脂肪酸
　　受饮食习惯和强化训练的影响，优秀运动员体内普遍缺少多不饱和脂肪酸。多不饱和脂肪酸能促进蛋白质合成代谢和抗分解代谢，促进脂肪分解和抗脂肪合成；显著降低血液中的胆固醇，舒张血管，被认为是一种可以提高运动能力、促进体力和机能恢复的强力及保健营养品，对大体重级别和有氧运动项目运动员的运动能力都有好处。
　　(三)结合亚油酸
　　结合亚油酸是人体的必需脂肪酸，它富含于天然奶酪和牛羊肉中。结合亚油酸可能是肌肉生长的关键，代表着天然“生长因子”的研究新趋势。每天服用2—6克结合亚油酸就会产生显著效果。有一名投掷运动员曾尝试过各类增长体重和力量的药物，甚至包括合成类固醇激素，都没有显著效果，但他服用结合亚油酸3周(4克／天)后，奇迹般地增长了肌肉和力量。另外，还有研究发现结合亚油酸是一种比维生素E和卢&#8226;胡萝L素还要强的抗氧化剂，所以结合亚油酸在防治肌肉疲劳及受伤方面还有潜在的重要作用。
　　(四)中链甘油三酯(MCT)
　　中链甘油三酯是从椰子油中提取的一类脂类物质，是含碳6—12的偶数脂肪酸的甘油酯，一般膳食中不存在。人体吸收中链甘油三酯的速率比吸收长链甘油三酯快得多，它作为一种运动营养补剂的重要作用是起到维持和保护蛋白质的作用；减少蛋白质的分解。它能被迅速充分地吸收、氧化，并能直接作为能源来利用。因为它不易被转化为脂肪储存下来，适于低热量膳食时使用。
　　二、肉碱
　　(一)肉碱的作用
　　肉碱作为脂肪酸代谢过程中一种酶的组成成分，起促进长链脂肪酸进人线粒体内的作用。所以，肉碱是转运脂肪酸的载体，是脂肪酸氧化供能必需的前提。在人体内具有生物活性的是L型肉碱。
　　(二)补充肉碱与运动能力
　　肉碱广泛分布于新鲜的羊肉、牛肉和猪肉中，牛奶制品、水果和蔬菜中也含有少量的肉碱。一般有良好膳食的人不需要额外补充肉碱，但运动员对肉碱的需要量超过一般人。L肉碱补剂可提高长时间运动时脂肪酸氧化速率，减少肌糖原的消耗，延缓疲劳。已有研究报道，给耐力运动员每日口服2克肉碱，4周后发现呼吸链中酶活性升高。每天补充4克L肉碱，可明显提高运动员的最大摄氧量，增强运动耐力；可减少短时间大强度运动中丙酮酸和乳酸的堆积，因而对速度耐力也有好处。给人体静脉注射1—3克肉碱后40分钟后运动时脂肪氧化增加。但是，也有报告，让运动员口服肉碱2～4克／日，2—4星期后都没有发现最大摄氧量和呼吸商有明显变化。肉碱补剂可刺激脂肪酸氧化加快，所以也被当做减肥食品的添加剂来使用。但肥胖是多种因素的综合症，单一应用肉碱或肉碱与其他物质结合使用，其减肥机理有待进一步研究。从目前的研究结果看来，肉碱对运动能力究竟产生什么样的影响尚不能定论。
　　纯净的L肉碱在市场上很贵，而市场上出售的便宜肉碱常常是D、L-肉碱的混合物，里面含有约50％D—肉碱。D—肉碱本身不被人体利用，而且它抑制L-肉碱的利用，造成体内L肉碱缺乏，所以服用D、L肉碱混合物对运动员是危险的，最好使用纯度大于99％的L肉碱。

　　第五节 补充维生素、无机盐与运动能力
　　维生素、无机盐的补充有利于机体恢复。假如你摄人的维生素、无机盐充足，将获得更好的睡眠与休息。如果不能确知自己是否已摄取足够的维生素，可以每日服用一片复合维生素。鉴于此状，建议每名运动员都应在自己的食膳中增加这个内容。
　　一、维生素和微量元素的抗氧化作用
　　(一)自由基概述
　　自由基是指外层轨道上有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基团。主要包括氧自由基、羟自由基、质子化超氧阴离子自由基、脂氧自由基和过氧自由基。
　　氧分子是生物体内自由基的主要来源。氧分子能够产生氧自由基和羟自由基，也可以被还原成水。自由基的性质极为活泼，所有的细胞成分都可以是它们所攻击的对象。
　　在正常代谢中，体内约有95％的氧分子还原成水，其余约5％的氧分子还原成自由基。自由基的性质极为活泼，所有的细胞成分都可以是它们所攻击的对象。正常情况下，生物体内自由基处于平衡状态，自由基浓度是极低的，生物体内的自由基防御体系能有效地清除所产生的自由基，保护机体组织细胞免受自由基氧化。但是，当自由基生成量激增到超过生物体内自由基防御能力时，可引起核酸、蛋白质、脂质等生物大分子降解或失活，导致细胞结构和功能的广泛性损伤，对机体造成危害。　　剧烈运动时，能量消耗增多，酸性代谢产物生成也相应增多，体内某些物质自动氧化增强，自由基产生增多，就会攻击组织细胞，产生氧自由基损伤。运动引起自由基损伤，表现为运动性贫血和力竭运动后溶血作用增强、血清酶和肌红蛋白升高、肌肉疲劳产生、延迟性肌肉酸痛等。现在，仍有不少教练员、运动员忽视抗自由基的问题，这是非常错误的。
　　抗氧化物质的主要作用是，清除体内因过氧化而产生的自由基，所以它对维持细胞亚显微结构、保持细胞内容物和细胞器的功能有重大意义。反映到运动实践上，对训练所得成果的维持，抗肌纤维磨损和促进疲劳的恢复有一定作用。
　　(二)维生素类抗氧化物质
　　维生素E、C和A除了在体内起一定的专一作用外，此三者又都是自由基及各类活性氧的清除剂，对保护机体免受这些活性物质的侵害起着重要作用。
　　1．维生素E
　　维生素E是脂溶性维生素，它是公认的抗氧化剂，补充VE后可减少氧自由基损伤。当VE缺乏时，运动能力降低。有研究资料表明，每天给运动员1200—20001U的VE以增加其抗过氧化能力。高原训练中适量补充VE后，运动员的无氧阈明显提高。
　　2．维生素C
　　Vc具有多种抗氧化活性，它可使VE再生，对维持V，含量起到重要的作用，提高了机体的抗氧化能力。所以，Vc的营养状况可影响组织中Vz的水平。V，：还可清除多种自由基活性基团，抑制中性粒细胞活化，抑制经H20：作用的血红蛋白和肌球蛋白引发的脂质过氧化等功能。因此运动员应增加Vc的补充量。口服大剂量Vc可致恶心、呕吐、急性腹泻。将N-乙酰半胱氨酸和至少3倍量的Vc一起用(约2—12克)，可避免长期大量服人Vc而引起的肾结石。
　　3．B-类胡萝卜素
　　胡萝卜素有多种，也叫原维生素A，机体通过一定方式把它转变为维生素A。但是胡萝卜素具有的特殊生物效应超出了作为维生素A前体物质的作用。B-类胡萝卜素有一长的共轭双键链，是与自由基作用的良好底物。它是氧自由基的有效淬灭剂，能降低氧自由基对机体的危害。与其他抗氧化剂清除反应不同，B-类胡萝卜素分子直接与自由基作用，而不仅仅是电子或氢的转移。它能非特异性地保护蛋白质等大分子、膜结构以及器官等免受氧化损伤。此外，它也与其他抗氧化剂(如VA、Vc和VEh等)协同作用。B-类胡萝卜素与其他抗氧化剂协同能防止脂蛋白氧化，在延缓动脉粥样硬化进程中起重要作用。对运动员来讲，从食物上大量补充B-类胡萝卜素，对提高机体抗氧化能力会起到积极作用，因此经常被作为抗氧化配方的重要成分。另外，它的最大辅助作用表现在促肌肉增长和脂肪燃烧上。正因为B-类胡萝卜素具有多种功能，特别是具有抗氧化功效，使其逐渐成为当今运动员和普通人谈论最多、用途最广泛的运动营养补剂之一。在胡萝卜、甜瓜、红薯和其他黄、绿蔬菜类中富含B-类胡萝卜素。
　　(三)微量元素类抗氧化物
　　1．硒
　　硒是谷胱甘肽过氧化物酶的辅助因子。虽然过量的硒对人体是有毒的，但人体尚需要极微量的硒合成谷胱甘肽过氧化物酶。它的功能是：
　　(1)消除过氧化物；
　　(2)增强VE的抗氧化力。
　　运动员硒的剂量是RDA的4倍，每天约200微克。在训练前服用的复合配方有：VE(800国际单位)、Vc锌盐(50毫克)、卢—类胡萝卜素(25000国际单位)、硒(100微克)。
　　2．锌和铜
　　锌和铜与自由基的生成和清除有着极为密切的联系。在生物体内，锌既不能接受电子也不能供给电子，因而它不能像铁或铜那样直接与自由基发生反应，但锌在机体内广泛存在，间接的抗氧化作用很特别。锌缺乏导致机体内自由基产生增加和脂质过氧化产物增多。铜的营养状态与红细胞内的SOD活力显著相关。
由于锌、铜在自由基产生和消除中的重要作用，对经常参加体育运动者适当增加锌、铜摄入将大有裨益。测定血清中锌、铜含量可评定体内它们的营养状况。国外有研究报道，给运动员补充锌15～50毫克／日，剂量低于500毫克／日是无毒的，但大剂量补锌会严重干扰铜的代谢，并且没有促力作用。营养补充还要记住营养物质之间的协同作用。给运动员补充铜为0．5～3．0毫克／日，剂量达到10毫克／日及偶尔摄入100毫克／日，也未显示毒性，但大剂景补铜无促力作用。
人们在不断地开发外源性抗氧化剂，试图通过补充外源性抗氧化剂减少大强度运动时氧自由基的损伤，防止或延缓疲劳的产生，从而提高运动能力。近年我国对中医药抗氧化作用研究做了大量工作，并取得了一定成果。中药有效成分中酚类、黄酮类、鞣质类及植物甾醇类、甙类等都具有抗氧化作用。因此，中药在抗自由基损伤方面显示了独特优势。
已肯定人参皂甙具有抗氧化作用。许多滋补强壮类中草药如何首乌、枸杞子、人参、黄芪、绞股蓝、酸枣仁、阿魏酸、五味子等均有抗脂质过氧化作用。中药抗氧化作用可能有以下几种机制：
(1)提高抗氧化酶类活性和／或含量； (2)含有抗氧化剂成分，直接清除自由基；加速细胞代谢，避免自由基及其产物在细胞内集聚。
　　二、维生素和微量元素与肌力增长
　　(一)硼
　　硼参与睾酮的生成，但不能促使机体产生睾酮。运动对激素要求提高，运动员需要比一般人多的硼。睾酮水平与许多因素有关，但如果你摄人过量的硼，可能也并不能增加睾酮水平，反而还会干扰其他营养物代谢。
　　(二)维生素C
　　睾酮的主要作用之一是维持睾丸的结构。缺乏Vc可通过它对睾酮的作用使睾丸组织破坏。大剂量Vc可通过调节多种激素对睾丸组织精子产生和移动的影响，使阳痿男子恢复活力。近来有研究解释，Vc的大量摄人会部分抑制肾上腺皮质对ACnf的反应，产生较少的皮质类固醇激素，结果体内更多的孕烯醇酮获得转化成睾酮。因而计算运动员的Vc需要量，保证每天摄取量充足是十分必要的。
　　(三)锌(Zn)
　　有很多材料表明，锌会戏剧性地影响睾酮产生。原因是因为睾丸间质细胞产生睾酮需要锌，补充锌以维持它们的功能。锌还参与血液睾酮运输，当正常人缺锌时，血液睾酮水平立刻下降，补充锌会迅速使其恢复到正常水平。
　　(四)血清钾
　　当血清钾浓度下降时，脑中生长素输出下降，造成肌肉生长减慢。单纯口服钾补剂可迅速恢复生长素水平和促胰岛素样生长因子水平，并且肌细胞本身发展也需要钾。
　　三、铁营养与运动性贫血
　　(一)运动员膳食铁需要量增多的原因
　　运动员普遍存在铁营养状况不良，尤其是耐力运动员、女运动员、青少年运动员缺铁状况更为严重，易出现缺铁性贫血，其原因有以下几方面。
　　1．铁丢失增加
　　运动员每天要进行大强度训练，从汗液丢失的铁量较常人多。我国正常成人铁需要量男子12毫克／日，女子15毫克／日，有文献报道长跑、竞走、足球等运动员每天可从汗液中丢失的铁约14毫克。通过对粪便中血红蛋白检测胃肠出血状况，发现马拉松运动员运动后胃肠渗血明显增加。国外学者报道，7名长跑运动员比赛后，每克粪便中血红蛋白定量分析值达30毫克，相当于——天中有3毫升血(2．0毫克铁)从胃肠道丢失，最多者每天失血43毫升(28．6毫克铁)。女运动员每次月经丢失铁量也较常人多。
　　2．铁摄人、吸收不足
　　机体对铁的需要，主要是通过小肠对食物铁的吸收。长跑运动员失铁量为常人的两倍，而对铁的吸收水平仅为常人的1／2。有学者报道，患铁缺乏症的运动员吸收饮食铁的能力低于非运动员缺铁症者。运动员中普遍存在饮食结构不合理，膳食不平衡，摄人脂肪过多，蛋白质及多种维生素摄人不足，易造成运动员铁吸收利用不足，特别是女运动员、素食者。
　　3．铁需要量高于正常人
　　运动员肌肉湿重每增加10％，则多需铁170毫克；循环血量增加9％，多需铁约200毫克。在此基础上，再加上肌肉挤压、磨擦、组织损伤所引起的红细胞损伤、溶血，若不给予足够的营养或铁剂补充，很可能发生运动性贫血。
　　(二)运动员每日铁推荐量
　　国内推荐的运动员每日铁供给量为20—25毫克／日。膳食巾良好的铁来源是：动物肝脏、蛋黄、瘦肉、豆类、芝麻、黑木耳、猪血和绿叶蔬菜等。植物性铁为非色素铁，吸收利用较差。
　　维生素C和蛋白质可促进铁吸收。预防性补铁应采用小剂量，每日0．1-0．3克，不可超过3个月。铁中毒时会出现恶心、便秘、胃肠功能紊乱、肝组织中铁剂沉着，严重时可发生肝硬化。
　　四、碱性饮料
　　运动前摄取含碱盐的饮料，人为造成体液碱化和提高体内储备，能够提高以糖酵解为主要供能系统的速度耐力。对6名中跑运动员800米跑的研究发现，摄人含碳酸氢钠(300毫克／千克体重)饮料后，受试者的血液pH值和HCO3-的正常水平升高；800米跑后血乳酸和pH值也升高，平均成绩提高2.9秒。
　　食用碱性饮料提高运动成绩是有条件的。从运动强度上讲，以大于90％最大强度时见效，从跑动距离上讲，对800—10000米的径赛项目有效。其机制的解释是：食用碱盐增强细胞外液缓冲酸的能力，促进H’从运动肌透出，延迟细胞内pH值下降的时间，抵消pH值下降对运动肌正常机能的影响，从而提高糖无氧代谢供能能力。

最后的神

第十二章 运动员身体机能的生物化学评定

                          第一节 机能评定的基本内容
          第二节 代谢能力的评定
            第三节综合评定的方法

　　随着科学技术和竞技体育的迅速提高，运动训练的科学化越来越受到重视。运用科学的理论、科学的方法和先进的技术指导控制运动训练，才能更有效地挖掘人体的运动潜力，提高竞技能力。
　　运动时人体内的一系列生物化学变化是机体对所承受运动负荷的客观反映，通过这些化学变化，可以正确反映机体对运动训练的应激能力。负荷过大，不仅不能提高运动能力，反而损害身体健康；负荷太小，运动能力提高不明显。因此，在运动训练中不断对运动员进行机能评定，科学地进行监督，是科学训练的重要内容，对正确地控制训练负荷、挖掘运动员的最大运动潜力，更有效地提高竞技能力以及防止过度疲劳和运动损伤的发生，均有十分重要的意义。


　　第一节 机能评定的基本内容
　　一、生物化学评定的实际意义
　　人体机能的生物化学评定，是建立在运动生物化学原理
　　基础上，运用生物化学技术从分子水平揭示运动对机体的影响，具有准确、灵敏、针对性强等优点，已经逐步成为制定训练方法、掌握适宜的训练负荷、评定训练效果的重要手段，并取得了良好的效益。生物化学指标在运动训练中的应用大致可归纳为以下几个方面。
　　(一)运动员正确选材的科学依据
　　运动员正确选材是运动训练科学化的首要环节。遗传学的深人研究证实，人体机能水平、代谢能力的高低，既受生长发育过程中营养、疾病以及运动训练等后天因素的影响，也受先天遗传因素的制约。譬如，人体的有氧代谢能力和无氧代谢能力在很大程度上由遗传决定(如表12-1)。因此，根据运动项目的特点，选择相应的生化指标进行运动员选材，把具有从事某项运动天赋的少年儿童选拔出来，通过专门的训练，使他们的先天能力得到充分的发挥和发展，进而达到较高的竞技水平。
　　(二)科学控制运动负荷的重要环节
　　运动负荷是运动员在训练中所承受或完成的身体负荷量，它是运动训练中最为重要的环节之一。不同的运动负荷对运动员机体可产生不同的影响，而相同的运动负荷对不同的运动员产生的影响也不同，这些不同的影响可以通过一系列生化指标得以反映。因此，运用生化指标来观察运动员对运动负荷的反映，科学地控制和调整运动负荷，不仅能防止运动损伤和过度疲劳的发生，而且能有效地提高训练效果，这是科学训练的重要手段之一。如近年来，我国游泳成绩所取得的突破性进展，其成功经验之一，就是采用血乳酸作为客观评定指标来控制和指导训练实践。
　　(三)评定运动员机能状态的客观指标
　　在运动训练中，运动员的身体状况对科学安排训练负荷至关重要。只有在运动负荷量和强度足够大、机体能够承受和处于最大应激状态，才能有效地提高运动能力。由于机体在运动时其生理活动和代谢过程均会发生相应的变化，因此，从人体安静时、运动时和恢复期各脏器及血液、尿液、汗液、唾液中某些化学成分的测定和比较，可为机能评定提供客观依据。譬如，可根据血乳酸、尿蛋白等指标的变化来评定运动强度，可从血糖÷血脂肪酸；血氨等指标的变化掌握能源物质利用情况，也可通过血尿素、血睾酮、血清肌酸激酶活性等指标的变化来判断机体对训练负荷的适应程度；还可从某些酶或激素含量的变化了解运动时机体的代谢调控能力。
　　(四)判断运动性疲劳的有效途径
　　运动性疲劳和恢复是运动训练中十分引人注意的问题。近年来的研究和实践逐渐从过去认为的“没有疲劳就没有训练”发展到今天所认识的“没有恢复就不能继续训练”，把运动性疲劳和恢复过程作为运动训练的组成部分。过度疲劳不仅会因达不到训练强度和技术动作要求而对提高运动成绩不利，还容易造成运动损伤或运动性疾病。通过多项生化指标的测定与综合分析，可正确地诊断运动性疲劳的程度及机体恢复情况，对防治过度训练和运动损伤有积极的作用。
　　(五)预测运动成绩的理论依据
　　运动成绩是运动员竞技能力的体现，除了与技术动作、战术要求等有关外，更与运动员身体机能水平有密切的关系。因此，运用某些生化指标来预测运动成绩，已被逐渐应用于体育科学研究和运动训练中。如根据运动员的最大摄氧量(Vo2max)来预测中长跑的运动成绩；根据两级负荷运动后血乳酸值和跑速来预测400米跑的运动成绩；根据尿肌酐排出量来预测举重成绩等，都得到了较好的结果。
　　(六)解决运动员合理营养的基本手段
　　合理营养是运动员取得优异成绩的基本因素之一，合理营养有助于运动能力的提高和运动后体力的迅速恢复。合理营养能供给运动员所需消耗的热能，提供能源物质的储备和补充，能加速代谢废物的清除。维持代谢平衡，使运动员精力充沛旺盛，以创造最佳成绩。运动员营养的合理与否，需要通过一系列生化指标来评定。
　　综上所述，应用生物化学指标可以对运动员的竞技能力和运动负荷作出科学的评估，对科学地指导运动训练、有效地提高运动员的竞技能力和健康水平具有重要的实践意义。二、生物化学评定的基本内容
　　应用生物化学的原理和实验技术评定运动员身体机能状态时，大致可分成两种基本方式：一种是在一定负荷条件下进行各项指标的测试与评定，另一种是在一定指标数据控制情况下，对运动员工作能力的评定。被测定的样本来源包括肌肉、血液、尿液、汗液、唾液等，主要是血液和尿液。研究方法分直接测定法和间接测定法。直接测定法具有正确、可靠的优点，但常需昂贵的仪器或对运动员有损伤作用，往往限定在实验室使用。在训练场地和运动队，经常使用间接测定代谢产物的方法，如测定尿肌酐排泄量来评定骨骼肌质量和磷酸肌酸含量；测定固定负荷的亚极量运动至力竭的时间，比较不同个体肌糖原储量的多少。生物化学评定的基本内容，主要从三个方面进行研究。
　　(一)供能物质储量和代谢能力的评定
　　人体内的供能物质包括直接供能物质ATP和间接供能物质糖、脂肪、蛋白质以及其他高能磷酸化合物如磷酸肌酸。供能物质的储存量与供能系统的供能能力关系密切，测定在运动中起主要作用的供能物质储量的变化，结合运动成绩，可以评定运动员供能代谢能力、效率及与身体机能的关系。
　　(二)酶、激素与代谢调节能力的评定
　　酶和激素是代谢速率的调节物质，在检测人体代谢调节能力时，测定代谢标志酶的活性和体液激素浓度，同肘结合运动成绩，可从中分析代谢变化与身体机能的关系。譬如，肌肉中某些标志酶活性高低反映相关代谢途径的活动强弱，从而揭示相应的机能状况和运动训练的影响(表12-2)；血、尿中激素浓度的变化与运动员身体机能关系密切，常用来评定运动负荷、训练效果、训练水平和机能状态(表12-3)。
　　(二)血、尿指标的应用
　　运动时体内代谢过程加快，代谢产物增加，内环境发生暂时的改变，从而使血液、尿液中某些成分会发生改变，甚至出现某些异常成分，因此，常以血液、尿液中某些成分的变化，作为评定运动负荷和身体状态的重要内容。
　　1．血乳酸
　　乳酸是人体供能体系中的一个重要中间产物，它既是糖酵解的产物，又是有氧代谢氧化的底物，还可以经糖异生途径转变成糖。因此，运动时乳酸生成和乳酸清除的代谢变化，成为7解运动时能量代谢特点，掌握运动强度的重要指标。正常安静状态时血乳酸浓度在2毫摩尔／升以下，运动员血乳酸安静值与正常人无差异，但是在赛前情绪紧张时，血乳酸浓度安静值有可能升高到3毫摩尔／升左右，这与肾上腺分泌增多有关。
　　运动时血乳酸浓度上升，上升的起始运动强度约在                         　　50％—60％v02max，耐力运动员由于有氧代谢能力强，升高的起始运动强度推迟到60％—70％V02max左右。运动时血乳酸浓度的变化与运动强度有关。在短时间激烈运动时，如                         　　400米、800米跑后，血乳酸浓度可达到15毫摩尔／升以上；短时间间歇运动时(1分钟运动—4分钟休息)最高可达32毫摩尔／升。在长时间耐力运动后血乳酸浓度上升较少。
　　训练水平影响运动后血乳酸浓度。在速度耐力项目运动员中，训练水平高者运动成绩好，血乳酸最大浓度也高；在耐力项目运动员中，在完成相同亚极量运动时，优秀运动员的血乳酸浓度相对较低，这一特点可用以评定运动员训练水平或选材。若对同一个体大运动量训练前后血乳酸浓度比较时，则可用以评定训练效果。运动后血乳酸浓度的恢复速率还可以反映机体有氧代谢能力，恢复速度快表示有氧代谢能力强。
　　2．尿蛋白
　　正常成人尿中蛋白质含量很少，其浓度在2毫克％左右，日排出总量不超过150毫克。运动员安静状态下尿中蛋白质含量也很少，采用一般方法检查不出来，故称为阴性尿。
　　运动会引起某些人尿液中蛋白质含量增多。由运动引起蛋白质含量增多的尿，称为运动性蛋白尿。与病理性蛋白尿不同的是，运动性蛋白尿在运动后能迅速地自行复原。运动尿中蛋白质排出的数量和组分可作为评定运动负荷强度和
量，评定运动员身体机能状态的指标。可在运动后约15—20分钟取尿测定，以了解运动负荷对肾功能的影响。运动强度大，持续时间较长的无氧供能为主的运动，血乳酸值较高，尿蛋白质排出量相应较多。若在运动次日晨测定，则可用以评定机体的恢复状态。虽然运动性蛋白尿有较大的个体差异，但同一个体在完成相近的运动负荷或相同项目比赛时，尿蛋白量相对比较稳定，如果出现尿蛋白增多，往往是身体机能下降的表现。当运动负荷明显提高时，尿蛋白排出量在运动后增多，并一直延续到次日晨或更长时间，这是机能不适应或疲劳未消除的表现；当运动后尿蛋白增多，4小时后或次日晨完全恢复到安静时水平，表示运动负荷对身体有较大刺激，但机能状态保持良好，能及时恢复。
　　3．血清肌酸激酶
　　人体骨骼肌、心肌和脑中都含有肌酸激酶，其中骨骼肌中最为丰富，约占全身总量的96％。骨骼肌肌酸激酶是关系到短时间激烈运动时快速合成ATP、运动后ATP恢复的重要代谢酶，与运动时和运动后能量平衡及转移有密切关系。血清肌酸激酶主要来自骨骼肌和心肌，在正常生理活动情况下，其数量很少且无重要催化作用，正常安静值范围：男子 10—100单位／升；女子10—60单位／升。
运动可引起血清肌酸激酶升高，其原因可能与肌细胞膜的通透性增大或损伤有关。运动强度和负荷量对血清肌酸激酶活性都有影响，一般认为，负荷强度的影响大于负荷量，当负荷强度和量都大时，其升高最明显。目前认为，运动强度小、持续时间短时，血清肌酸激酶活性变化不大，较大强度运动后可增至100—200单位／升；极量运动后可达500—1000单位／升。当运动后达500单位／升以上时，同时出现血清谷一草转氨酶活性升高。所以，血清肌酸激酶活性的测定能反映运动员身体机能状态及运动后身体恢复状况。
　　4．血红蛋白
　　血红蛋白俗称血色素，是红细胞的主要成分，其主要功能是作为红细胞运输氧气和二氧化碳的载体，又有维持血液酸碱平衡和恒定pH值的作用，故直接影响人体的身体机能和运动能力，尤其对耐力运动员更为重要，是有氧代谢运动的有意义的指标。正常人每100毫升血液中血红蛋白含量男性为12—15克，女性为11-14克。运动员与正常人值相近，或位于正常值的高限，有氧耐力项目运动员可高达每 100毫升血液中17—，18克。
　　当持续的激烈运动或运动员机能状态较差时，可观察到血红蛋白值降低，这种由运动引起的血红蛋白下降被称为运动性贫血，一般在全身激烈运动的项目中较多见，尤以田径项目居多。在贫血时，无论是极量运动还是有氧代谢运动，均导致运动能力下降。如果运动员血红蛋白值持续下降超过10％以上，就应调整训练负荷或采取其他针对性措施。当运动员机能状态较好、身体对运动负荷适应时，血红蛋白值较高，训练和比赛可出现较好的运动成绩。因此，常用晨安静时血红蛋白值评定运动员身体机能状态。此外，血红蛋白值也可反映体内缺铁状况，是评定运动员营养和健康状况的基本指标。
　　5．血尿素
　　尿素是人体内蛋白质代谢的评定指标。在正常生理状态下，尿素的生成和排泄处于动态平衡，血尿素浓度相对稳定，其安静值约在1.8—8.9毫摩尔／升。运动员安静时血尿
素浓度偏高，为5.5—7毫摩尔／升，原因是受训练的影响体内蛋白质代谢旺盛。
血尿素指标在运动时可用以评定运动负荷量&#8226;。运动中血尿素浓度升高一般出现在运动后30分钟，绝大多数出现在40—60分钟左右。若一次大运动量训练后，血尿素超过8毫摩尔／升，是训练负荷过大的表现。若在训练或比赛次日晨测定血尿素浓度，可以评定恢复状况，值低表示代谢平衡恢复，即运动负荷适宜，身体机能良好。运动次日晨或第三日晨仍超过正常值水平，则表示机体对负荷不适应，身体机能较差。在安排训练周期负荷量时，血尿素浓度变化大致有三种情况：如在训练周期中基本不变，、说明运动负荷量小，未能引起机体足够的应激；在训练周期开始时上升，然后逐渐恢复正常，说明负荷量足够大，但机体能适应；在训练周期中始终升高，说明运动量过大，身体还未恢复，这时应注意运动负荷量的控制，否则易造成过度疲劳。
　　6．血睾酮／皮质醇比值
　　睾酮是雄性激素，除了具有促第二性征发育外，可促进蛋白质合成，使肌肉壮大和体重增加；可刺激红细胞生成，加速血红蛋白合成；可加速体内抗体形成，增强免疫功能和抗感染能力。因此，训练期血睾酮升高有助于运动后恢复过程加速，机能提高。皮质醇是肾上腺皮质分泌的激素，它能抑制蛋白质合成，抑制睾酮的分泌，并可加速糖、脂肪和蛋白质的分解代谢，有利于运动时的供能代谢，但运动后恢复期应尽快降至基础值范围，以免能源过度消耗。因此，测定血睾酮／皮质醇比值，可以了解体内合成代谢与分解代谢的平衡状态，是目前公认的评定和监测过度训练、疲劳恢复状况的最灵敏的指标。比值高时，是机能状态好，对运动负荷适应的表现。当身体疲劳或对负荷不适应时，其比值下降。一般认为，当比值变化与原比值相比下降值大于30％时是过度训练的警戒值。但要注意运动员是否曾补充外源性睾酮，以免掩盖体内自身的实际变化。

　　第二节 代谢能力的评定
　　机体物质代谢和能量代谢能力的评定，主要指体内二个代谢供能系统即磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统能力的评定，它不仅客观地反映了运动训练的效果，也可作为运动员选材的主要指标。
　　一、磷酸原代谢能力的评定
　　(一)磷酸原能商法
　　这是1988年在国际奥林匹克百科全书中介绍的一种方法，测定程序为：先测定安静时血乳酸，然后让受试者在自行车功率计上作2—3分钟准备活动后，再以100转／分，                         600瓦最大用力运动15秒，记录在15秒期间完成的总功                         (TWP，以千焦耳表示)，并在运动后6分钟取血测定血乳酸，求出血乳酸增值，通过下列公式计算出磷酸原能商 (AQ)：
磷酸原能商=TWP(15秒)/皿乳酸增值(15秒)求得的磷酸原能商值越大，表示磷酸原供能能力越强。
　　(二)10秒最大负荷测试法
　　根据磷酸原供能系统的供能特点，可采用10秒以内的最大负荷运动进行测试，如自行车功率计、活动跑台或30—60米跑，也可根据具体运动专项进行评定。先测定安静时血乳酸值，然后进行10秒内最大负荷运动，记录完成的功率或跑速，并测定运动后的血乳酸峰值，求出运动中血乳酸增值。若完成功率大或跑速快，而血乳酸增值低者，则磷酸原供能能力强。
　　(三)尿肌酐系数评定法
　　肌酐是体内磷酸肌酸或肌酸的代谢产物，不能为人体利用，随尿排出体外，故称为尿肌酐。正常情况下，尿肌酐日排出量稳定，与肌肉中磷酸肌酸和肌酸的含量有关，故常用尿肌酐排出量评定运动员肌肉质量或磷酸肌酸的含量。34小时内每千克体重排出的肌酐毫克数称为尿肌酐系数，正常成人尿肌酐系数范围：女性为10—Z，男性为18—32。运动员明显高于同龄非运动员，尤其在短跑、举重、投掷等速度、力量或爆发力项目的运动员中，尿肌酐系数高达36-42，并与专项运动成绩密切相关。因此，尿肌酐系数在运动员机能评定中常被作为速度、力量素质的选材、训练效果等检测指标，其数值高是肌肉机能好的反映。反之，可能是肌肉机能下降的表现。
　　二、糖酵解代谢能力的评定
　　(一)30秒最大负荷测试法
　　在30秒全力运动时，主要的供能系统是糖酵解(约 70％)，机体尚未达到或尚未发挥糖酵解最大输出功。
　　一般使用改良的Monark或Fleisch功率自行车分别测定腿或臂肌肉的做功能力。阻力负荷的选择为：
　　Monark型：测臂50克／千克体重，测腿75克／千克体重
　　Fleish型：测臂30克／千克体重，测腿45克／千克体重
　　测定时，要求受试者尽可能快蹬，在3—4秒内调整到规定的阻力负荷，同时开始计时，进行30秒全力蹬车运动。分别记录30秒平均功率、输出总功、5秒内最大输出功率和5秒内最低输出功率，按公式计算出疲劳指数：疲劳指数=[最高功率（5秒）-最低功率(5秒)]/最高功率(5秒)X100％
　　若平均输出功率和输出总功值大，疲劳指数小，是糖酵解供能能力强的表现。
　　(二)60秒最大负荷测试法
　　这是一种评定最大糖酵解供能能力的方法。让受试者在田径场全力跑400米或60秒跑台跑，记录成绩，分别测定运动前安静时血乳酸值和运动后血乳酸峰值。如果运动后血乳酸浓度在14—18毫摩尔／升左右，是糖酵解供能能力好的表现；如在9—10毫摩尔／升以下，是能力差的表现。在一个训练阶段结束后，如果运动成绩提高了，血乳酸值也升高，是糖酵解供能能力提高、训练效果好的表现；如果成绩提高，血乳酸值仍为原水平，是有潜力的表现；如果血乳酸不变或升高，但成绩下降，是训练效果差或机能水平下降的表现。
　　(三)90秒最大负荷测试法
　　进行持续90秒的最大负荷运动时，无氧和有氧供能比例比较接近，可以反映运动员无氧代谢运动能力随时间衰减的变化过程，间接评定90秒做功过程中每一供能系统相对变化的情况。
让受试者在自行车功率计上作90秒全力蹬车运动，分别记录90秒的输出总功、最高功率和最低功率，计算其疲劳指数。持续90秒所完成的总功值表示无氧代谢能力，疲劳指数则反映肌肉耐乳酸能力。
　　三、有氧代谢能力的评定
　　(一)最大摄氧量测试法
　　最大摄氧量是反映人体有氧代谢能力的指标，从代谢角度讲反映肌肉有氧代谢合成ATP的最大速率。直接测定最大摄氧量需要比较复杂和昂贵的仪器设备，故一般采用推测法，让受试者在自行车功率计上做次最大强度运动，根据测得的心率及输出功率推算出受试者的最大摄氧量。由于最大摄氧量值代表机体整体利用氧的最大能力，测定时要注意三点：
　　(1)必须使全身各器官系统尤其是心肺功能充分动员；
　　(2)让尽可能多的肌肉群参与运动；
　　(3)功率输出达到最大。
　　运动测试过程中，有氧代谢系统达到最大供能能力，但也有相当多的糖酵解参与供能，因此，也常用血乳酸浓度作为判断最大摄氧量的指标，一般血乳酸应达9毫摩尔／升，甚至超过10毫摩尔／升。经多年系统训练的优秀耐力运动员，随着运动成绩和有氧代谢能力的不断改善，与最大摄氧量相对应的血乳酸值下降。
　　(二)乳酸阐测试法
　　乳酸阈的测定方法很多，一般都是以乳酸一功率曲线为原理，采用逐级递增负荷方法测定的(表12-4)。起始负荷和递增负荷的大小取决于运动员的性别、年龄和训练程度。例如，跑台的起始负荷，一般无训练者为2.5米／秒，中等训练水平的男子或具有高度耐力训练的女子为3.0米／秒，高水平耐力训练的男子3.5米／秒。根据每级血乳酸值和相应的功率(瓦或跑速)，在坐标纸上画出乳酸一功率曲线，取对应于4毫摩尔／升血乳酸浓度的功率值，即乳酸阈功率(或跑速)(图12-1)。
　　在运动场上测定时，可采用3—5级强度跑。如在田径场上采用5X2400米跑，测试中由教练员用口令调整跑速，以尽快达到匀速跑(表12-5)。
　　除了在坐标纸上画出乳酸一功率曲线的方法外，还可以采用内插法求出乳酸阈值。
式中V1、V2为血乳酸接近4毫摩尔／升前后的两级功率或跑速，LA,、LA：为相应的血乳酸浓度，代人公式，所得值为乳酸阈值。乳酸阈跑速越快(或功率越大)，则有氧能力越强。目前被广泛采用的评定标准见表12-6。
由于在完成运动负荷时，每个人都具有不同的血乳酸动力学变化特点，因此，对于不同运动项目和不同的个体，如果一律以4毫摩尔／升乳酸浓度及所对应的功率作为乳酸阈值，必然忽视个体差异性。德国的司特格姆($tegnam)研制了在血乳酸动力学变化曲线上标定个体乳酸阈的方法。采用蹬功率自行车逐级递增负荷的形式，起始负荷为50瓦，每3分钟递增50瓦，一般递增不超过6级。分别采取安静时、各级负荷后即刻及恢复期第2、5、8、10、15分钟的血样测定血乳酸，在坐标纸上画出乳酸动力学变化曲线，最后一级负荷后即刻的血乳酸值定为A点，由A点作水平线与恢复期曲线相交于B点，再由B点向负荷曲线作一条切线，切于C点。C点所对应的纵坐标为个体乳酸阈乳酸浓度，对应的横坐标为个体乳酸阈强度(图12-2)。
采用个体乳酸阈值的测定方法，可以比较和评判不同运动员个体有氧代谢能力的差异与优劣，可以根据运动员个体选择最佳训练强度和训练计划，也有助于专项选材。
　　(三)6分钟亚极量负荷测试法
　　这种测试方法主要用以评定氧转运系统的适应性和专项
　　耐力运动的能力，是评定耐力训练效果和机能状态的灵敏手段之一，测试过程无需达到力竭程度，方法简便，易被受试者接受。测试时采用亚极量运动负荷，运动时间取6分钟，测定运动后的心率和血乳酸值。经过一个阶段训练后，完成亚极量负荷时的血乳酸和心率明显下降或运动后血乳酸清除加快，表示运动员有氧代谢能力改善。应注意的问题是亚极量负荷的选择与控制，一般选择血乳酸达到3—4毫摩尔／升的运动负荷，非运动员大约在最大摄氧量的50％—60％，耐力项目运动员可达到最大摄氧量的80％左右。
　　(四)重2分钟运动测试法
　　这是评定运动员最大有氧能力的一种测试方法。先测安静时血乳酸值，然后让受试者在做准备活动后进行12分钟跑，记录12分钟的最大跑距和跑后3、5、10、15分钟血乳酸值，用跑距和血乳酸值综合评定。跑的距离长，跑后血乳酸消除速度快，是有氧代谢能力强、机能状态好的表现；跑的距离短，跑后血乳酸消除速度慢，是有氧代谢能力差、训练水平低的表现。
　　　总之，关于运动员代谢能力的评定，除采用上述常用的方法外，更应根据专项特点和运动能力的要求，选择适合专项供能代谢的方法，才能获得更佳的效果。

　　第三节 综合评定的方法
　　一、综合评定的意义
　　在运动训练的实践中，教练员或运动员不仅要掌握好负荷强度和负荷量，还要了解运动训练后身体机能的变化情况。然而，影响运动负荷的因素是多方面的，单一生化指标评定运动负荷往往有一定的局限性，从而会存在某些误差或限制。例如，采用血乳酸评定运动负荷强度，但无法了解运动负荷量：同样，采用血尿素评定负荷量，却无法了解负荷强度。有些生化指标既与负荷强度有关，又与负荷量有关。如尿蛋白，运动负荷量大时，尿蛋白排出量增加，但当负荷强度加大时，其排出量更多，单独用尿蛋白作为评定指标，两者均很难确定。但如果增加另一些生化指标，如同时采用血乳酸、尿蛋白、血尿素三项指标进行综合评定，血乳酸与负荷强度有关，血尿素与负荷量及身体机能有关，尿蛋白既与负荷强度有关，又与负荷量有关，还与身体机能状况有关，这样，既可全面评定运动负荷的大小，又可客观了解运动员对负荷的反应。可见，运动负荷的生化评定应是一个多指标、多层次、多因素的整体综合评定，可起到相互补充、扬长避短的作用，从而更科学地掌握和指导运动训练过程，更有效地提高训练效果。
　　二、综合评定的特点
　　由于综合评定是多指标、多层次的整体评定，因此，它具有一定的特点。
　　(一)各项生化指标与运动负荷的关联性
　　综合评定是由若干生化<或生理)指标组成，这些指标必须与运动负荷具有高度的相关。换句话说，运动负荷综合评定所选用的生化指标，应能较敏感地反映运动负荷的变化，如果与运动负荷无关，则不能真实反映运动训练过程的
　　实际状况。如尿肌酐的排出量，主要与肌肉质量和磷酸肌酸含量有关，它既不受训练强度的影响，又不受负荷量的影响。因此，尿肌酐不能作运动负荷评定的生化指标。
　　(二)各项生化指标的相互独立性
　　各项生化指标与运动负荷应高度相关，应能准确地反映运动负荷，但各项生化指标之间不一定必须高度相关。按统计学理论来讲，如果所选择的某些生化指标之间存在着高度相关(相关系数R>0.85)，即说明它们属同一属性，它们之间可相互取代。因此，综合评定中各项生化指标之间应具有本身的独立性，能从不同的方面来反映运动负荷，使评定具有最佳的组合，又简单实用。
　　(三)各项生化指标之间的相互参考性
　　各项生化指标之间的独立性，并不意味着它们之间没有联系，而是应该相互参考，综合地进行评定，才能更准确地反映运动训练负荷或运动员身体机能状态的变化。如果单纯从某一生化指标来进行评定，有时很难判断运动负荷的大小，但如果加上其他指标一起分析，可得出较全面的评价。例如，运动时血尿素增加了2—3毫摩尔／升，但未超过8毫摩尔／升，如果血红蛋白也明显下降，说明运动负荷过大，机体不能适应：如果血红蛋白不变或略有增加，说明运动负荷虽大，但运动员能适应。这样，才能具体说明运动员对运动负荷的适应性和承受力，从而更科学地指导运动训练。
　　(四)各项生化指标的纵向比较性
　　运动负荷综合生化评定的根本目的是要科学地评定运动负荷量、负荷强度以及运动员的身体机能状态，为此，我们可以通过运动前后的各生化指标的变化，次日晨乃至一周、一个月或更长时间追踪研究。例如，通过测定运动前、后血乳酸和尿蛋白的差值，可用以评定运动负荷强度，根据运动后次日晨血尿素和血清肌酸激酶活性与安静状态的比较，可了解运动后的恢复情况。此外，有些指标个体差异较大，需长期跟踪研究，才能得出准确的结果。例如，运动员血红蛋白的评定，甲的正常值为12克％，乙的为13.4克％，经过一个阶段训练后，两者均为13克％，对甲来说，是身体机能上升，状态良好的反映；而对乙来说则是机能状态下降的表现。又如，尿蛋白指标应用中也有不少类似的实例。
　　三、综合评定的设计
　　在进行综合评定时，应根据测试与评定的目的和运动员的年龄、运动专项、训练水平等具体情况以及实验条件来选择和确定生化指标；根据测试结果，依据运动生化原理，作出客观的、全面的、科学的综合评定。
　　(一)。负荷强度和负荷量的评定
　　负荷强度—是指在单位时间内或里个（单组)动作中运动员机体承受的外部负荷所引起的内部应答反应的程度。负荷量是指在持续、连贯身体活动时运动员机体承受的外部负荷的总量。负荷强度和负荷量是运动负荷中一个统一体的两个矛盾着的侧面，它们是相互联系、不可分割的两个方面。通过负荷强度和负荷量的调节与变动，便可达到不同的训练目的。因此，科学地控制和评定负荷强度和负荷量，不仅能防止过度疲劳和运动损伤的发生，而且能有效地提高训练的效果。采用多种生化指标综合评定，可掌握机体对运动负荷的适应能力(表12-7)。
　　(二)身体机能恢复的评定
　　随着现代竞技水平的提高，运动员训练负荷越来越大。因此，运动性疲劳及恢复过程越来越受到重视。由运动引起疲劳而导致机能水平的提高是在运动后恢复过程中出现的，所以，适度的运动性疲劳，施以合理的恢复可以促进人体机能状态在新的水平上获得适应性提高。所以，恢复过程是运动训练的一个部分。没有恢复，在疲劳状态下继续训练，不仅影响技术动作要求和训练质量，还易造成过度疲劳甚至影响运动员健康。通过多项生化指标的测试与分析，可较客观地诊断运动性疲劳的程度及机体的恢复情况，对科学安排训练负荷、预防过度训练和运动损伤有积极的作用(表12-8)。
　　(三)运动员赛前机能状态的评定
　　赛前运动员身体机能状态如何，对于能否在比赛中取得
　　较好的成绩有重要的意义。在赛前训练中加强机能评定，以合理控制训练负荷，使机体处于赛前最佳机能状态。目前常采用的评定赛前训练水平的生化指标如表12，9中所示。

最后的神

第十三章 儿童少年及女子的运动生物化学

                          第一节 儿童少年的运动生物化学
          第二节 女子的运动生物化学

　　第一节 儿童少年的运动生物化学
            
　　儿童少年正处在身体的生长和发育时期，因此在身体机能方面具有不同于成人的特点。他们在中枢神经系统、心血管系统、呼吸系统及运动器官的功能方面都有一定的特殊性。根据这些特殊性来安排儿童少年的训练计划，才能达到预期的运动效果，避免伤病的发生。
　　一、儿童少年运动器官的化学组成特点
　　儿童少年在其生长发育过程中，骨骼和骨骼肌的化学组成会发生相应的变化，随着年龄的增长，他们的骨质会变得坚硬，骨骼肌的力量也会增大。
　　(一)骨骼
　　儿童少年骨骼化学组成成分中水和有机物的比例较大，无机盐的比例较少，骨钙化程度较小。随着年龄的增大，骨中水分和有机成分减少，无机盐增多，钙化程度变大。因此，儿童少年的骨质较疏松、弹性大，不易骨折，但承重后易变形、弯曲。这些特点决定了儿童少年不宜过多承受大强度的力量训练，以免儿童少年骨骼畸形，影响正常生长。
　　(二)骨骼肌
　　儿童少年肌肉占体重的百分比较低(表13-1)。其骨骼肌中水分较多，收缩蛋白量相对较少，肌纤维横截面积较小，肌中能源物质储备较少(表13-2)。因此，肌肉力量素质较差，而比较适合进行柔韧性、灵敏性等内容的训练。
　　二、儿童少年的代谢特点
　　儿童少年骨骼肌占体重的百分比低于成人，肌中能源物质的储量和可利用量也比成人低，这些因素都会影响他们运动时的代谢特点。
　　(一)无氧代谢
　　儿童少年骨骼肌中磷酸原及糖原的储量都低于成人，且在运动时动用的速率也低于成人。这就意味着儿童少年无氧代谢的能力较成人低，相应的无氧代谢能力也较差。因此在训练时要注意调整好运动强度，以保证运动量的完成。
　　用马格丽娅(Margaria)台阶实验和温格特(Wingate)无氧功测试法测定儿童少年的最大无氧功，不论是用绝对功率输出(W)，还是用单位体重的功输出(W／kg)来表示，男孩的无氧功均随年龄的增大而增大，女孩的最大无氧功则出现在10岁左右。因此，在运动或训练中除应注意年龄的区别外，还要注意性别的差异。运动后血乳酸的浓度变化可以反映运动中糖酵解供能的情况。亚极量运动后，儿童少年的血乳酸和肌乳酸的浓度都低于成人；短时间激烈运动后最大血乳酸值随年龄的增大而增高，肌乳酸值则远低于成人。究其机制，这可能与儿童少年肌组织中磷酸果糖激酶活性较成人低有关，11-13岁男孩股四头肌中磷酸果糖激酶活性仅为成人的三分之一。
　　(二)有氧代谢
　　儿童少年有氧代谢年龄也有随年龄增长而变化的特点。通过对12000名不同年龄儿童少年1英里跑成绩的分析发现：在青春期前，运动成绩与年龄增长呈正比(图13-1)。对有氧代谢测试的结果则证明：16-18岁男孩的耐力达到最大，成年后出现下降。女孩的耐力变化趋势与此相似，不过峰值出现得更早(约在12岁左右)，但女孩的耐力始终低于男孩(图13-2)。
　　最大摄氧量是一项反映有氧代谢能力的有效指标。不论男孩或女孩，该值均随年龄的增加而增加。青春期前，男女最大摄氧量的差别不大。男孩的最大摄氧量在青春期时会与身高和雄性激素的分泌量同时出现一个激增，16—18岁是一缓增期。女孩则在14岁时达到最大值，然后有随年龄增长而降低的趋势。儿童少年单位体重的最大摄氧量与成人的差异并不大(图13-3)，其耐力成绩随年龄的提高，反映出体内氧利用率的提高。由于儿童少年肌糖原储量较少，在长时间运动时，儿童少年的耐力就相对较差。
另外，儿童少年的血红蛋白(Hb)值较成人低，这就影响了氧的运输能力。男女在青春期前Hb的差异不大，但男孩的Hb值随年龄的增长而增大，到青春期时激增；女孩的1b值在月经初潮时仍与男孩差不多，然后稳定在某一水平，不再增加。
　　个体乳酸阈是反映机体有氧代谢供能能力的一个指标。儿童少年乳酸阈对应的血乳酸浓度较成人低，尽管其个体乳酸阈的个体差异很大，但儿童少年最大乳酸稳态时的血乳酸浓度一般都在2．5mmol/L左右。应用血乳酸指导儿童少年的运动训练时一定要注意到这一点。
　　三、儿童少年的其他特点
　　除前面讨论的代谢能力与成人有差异外，儿童少年在体成分和代谢调节能力等方面也与成人不同。
　　(一)体成分
　　儿童少年体脂百分数高于成人，瘦体重则相对较低。青春期时，男孩体脂明显减少，瘦体重增加，女孩则相反。，儿童少年的体脂数量对终身都有影响，因此在儿童少年期要控制体脂。
　　(二)代谢调节
　　儿童少年的身体发育在很大程度上与内分泌系统的变
化，尤其是性激素的变化相联系。儿童少年的性激素分泌量随年龄的增长而增加，在青春期时增加更快(如图13-4)。这种变化影响儿童少年的运动能力，因。此在训练中要注意科学安排。由于性撒素有助于肌肉蛋白质的合成，故在其分泌量增加时，要注意在膳食中增加蛋白质、氨基酸，以满足肌肉蛋白质合成增加的需要；要调整好训练计划，以促进速度、力量素质的提高。女孩随性激素分泌的变化，会出现初潮及月经。这期间要合理安排好训练和饮食营养，以保证其正常的生长发育。
　　除内分泌激素变化影响代谢外，酶活性的变化直接影响细胞内代谢调节。儿童少年在生长发育期间，其酶活性也会改变。4~18岁男女股直肌中肌酸激酶(CK)、磷酸己糖异构酶(PHL)、醛缩酶(AID)、丙酮酸激酶（PK）、乳酸脱氢酶(LDH)、柠檬酸合成酶(CS)、延胡索酸酶(FVM)等的活性均与年龄有关(如图13-5)。如CK、PHI、PKu5LDH等的活性在12-14岁时达到最大值；某些酶的活性在16~18岁期间反而有下降的趋势，如LDH；而CS的活性随年龄的变化不大。
　　从这些变化可以得出，机体对无氧代谢途径的调节能力较早达到高水平。在12—14岁期间，酶活性的变化最为活跃，结合这一阶段的代谢调节特点制定训练计划，将有助于提高训练效果和改善机能。
　　四、运动锻炼对儿童少年身体机能的影响
　　儿童少年正处在身体机能变更的时期，这一时期给予适
　　当的运动刺激将有助于某些机能的提高。
　　(一)运动锻炼对有氧、无氧代谢的影响
　　合理的运动训练可以提高儿童少年有氧及无氧代谢的能力。为期4个月；的训练可以使11—13岁男孩股四头肌的糖原、磷酸肌酸和ATP含量增加，还可以使极量运动后的血乳酸浓度增加。训练可以使肌肉中能源储备和代谢能力都提高。6周的自行车训练可以使肌肉中柠檬酸脱氢酶和磷酸果糖激酶活性分别增加30％和83％。10—11岁男孩进行9周大强度训练，可以使30秒运动测试成绩提高14％，Vo，一提高8％。应该看到，儿童少年身体机能的可训练性存在很大的潜力，合理安排好他们的运动训练不仅可以提高运动成绩，还可以改善他们的身体机能状况。
　　(二)力量训练对儿童少年健康的影响
　　儿童少年不宜进行大强度的力量训练，但属于有氧代谢的低负荷、多次重复(12—15次)的力量训练则对儿童少年的身体机能有益无害。9周的这种训练后，青春期儿童少年的Vo，一明显提高，血脂成分得到改善，如：高密度脂蛋白胆固醇浓度上升，低密度脂蛋白胆固醇浓度下降，骨密度增加。因此，应将之列为儿童少年常规体育活动的一项。但要注意，力量训练必须有指导地进行，16—17岁前不宜进行最大负重练习，对儿童少年力量训练安排7-10RM以下的负荷是适宜的。
　　(三)运动锻炼对血脂的影响
　　爱活动的孩子，其血脂成分更趋于健康(表13-3)。但强度大、时间长的运动则对血脂成分的改善作用不大。不爱活动和肥胖的孩子，参加运动锻炼后其血脂成分改善的效果更明显。
　　(四)运动锻炼对体成分的影响
　　经常性的运动锻炼可以减少儿童少年的体脂，增加他们的瘦体重。但儿童少年体脂过少也不利于其健康成长，尤其是女孩子。当体脂过少时，会影响性成熟，造成性激素分泌紊乱，对她们的健康造成威胁。

　　第二节 女子的运动生物化学

　　女子的生理特点与男子有所不同，在能量代谢方面也有自己的特点。另外，由于女子：独特的生理特点，体育锻炼，尤其是竞技运动，对女子身体的影响也有其特异性。一、女子的代谢特点
　　(一)无氧代谢
　　无氧代谢系统包括磷酸原系统和糖酵解系统，女子的这两个代谢系统都有不同于男子的特点。女子骨骼肌中ATP和CP的储量基本与男子相同，分别为每千克湿肌4毫摩尔和16毫摩尔，但女子骨骼肌总量少于男子，因此，其肌肉．中ATP、CP的总量就少于男子。另外，女子骨骼肌中CK活性也较男子低(表13-4)。由这两方面的原因决定了女子磷酸原的供能能量低于男子。女子激烈运动后血乳酸浓度往往低于男子，这是因为女子糖酵解途径中有多种酶的活性低于男子的缘故(表13-5）
　　从以上的分析可以看出：女子的无氧代谢能力较男子差。因此，在似无氧代谢为主供能方式的运动项目中，女子的成绩较男子差。但这种差距正在逐渐缩小，这说明代谢能力是可以通过适当的训练而改变的。
(二)有氧代谢
　　从最大摄氧量来看，女子普遍低于男子(表13-6)，这意味着女子的供氧能力较男子低。
　　糖的有氧氧化是有氧代谢供能的重要组成部分，女子糖有氧氧化多种酶的活性均接近或超过男子的水平(表 13-7)。
　　脂肪酸也是有氧氧化供能的重要能源之一。脂肪氧化分解时，先分解成甘油和脂肪酸，后者可供肌肉氧化供能。运动后，女子血清游离甘油浓度高于男子，而游离脂肪酸浓度
　　则较低，由此推测其利用脂肪酸供能的能力应高于男子(图 13—6)。
　　蛋白质不是女子运动时的骨骼肌主要能源物质，这一点与男子的情况没有差异。值得注意的是，长时间运动时，女子的血尿素不像男子那样随运动时间的延长而增加，而是增至一定程度后就不再增加。，这可能与女子更能利用脂肪酸氧化供能，以保证长时间运动时骨骼肌的能量需要有关。因此，在用血尿素指标评定女子长时间运动时的机能变化时，应注意区别于男子。
　　总起来看，女子最大摄氧量、血红蛋白浓度普遍低于男子，这表明女子身体运输氧的能力较男子差。但女子骨骼肌中糖有氧氧化酶的活性与男子相近，有的甚至超过男子，加之女子能更多地利用脂肪氧化供能，因此，总体上看，女子的耐力可以接近男子。
　　二、女运动员的特殊营养需要
　　女运动员体内容易缺乏某些营养物，这些营养物主要包括：钙、铁、维生素B2和叶酸。
　　钙是保证肌肉正常收缩及骨骼和牙齿健康的重要营养物。女运动员的高蛋白饮食及大量出汗会造成钙摄人的减少和丢失的增加。因此她们应该多补充钙。对于正常的成年女性而言，每日需钙量为800毫克，而女运动员应该超过这一水平。
　　        女运动员由于运动量较大，且限制膳食控体重者较多，因而易出现铁严重丢失而补充又不足。缺铁是造成运动性贫血的原因之一。因此，女运动员要多吃含铁丰富和促进铁吸收的食物(表13-8)，以保证身体机能的健康。
　　健康成年女性每日维生素B2的需要量是每千卡食物热量0．6毫克，但运动员的需要量应高于此值。如进行中等强度训练的女运动员，其B2的日需要量为正常女性的两倍。因此，女运动员在食物选择上应注意到这一点。
　　女运动员对蛋白质合成代谢的要求高于正常女性，所以对蛋白质合成及骨髓造血功能起重要作用的叶酸，其需要量也高于正常女性。可以通过有意识地多吃富含叶酸的食物来满足这一需要。
　　三、运动对女子身体机能的影响
　　运动时机体处于高度紧张的应激状态，整体水平的调节涉及到多种激素、神经递质甚至细胞因子的变化，这些变化必然对女性的生理机能产生某些影响。
　　(一)运动与月经失调或闭经
　　女运动员较一般女性易患月经失调或闭经症，这与体重、体脂、性激素水平有关。
　　女运动员进行常规训练期间，其体重、体脂常常会下降，这可弓I起女运动员雌激素分泌减少。雌激素可以刺激子宫内膜增生，在黄体期末时，雌激素和孕酮的分泌量都下降，引起子宫内膜脱落，出现月经。如果雌激素分泌量长期不足，就将导致月经失调或闭经。
　　对于某些特殊项目的女运动员，其体重、体脂不是低于常人，而是远远超过正常女性。这些女运动员雌激素水平正常，但易出现孕酮分泌量低下。如果长期肥胖，子宫内膜过度增生，会增加其癌变的可能性。
　　经常性的节食和运动都会影响下丘脑、垂体激素的分泌。如：耐力训练可以使大鼠垂体的促黄体激素(LH)分泌量减少，血浆B-内啡肽浓度增高，抑制下丘脑促性腺激素释放素(GnRH)的分泌。这些激素是维持正常月经周期必不可少的。另外，运动还可以引起人的情绪变化，这也是造成月经紊乱的一个因素。
　　(二)运动对骨质疏松的作用
　　骨质疏松症是对中老年妇女危害最大的疾病之一。它是由于骨矿物质的丢失使骨质变脆造成易发骨折的病症。对于男性而言，骨矿的丢失一般从50岁开始，而女性从20-30岁就开始了。因此，该病症对女性的危害更大。
　　运动可以促进骨对矿物质的吸收，因此，它在避免骨质疏松的发生因素中很重要。在运动过程中直接参与活动部位的骨受益最大，如：常举重物可以使骨质密度增高。长跑运动员的脊柱骨矿物质较一般正常人多40％。实际上，能使骨增粗的运动不仅仅是那些负重的运动，所有的运动都可以起到这一作用。因为在肌肉收缩期间，所连接的骨就会受力。
　　大运动量运动由于可能引起女性激素分泌的紊乱，因而有可能引起骨变脆弱。前面提到过，运动造成女运动员雌激素分泌低下是导致其月经紊乱的原因之一，因雌激素分泌不足会出现钙吸收障碍，故也是造成骨质疏松的原因之一。月经正常的女运动员骨正常或较一般人更粗壮，而月经紊乱的女运动员则易骨折。尤其是从事需要低体重或导致低体重的运动项目的女运动员像马拉松运动员，月经正常的骨折发生率为20％，月经紊乱的骨折发生率在50％以上。但当停训或减量训练后，女运动员的体重、体脂增加，月经恢复正常，其骨密度可以在15个月内明显增加。

最后的神

第十四章 老年人的运动生物化学

                          第一节老年人身体机能特点
          第二节 运动锻炼与老年性疾病的防治

　　着年龄的增长，人体经过生长期、成熟期，进而跨人衰退期，人体的形态、结构和功能不断地在改变，从而引起人体对内外环境适应能力逐渐减退，这是新陈代谢的必然规律。所谓老化是指人在成年以后随年龄的增长所出现的组织结构、生理功能、生物化学等方面的退行性变化。一般情况下，年过35—40岁，身体的新陈代谢即逐渐减退，各器官的功能也相应地降低，不过这个时期机能减退的进程较缓慢，当年过50—60岁，人体机能减退的进程就明显加快了。目前我国以60岁以上为老年期。
　　随着社会的发展和生活水平的不断提高，老年人在总人口中的比例正在逐年增加。据联合国统计，到2000年65岁以上的老年人可达6亿以上，因此，老年问题将成为一个重要的社会问题。适宜地开展老年人体育锻炼，积极防治老年性疾病乃是抗衰老、延年益寿的重要环节。

　　第一节老年人身体机能特点

　　一、年龄对身体机能的影响
　　随着年龄的增长，人体的衰老变化不仅表现在体表外形上，更重要的是在身体机能上，主要表现为各脏器的储备力减少，适应力降低，抵抗力减弱，代谢效率改变。
　　(一)肌肉力量
　　肌肉随着老化而出现质和量的变化，如30岁的男子肌肉可占体重的40％-45％，而老年人肌肉减少到仅占体重的25％左右。随着老化过程的推进，肌肉蛋白合成能力降低，肌纤维变细；肌细胞内水分减少，肌肉失去弹性；肌肉组织间有脂肪和纤维组织生长，使肌肉成为假性肥大。由于Ⅱ型肌纤维数目减少和肌球蛋白ATP酶活性降低，使肌力下降；由于细胞内线粒体数量体积减小，氧化酶活性的下降，使肌肉负荷能力变差，易疲劳，加上肌腱韧带萎缩，常易引起肌肉拉伤。此外，老年人肌肉的兴奋性降低并有较长的不应期，因此，要使肌肉收缩就要给予较大的刺激，肌肉在接受下一个刺激之前所需要的时间也更长，这就进一步影响肌肉功能。
　　(二)神经传导
　　一般人脑和脊髓神经细胞约有300亿个，它随着年龄的增长而减少，一般在40岁以后就明显下降，60岁以后更急转直下，脑的重量也逐渐减轻。到70岁，脑的重量只有青壮年的95％，到80岁就减少到90％，到90岁就减少到                         80％。大脑皮层表面积也比年轻时显著减小，这是由于老化导致大量神经细胞萎缩和死亡造成的。老年性痴呆患者脑神经细胞的丧失可高达30％—70％，由此可见，脑神经细胞减少对脑功能有极大的影响。
神经细胞除了数目减少外，其内部结构也随着年龄的增高而变化，其中一个重要变化是脑细胞中“衰老色素”—脂褐素的堆积。这是脑细胞代谢过程中产生的一种不能为细胞排泄的废物。随着年龄的增加，胞体内脂褐素越积越多，到60岁时几乎占据了细胞空间的一半。脂褐素的堆积阻碍细胞内信息传递，因而严重影响脑细胞的正常功能，如反应迟钝、反应时变慢、记忆力减退等。此外，老年人脑血流量也较年轻时减少17％左右，而且脑细胞对缺氧十分敏感，若完全缺氧8分钟，脑细胞功能就会丧失。当脑动脉硬化时，脑血流量减少，脑细胞获得的氧气随之减少，时间长了，脑细胞功能也会逐渐降低。神经系统功能的衰退，又进一步导致全身各组织器官机能的衰退。
　　(三)心血管功能
　　和其他器官一样，随着年龄的增长，人的心血管机能也逐渐发生老年性退化。老年人心脏外观上呈深褐色，心包外的脂肪增多，心内膜逐渐增厚；由于心肌细胞萎缩，心脏体积和重量略有缩小，但心房增大而心室容量减小。老年人心房内心肌纤维减少，弹性胶原组织增加，脂肪显著增多，故易发生异位节律。
老年人血管的变化，主要表现为冠状动脉和主动脉的硬化；收缩压升高而舒张压降低，导致脉压差增大；全身各处毛细血管变脆，轻微的挫伤就易破裂出血而发生紫斑。
由于上述的一系列改变，引起老年人心血管功能的衰退，代谢能力降低，易发生心功能不全。随着老化的进展，心输出量降低，冠状动脉的血流量也减少，使氧运输和氧摄取的功能都下降。譬如，从25-65岁，最大摄氧量下降近                         30％，这是由于最大心率、每搏输出量和动静脉氧差都下降的结果。
　　(四)内分泌调节
　　人体的新陈代谢变化，需要灵敏有效的调节，内分泌系统则是重要的“调节器”之一。内分泌腺体制造和储存激素，调节和控制代谢的过程，从而对生命活动产生重大的影响。然而，老年人的内分泌系统普遍出现衰老性变化，从而使生理机能也随之发生改变，而内分泌系统的年龄性改变又是老年人多发病(如动脉粥样硬化、糖尿病等)的重要诱因。
　　老年人甲状腺功能有下降的趋势，甲状腺素合成速度减慢，甲状腺素分泌减少，从20岁到80岁可减少50％。由于甲状腺功能的变化，新陈代谢因而变慢，体重容易增长，易出现心跳缓慢、怕冷；疲倦等症状。
随着年龄的增加，胰岛功能的减退，胰岛素分泌减少，或者由于组织对胰岛素的敏感性降低，故常导致高血糖和糖尿病的发生，并在40岁以上成年人中明显增加。
肾上腺是内分泌系统的一个重要部分，肾上腺髓质分泌肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺；肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素、雄激素、雌激素和孕激素。这些激素在体内发挥重要的生理功能。老年时，肾上腺的重量减轻，功能衰退；使机能的应激反应能力下降。
性激素的分泌，男性在40岁时达最高峰，以后逐渐降低。男性到了老年，睾丸的机能减退，并可出现前列腺肥大。女性到50岁左右，卵巢功能减退并逐渐停经。由于老年妇女雌激素分泌减少，还会影响骨质成分，引起骨质疏松、脊柱变短并弯曲等症状。
总之，老年人的内分泌功能降低，激素代谢紊乱，是造成人体老化、致病的重要因素之一。
　　(五)物质代谢
　　老年人肝糖原、肌糖原储量减少，吃糖后其血糖浓度常明显地升高，返回到吃糖前水平的时间延长，这些均与胰岛素效应的变化有关。肌肉中磷酸果糖激酶和肌型乳酸脱氢酶活性降低，运动后血乳酸升高幅度明显低于成人，表明老年人糖酵解能力下降。由于三羧酸循环中某些酶活性下降，血红蛋白偏低，心肺功能减退，导致老年人有氧代谢能力减退，但其衰减速度比糖酵解慢。
　　由于激素分泌调节的改变及酶活性降低，老年人脂动员的速度与肌肉氧化利用脂肪酸的能力都有所下降。体脂增加而去脂体重下降，且体脂分布有改变的趋势，全身体脂大部分倾向于堆积在身体内部，而不是在皮下。此外，中老年人血脂往往增加，尤其是不爱参加体育活动且热量过剩者，血脂升高成为导致动脉粥样硬化的重要因素。
　　人到老年，蛋白质合成能力相应减弱，蛋白质分解代谢大于合成代谢，出现负氮平衡，因而老年人去脂体重逐渐减轻，血红蛋白、血浆蛋白渐趋下降，肌纤维萎缩，组织细胞的再生能力与脏器的功能减弱，体力衰退易疲劳，且恢复慢。
　　随着年龄的增加，细胞内脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的浓度降低，结构也可能发生变化，这些变化可影响蛋白质的合成，改变细胞蛋白质的性质，造成细胞老化甚至发生病变。
　　老年人体内水分随年龄增长而减少。正常成人体内水分约占体重60％左右，而老年男性体内水分占体重52％，女性约占42％。由于失水，皮下弹性组织逐渐减少，皮肤产生皱纹而逐渐变得老态龙钟。老年人体内电解质总量，其中特别是钠、氯较成年人高，而钾、镁、磷等则较低，这可能与体液改变有关。
　　老年人酸碱平衡的调节能力也有所下降。由于代谢能力、呼吸与循环功能的改变，老年人体内酸性代谢产物增加，二氧化碳排出能力减退，肾脏对氢离子的排出有所下降，故老年人血中pH虽属正常范围，但调节代偿能力较差，当额外的生理或病理负担出现时，容易引起代偿不全而出现酸中毒。
　　(六)免疫功能
　　随着人体的衰老，T淋巴细胞数量明显下降。有人统计，60岁老人的T细胞数是年轻人的70％。B淋巴细胞制造抗体的活性也减弱。同时，胸腺生成的调节淋巴细胞免疫活动的胸腺素量也明显下降。这些变化的综合效应造成免疫能力衰退，使老年人容易受感染，而且在患病后恢复较慢。此外，对癌变细胞的识别和清除能力下降，因而老年人癌症发生率升高。表14-1总结上述衰老对身体机能影响的要点。

　　运动与抗衰老
　　(一)衰老的生物学特性
衰老是人体随年龄增长而发生的一个复杂的生物学过程，包括机体内组织器官、细胞和亚细胞、代谢及其调节等各级机能水平的降低，机体自身调节代偿能力和应激能力的逐渐衰退。这些变化会导致人体对环境适应能力和健康水平下降，使患病和死亡的可能性增加。
虽然衰老是生命过程的基本规律，但衰老的速度受诸如遗传、疾病、营养、生活环境、心理状态和体育锻炼等许多因素的影响，它们具有加速或延缓人体衰老的作用。
衰老的生物学本质及其机理，至今尚未完全清楚，目前提出下列几种主要学说。
　　1．基因程序学说
　　衰老是有机体按照既定程序进行的，它由遗传基因所控制，这些基因在特定的时间发生激活和阻遏，表现出“生物钟”现象。譬如正常人胚胎细胞分裂50次后死亡，正常小鼠细胞分裂12次后死亡，提示这些变化可能受遗传控制并按遗传程序进行的，故衰老过程的各种变化可能首先发生在基因上。
　　2．代谢中毒学说
　　在人的生命过程中，不断摄人机体所需要的物质，又不断产生代谢过程的废物，如胺、酮体、脂褐素等，这些代谢废物如不能及时排出而在体内积累，会引起细胞或组织中毒，成为衰老因素。
　　3．自由基学说
　　自由基是细胞代谢过程中产生的，带有一个以上不配对电子的原子或分子的总称。它具有高度活性，在体内可直接或间接地发挥强氧化剂作用，损伤生物体大分子和多种细胞成分，也可与核酸、蛋白质、脂质等发生反应，生成这类物质的氧化物或过氧化物，引起蛋白质变性，生物膜损伤，导致细胞衰老与死亡。
　　4．内分泌失调学说
　　内分泌系统产生的各种激素与身体生长发育有十分重要的关系。激素要通过相应的受体而发挥作用，而其分泌又受中枢神经支配。随年龄增长，下丘脑会产生明显的老年性改变，如下丘脑-垂体—性腺轴的各个层次；都可出现功能减退，加上随年龄增长，靶细胞受体相应减少，反应性减退，从而影响正常生理功能和代谢，造成衰老。
　　5．免疫衰退学说
　　性成熟后随年龄增长，胸腺发生明显的退化与萎缩，不能对淋巴细胞进行加工，免疫能力随之下降。T淋巴细胞的
　　年龄变化最显著，免疫球蛋白亦发生变化，导致免疫功能减退。
　　6．遗传差误学说
　　在遗传信息转移的各个步骤如转录或转译时发生了差误，譬如在转录过程中将错误的核苷酸掺人mRNA，这就可以改变三联体密码子；或者在转译过程中由于tRNA和合成酶发生了变化，使转译过程精确性受影响，将错误氨基酸掺人蛋白质，造成某些功能性蛋白质的丧失，引起细胞的衰老和死亡。
　　此外，还有组织磨损学说、共价交联学说、疲劳汇集学说等等，各偏重于某一侧面。总之，衰老是一个复杂的衰老过程，其机理有待于进一步的研究。
　　(二)运动的抗衰老作用
　　“生命在于运动”。运动既是生命过程中的一种现象，又是机体得以健康长寿的重要因素之一，长期坚持参加体育锻炼的人，能使衰老过程明显推迟。运动的抗衰老作用主要表现为以下八方面：
　　1．能增加肌肉蛋白质及糖原的储备量，使肌纤维变粗壮而坚韧有力，提高肌肉动作的速度、耐力、灵活性和准确性；
　　2．能加强骨骼的血液循环及代谢功能，使骨密度增高，坚韧性及弹性增大，延缓骨质疏松、脱钙等老化过程，同时也可增强关节的灵活性；
　　3．能改善心血管功能，使心肌纤维变得粗壮有力，心搏量增加；能改善血液成分，使胆固醇含量下降和高密度脂蛋白含量增加，血管弹性增加，冠状动脉血流量增多，从而使心脏功能改善；
　　4．能调节大脑神经细胞的兴奋和抑制过程，使大脑反应敏捷、准确，不易疲劳，从而使机体保持较好的机能状态；
　　5．能促进体内物质代谢，提高细胞内酶的活性,使合成代谢和分解代谢趋向平衡，并提高排除代谢废物的能力卜
　　6．能延缓内分泌腺功能的减退，保持激素的适量分泌；尤其是肾上腺和性腺功能；
　　7．能提高机体免疫功能，延缓胸腺的萎缩，增加T淋巴细胞的数量，增加机体免疫力；
　　8．能增进对自由基的拮抗，提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗自由基生成酶的活性，降低过氧化脂质等自由基的生成，对衰老起遏制效应。
　　实践证明，长期参加体育锻炼的老人与不参加运动的老人相比，不仅外表上显得年轻，身体健壮，工作能力提高，抗病力强，而且精神面貌有较大的改观，精力充沛，心理素质好，身体、精神的自我控制能力加强，这对增进健康、抗衰益寿具有十分重要的作用。
　　(三)运动方式与抗衰老效果
　　老年人在参加体育锻炼时，应根据年龄、身体状况、环境条件及个人爱好等选择适合自己的运动项目。运动量和强度必须严格控制，一定要掌握有氧代谢的运动强度，一般心率控制在120次／分以内，也可用下列公式来计算：
　　合适的运动心率：180—年龄(或170—年龄)
　　同时应做到定时定量，循序渐进，持之以恒，才能对延缓衰老起到有效的作用。
　　常见的适合老年人的运动项目有下列五种：
　　1．行走
　　行走是最普通、最方便的室外运动项目，也是老年人开始参加运动的最好方式。开始时走短距离，以后在数周内逐。渐增加距离和走速。有节律的行走，有助于大脑皮层的功能，‘消除疲劳；可锻炼心肌，促进四肢及内脏器官的血液循环，也可改善冠状动脉的血流量；可加速新陈代谢过程，促进脂肪代谢，增强机体的整体素质‘对患有冠心病、高血压、肥胖症、糖尿病等慢性疾病以及不适应大运动量的老年人，行走是延年祛病的一个比较合适有效的锻炼方式。
　　2．慢跑，
　　长距离慢跑对身体各部分的锻炼作用大于行走。，慢跑可使肺泡有充分的活动，可有效地防止肺组织弹性的衰退，增强肺功能；可促进冠状动脉血循环，改善心肌营养状况；可降低血中胆固醇、甘袖三脂的含量，增加高密度脂蛋白的含量，对预防动脉硬化有利。
　　3、太极拳
　　太极拳是我国传统的武术形式之一，能疏通经络，调和气血，增强新陈代谢和调节内分泌功能。对高脂血症患者，太极拳有明显降低血中胆固醇的作用；尤其对大脑皮质和植物神经系统的功能有独特的调节，作用，故特别适应于高血压、神经衰弱、消化道功能紊乱及轻度冠心病人。
　　4．气功
　　气功是祖国医学宝库中独特的强身保健方法之一，对机体各器官组织有良好的调节作用，长期坚持锻炼者，可增强体质，预防和治疗疾病。气功能消除大脑皮质的紧张状态能改善胃肠道消化吸收功能，预防和治疗胃肠功能紊乱；能降低心率，提高心肌耐缺氧能力，有效地改善心肺功能；能促进血液循环，调节血压。高血压患者练气功后，可普遍降低血压。
　　5．健身操
　　健身操的形式多样，可以使疲劳的脑神经细胞、肌肉得到调节性休息和放松，，减轻疲劳感；可以增强腰腿以及各关节的灵活性；可以改善内脏器官的功能，促进心脏和血液循环；可以调节新陈代谢，降低血脂和多余体脂，从而增进身心健康。除较严重的心血管系统疾病患者外，一般老年人均可参加。三、老年人的合理营养　　(一)概述老年人的营养是一个十分重要的问题。合理的营养能增进老年人的健康，延缓衰老的速度，延长老人的寿、命。反之，它可能给老年人的健康带来很大的危害，甚至威胁生命。
　　如前所述，人体衰老过程中，其身体机能发生了明显的变化，所以老年人的营养应适应老年人生理功能下降和衰老变化的特点。例如，老年人一般牙齿脱落，胃肠道蠕动减弱，胃液分泌减少，这就导致各种营养素的吸收率降低，新陈代谢过程缓慢，细胞对营养物质的汲取也逐渐减少。此外，老年人体成分随年龄而变化，体脂增加，内脏器官减重，水分及骨盐逐渐减少，机体生理生化和免疫机能的改变使老年人对外界的刺激、伤害和心、脑血管病及癌症等疾病更为敏感。加上老年人一般吃药较多，其中不少药物会影响身体对营养素的消化、吸收、代谢和排泄。因此，老年人更需要强调合理营养，不论从饮食内容到饮食习惯都应根据老年人的特点作出安排。概括起来讲，就是低热量、低脂肪、低糖、充足的蛋白质、维生素及适量的无机盐类。
　　(二)饮食类型及推荐量
　　老年人基础代谢率下降，体力活动量明显减少，热量消耗也随之减少。因此在一般情况下，老年人应适当控制食量，总热量不宜摄人过多，可控制在每日每千克体重134—                         150千焦耳。表14-2为中国营养学会推荐的不同年龄组老年人每日热量供应量。
　　1．蛋白质、脂肪和糖
　　老年人最合适的蛋白质供给量为每天每千克体重1-1．5克，即每天60-70克，尤其应注意蛋白质的质量，含必需氨基酸丰富的优质蛋白质比例应占50％以上，可选用质量较好而容易消化的鸡蛋、鱼、禽、瘦肉、牛奶、大豆和豆制品等。如果蛋白质摄人量不足，易出现老年性贫血、抵抗力下降、营养不良性水肿等症状。脂肪主要应从含不饱和脂肪酸多的植物油取得，减少含饱和脂肪酸和胆固醇高的动物脂肪的摄人，食物中脂肪摄取量以每天不超过50克为宜。多余的脂肪会在体内沉积而引起肥胖、胆固醇过高，从而诱发糖尿病、高血压及心血管疾病。从总热量中减去蛋白质和脂肪的热量，其余部分则由糖类来补充，一般占膳食总热量的&#8226;55％—60％，且以淀粉为主，纯糖不要超过10％。由于老年人对糖耐受力较差，食用过多的蔗糖和果糖，容易引起胃肠不适，还易影响血糖浓度，诱发糖尿病。
　　2．水和纤维素
　　老年人结肠、直肠的平滑肌萎缩，肠蠕动功能减弱，肠道粘液分泌减少，往往容易大便秘结，所以可吃些新鲜蔬菜、水果以获得较丰富的纤维素，并注意足量饮水。纤维素被誉为“第七营养素”，虽然它不能被人体吸收利用，但可促进肠胃蠕动，抑制机体对胆固醇的吸收。足量饮水不仅有利于防止便秘，也利于肾脏排除代谢废物，预防结石的形成。一般认为，每日饮水量可在2000毫升左右，饮水过多，会加重心、肾负担。
　　3．无机盐
　　少量的钠和足量的钾也是老年人所必需的。钠离子可潴留水分，引起水肿，增高血压，加重心脏负担。老年人中约有半数以上患有不同程度的高血压，故一般食盐应限制在每
天5克以内。钾对细胞代谢极为重要，加上老年人体内钾含量较低，每天应不少于3克。
骨质疏松是老年人的多发病，常造成骨折。因此老年人的钙供应量每天应不少于删毫克。老年人对铁的吸收能力逐年下降，故缺铁性贫血在老年人中相当常见，其每天的供给量宜在12毫克以上，并多补充些维生素C以提高铁的吸收率。
　　4．维生素
　　老年人维生素的供给量要充足，因为维生素对老年人还有着特殊意义的作用。如维生素B1能增进食欲；维生素C能增强抵抗力，预防疾病；维生素E能消除自由基的形成，延缓衰老。由于老年人对维生素的吸收能力减弱，体内储备量下降，所以膳食中应保证充足的新鲜蔬菜、水果及一部分粗粮，其供应量应不低于正常成人。
老年人运动多属于娱乐性健身运动，运动量不大，正常膳食即可满足需要，但对经常参加运动的老年人或时间长的运动项目，可适当增加维生素、蛋白质和氨基酸及钙、铁、锌、硒、碘等无机盐的补充。

　　第二节 运动锻炼与老年性疾病的防治

　　体育锻炼不仅能使无病者身体更加健壮，也可使生了病的人更快地康复，关键是如何科学、合理地选择运动方式和运动负荷，也就是说，不同的人、不同的疾病应区别对待；运动处方就是按个人身体健康和功能状态，为准备从事体育运动者、有慢性病需要医疗体育康复者制定的包括运动内容、运动负荷等的锻炼计划，就像医生根据病情开药方一样。运动处方可使体育运动更加科学化，更好地达到健身与防治疾病的目的，避免或减少不适当运动引起的身体损伤。
　　(一)运动处方的原理
　　人在运动时，身体会发生种种变化，这种在运动时发生的变化，称为“一时性反应”。这表明通过运动，机体的代谢过程已经加强，身体机能通过巧妙的调节被动员起来，以适应运动的需要。
　　如果这种“一时性反应”反复在体内发生，则机体对运动的反应方式就会发生变化，原来可引起反应而现在反应不大了，称为“持续性适应”，即锻炼的效果。
不论是“一时性反应”还是“持续性反应”，均可因运动方法的不同而有差异。例如力量运动和长跑运动所引起的反应和适应是截然不同的。为了能收到锻炼的效果，就必须打破机体原来的平衡状态。如果运动的强度、时间和频率不超过一定的水平，就不可能取得效果。反之；如果运动的强度、时间和频率超过了机体可承受的范围，就会使身体蒙受其害。老年是一个很特殊的年龄阶段，其身体结构、机能水平、应激能力都明显衰退，因而在参加健身运动时，更应掌握好尺度，根据个人的整体能力，尤其是体质差别，科学地选择运动方式，合理地掌握好运动的强度、时间和频率。
　　(二)运动处方的内容
　　运动处方一般分为治疗性运动处方和预防性运动处方两大类，但不管哪类运动处方都应包括以下内容：
　　1。运动形式
　　适宜老年人的运动形式有许多种，应按照锻炼目的，根据个人体力、运动的习惯、条件及设备来选择适合参加的运动项目，动作要有节奏而慢，不宜进行强度过大、速度过快的剧烈运动。可选用散步、健身跑、功率自行车、游泳、健身操、太极拳、气功、门球、乒乓球、网球等锻炼方式。
　　2．运动强度
　　运动强度是运动处方的主要内容，是决定运动处方有效性的主要因素。运动强度表示法可分为绝对强度和相对强度两大类。绝对强度是指在单位时间内完成的功，如以每分钟60米的速度跑30分钟。采用绝对强度的优点是处方简单，能用于评价绝对体力，但无视个人的体力和机能状态，缺乏针对性。相对强度是以个人身体负荷程度为基准而制定的强度指标。与绝对强度相比，它更确切地反映不同个体对负荷的承受能力。常用方法有最大摄氧量百分数、心率、主观体力感觉等。一般应先进行心电运动实验，以观察机体对运动的反应能力。没有条件做运动实验者，则可监测自己的脉搏，只要每分钟脉搏次数在(220—年龄)X(60％-75％)范围内，则运动强度是有效的、安全的。如果超过75％最大心率，则要适当降低运动强度，或做深呼吸放松、整理，待回到有效心率范围内，再继续做。
　　3．运动时间
　　运动时间与运动强度共同构成运动负荷量。低强度的运动所持续的时间要长些，大强度的运动持续时间要短些。一般认为老年人应以中低强度，每次持续时间在20—60分钟为宜。当然还应根据运动的次数、身体健康状况而定。身体较差者每次运动时间可短些，逐步增加，或分次完成。
　　4．运动频率
每周运动次数的安排，应以前一次运动效果尚存时进行下一次运动为原则。运动间隔过大就无法得到效果，’而频率过密易加深疲劳。标准的频率是每周3次，隔天进行。每周进行4次、5次则更好，最少也要每周1次。最好还是从实际出发，量力而行、，开始时指标不宜过高，习惯以后再逐渐增加。
　　6．运动安排
　　运动时间一般安排在清晨为宜。开始时用10-15分钟做准备活动，活动关节，使身体微热。然后根据自己的目的开始运动。在完成预定的运动量后，宜进行5—10分钟的整理活动，以利于机体恢复。制定运动处方的程序见图14-1。
　　二、运动锻炼对常见老年性疾病的影响
　　(一)血脂代谢紊乱
　　1．概念
　　血脂是指人体血浆中所含的脂质，包括胆固醇、甘油三脂、磷脂和游离脂肪酸。血脂含量随着年龄、性别、饮食成分和生理情况而有所变动。血脂超过正常值就叫做高脂血症。由于血脂是以脂蛋白的形式运遍全身，因而也称为高脂蛋白血症。
　　2．发病原因
引起高脂血症的原因，除了与遗传、来自饮食的外源性脂质外，脂肪代谢紊乱是主要因素。尤其是极低密度脂蛋白                         (VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)增高；使血中甘油三脂和胆固醇浓度升高，它们容易沉积在动脉管壁而促发动脉粥样硬化及冠心病等症。
　　3．运动锻炼的影响
　　高脂血症的防治，主要是调整饮食、控制体重和坚持体育锻炼，必要时再服用一些降血脂药物。饮食的原则是低脂肪、低糖、丰富的蛋白质和多吃富含纤维素的蔬菜、水果。
研究证实，坚持体育锻炼可明显降低血中甘油三脂、胆固醇和低密度脂蛋白的浓度，增加高密度脂蛋白的浓度。其机制与运动引起脂蛋白脂肪酶、卵磷脂-胆固醇酰基转移酶活化，加速了脂肪和胆固醇代谢有关。
所以，为了防治高脂血症，老年人应积极锻炼身体，根据自己的身体状况和爱好，选择适宜的运动方式。注意量力而行，运动负荷应循序渐进地增加。一般来讲，可采用                         60％—75％最大心率强度，20分钟以上的全身运动，每周 3-6次，数周后可见到改善的效果。
　　(二)冠心病
　　1．概念
　　冠心病是冠状动脉硬化性心脏病的简称，是指供应心脏本身血流的冠状动脉硬化，管腔狭窄，血流减少引起心肌缺血、缺氧的心脏病。冠心病发生率在40岁以上明显增加，临床表现为心绞痛、心肌梗塞、心率不齐、心功能不全，甚至发生心跳骤停而猝死，从而严重危害中老年人的身体健康。
　　2．发病的可能原因
　　引起冠心病的因素是多方面的，包括遗传、代谢、生活习惯、生理机能等诸方面，其中以年龄、体力活动状况、吸烟、高血压、高血脂、糖尿病等为主要因素。
　　3．运动锻炼的影响
　　体育锻炼对冠心病的发生有积极的防治作用。运动可加速冠状动脉侧枝循环的形成，改善心肌的供血，可提高心脏泵血机能，增加心射血指数；可增强纤溶酶原激活剂抑制剂                         (PAl)的活性，抑制血小板凝聚和血栓的形成；可限制冠心病的一些诱发因子，如降血压、降血脂、降体重，从而避免和防止冠心病的发生和发展。
　　冠心病患者应在病变已得到控制，病情稳定情况下才宜参加体育锻炼。应选择负荷量较低、动作较缓慢的锻炼项目。如步行、慢跑、太极拳、体操、蹬功率自行车等。跑步是锻炼心脏功能的有效方法。一般先在慢走、快走锻炼的基础上再进行慢跑，或在步行2—3公里后无不良反应时才允
许做慢跑锻炼。在方法上最好采用间歇运动法，即慢跑30秒，行走30秒，再慢跑30秒，随着体力的改善逐步过渡到慢跑，每周3-5次，每次15-30分钟，心率可控制在最大心率的60％左右。
　　(三)高血压
　　1．概念
　　血压是指从心脏泵出的血流撞击动脉血管壁所产生的压力，通常以上肢肱动脉处测得的动脉压力来代表。心脏收缩时产生的压力，称为收缩压；心脏舒张时产生的压力称为舒张压。凡收缩压≥21．3kp，舒张压≥12．7kPa，二者具有一项就属于高血压，在排除了肾脏疾病等引起的高血压之后，即可诊断为高血压病。
　　2．发病原因
　　引起高血压病的因素有遗传、神经系统、循环系统等，但主要与心输出量和末梢血管阻力有关。高血压病&#8226;的早期没有症状或仅有轻微头晕、记忆力减退等。但血压长期升高会影响心脏、脑、肾脏等器官的功能，甚至发生病变。
　　3．运动锻炼的影响
　　在高血压病的综合治疗措施中，运动是一种有效的辅助疗法。适当的体育运动能改善大脑皮质的调节功能，缓解小动脉的痉挛，促进末梢血管扩张，减小血流阻力。运动能降低血脂，改善血流动力学的反应。运动还能调节情绪，改善心理状态。
适合高血压病患者的运动项目有太极拳、步行、慢跑、健身操等。在运动之前要认真地进行准备活动，突然的高强度运动会使血压爆发性升高。运动量因人而异，逐步增加。宜采用低强度、长时间的耐力性放松式活动。对I、Ⅱ期高血压患者，可采用相当于60％最大心率左右强度，每天                         20—30分钟以上、每周3-5次的运动负荷。
　　(四)糖尿病
　　1．概念
糖尿病是一种以胰岛p细胞生成的胰岛素相对不足而引起的以糖代谢紊乱、血糖增高为特征的疾病。分为胰岛素依赖性(1型)和非胰岛素依赖性(Ⅱ型)两类。-空腹血糖大于7．8毫摩尔／升，任何时候血糖大于11．1毫摩尔／升可诊断为糖尿病。其主要症状为多饮、多尿、多食和体重减少(三多一少)，还会引起心脏血管、肾脏、视网膜等的病变，形成并发症，尤其在老年人中较为多见。
　　2．发病原因
　　一般认为糖尿病的发生与遗传和一些诱发因素如肥胖、缺少体力活动、感染等有关，因此，对老年糖尿病人的治疗应该是综合性的，包括饮食的控制、有规律的生活、合理的运动以及适当的药物治疗等。
　　3．运动锻炼的影响
　　体育运动是治疗老年人糖尿病的一种重要方法。运动可改善机体糖代谢的调节，增进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用。运动可提高机体各组织对胰岛素的敏感性，提高胰岛素的利用效率。运动可降低血脂，消除过多的脂肪，’而肥胖是促使糖尿病发生和发展的重要因素之一。运动能促进新陈代谢，增强免疫功能和抵抗力，预防或减少糖尿病的并发症。
糖尿病人可采取的运动方式有步行、慢跑、有节奏的全身运动、蹬功率自行车、游泳、跳绳、气功等。开始运动量
应较小，以后逐步增加。运动强度一般控制在心率100—120次／分，运动时间以60分钟为标准，可分成3组，运动20分钟，间歇10分钟再进行下一组。每周不少于3次，饭后1小时后运动较合适，此时血糖浓度较高，可加速血糖利用，促进糖原合成。严禁空腹运动，以免发生低血糖。
　　(五)骨质疏松
　　        1．概念
　　骨骼是由胶原纤维和钙盐沉着而硬化了的有机结构，在骨生长完成以后，仍继续不断地进行着新陈代谢，即钙的交换和骨的新生与吸收。‘但人到中年以后，成骨细胞的活力开始下降，钙的交换开始负平衡。50岁以后，成骨细胞减少，骨骼开始萎缩、脱钙，骨密度变薄，骨小梁变细、变少，并出现周身疼痛等症状，临床上称为骨质疏松症。在一般情况下，女子35—40岁以后，年龄每增加10岁，骨密度减少 5％—7％，骨萎缩率上升9％。
　　2．发病原因
　　引起骨质疏松症的原因是多方面的，目前认为其三大成因是：性激素下降、钙摄人少、缺乏运动。
　　3．运动锻炼的影响
　　坚持运动锻炼是防治骨质疏松症的主要措施之一。运动防治骨质疏松症的主要机理是运动可使促进钙吸收的维生素                         D浓度增加，使体内钙明显增加；运动可改善内分泌腺功能，使性激素分泌增加；运动可使骨血流增加，促进骨组织的新陈代谢；运动时的重力应激作用使骨密度增加，骨小梁排列整齐，与应力作用方向更为一致，从而能有效地预防或减轻骨质疏松的症状。
骨质疏松情况较轻者可根据自己的爱好；进行慢跑、游泳、太极拳、网球等项目的锻炼，以中等强度的运动为宜，避免激烈运动造成损伤。根据个人体质情况，，每天运动                         30-60分钟。对骨质疏松情况较重者则可采取步行运动。即使老年人因病卧床，也应在床上定时做腰背肌锻炼和四肢关节活动。
　　(六)肥胖症
　　老年人发生肥胖的根本原因也是由于热量摄人过剩而身体消耗较少，多余的热量就以脂肪的形式储存在皮下和内脏器官周围，使人肥胖起来。此外，肥胖还与遗传、内分泌失调、糖或脂肪代谢异常有关，肥胖者容易并发高血压、冠心病、高血脂和糖尿病等多种疾病。

最后的神

第十五章 控体重的运动生物化学

                          第一节 运动员的控体重
          第一节 非运动员的控体重

　　控体重是指人为地采用某些手段对体重加以控制，包括减体重、保持体重以及增加体重等几个方面的问题。这是运动员及非运动员在运动实践和日常生活中经常要遇到的问题。本章就运动员的控体重及肥胖者的减体重问题进行一些分析讨论。
                        
             第一节 运动员的控体重
　　运动员控体重是为了保持良好的竞技能力以进行比赛，或是为了适应项目特点和比赛需要而在训练过程中长期保持较低的体重和体脂含量。
　　一、概述
　　人体的体重是由两部分组成的，即：
　　体重=瘦体重(LBM)+脂肪重量(BF)
　　瘦体重包括肌肉、骨骼、器官、体液及皮肤等非脂肪组它与体力、有氧能力及最大吸氧量呈正相关。运动员控体重的时候，要尽可能以去除多余的脂肪为主，瘦体重则应尽量予以保持。对一个正常成年人而言，体重增长往往意味着热量摄人大于消耗。因此，原则上只要控制好热量摄人与消耗的平衡，就能达到控制、体重的目的。
　　二、不同项目运动员的体成分
　　(一)正常人的体成分
　　体脂的性别差异是较大的，正常青年男女的平均体脂分别为14％—16％和20％—22％。正常成人的体脂过低、过高都不好，应保持在一定的范围内(表15-1)。
　　(二)运动员的体成分
　　运动员的体成分与正常人相比，瘦体重较大、体脂较少。如：体院学生的体脂为9．83±2．7％，一般大学生则为                         11．76±3．8％。这是由于运动员经常性的身体训练造成的。训练水平和运动项目不同的运动员，其体成分也会有所不同三、不同项目运动员的控体重
　　运动员控体重所要达到的目的一般是要减少体脂，保持瘦体重。所以，当运动员体脂不变而体重增加时，意味着其瘦体重加大了。这种情况下是没有必要减体重的。需要减体重或控体重的运动员大致可归为如下两大类：
　　一类是要按不同体重级别进行比赛的项目，如：举重、摔跤、拳击、柔道等。这些项目的运动员在赛前往往采用传统的减体重措施，以达到参加低于其本人正常体重级别比赛的目的。这种做法是否真有利于比赛，尚缺乏科学的依据，而这些减体重的方法，多数对健康和运动能力是不利的。
　　另一类是长期要求保持低体重的运动项目，如：体操、跳水、芭蕾舞、花样滑冰、长跑等。对这些项目来说，控制体重，特别是控制体脂处于较低的水平，对取得好成绩是有利的，但长期控体重也要注意采取恰当的措施，否则也会损害健康和运动能力。
　　(一)控体重的项目特点
　　运动员控体重的措施归纳起来可有两类：节食(限制部分饮食或半饥饿，或全饥饿)并限制摄水量(部分或全部限制)；增加运动量以加大能量消耗。此外，运动员还采用脱水(包括穿不透气的尼龙服装运动达到大量出汗、服用利尿药以大量排尿来减少体内水分)，甚至服用泻药、自我催吐以及服用食欲抑制剂等。
由于运动项目及习惯的不同，具代表性的减体重措施大致可分为以下三类：
　　1．举重竞赛中，运动员只进行一次性比赛。一般习惯于只在赛前1—3天进行快速减体重，以保证运动员在训练期的训练强度和量。所采用的方法主要是限制饮食、饮水量，并结合发汗和服用利尿药等。
　　2．摔跤比赛要进行几天，因此需要在几天内都维持低于其正常时的“低”体重，并往往在脱水状态进行比赛，难度较大。运动员采用在1—1．5个月前开始限制饮食和饮水，但大部分体重是在赛前的最后几天内减掉的，体重减轻量为原来体重的3％-5％。
　　3．女子体操、跳水运动员或舞蹈运动员主要靠长期隈制饮食或摄取低热膳食来控制体重，但她们有时也间歇采用脱水措施，少数运动员还采用服利尿剂、泻药、催吐或食欲抑制剂等，以期达到“不切实际”的低体重的目的。
　　(二)控体重的营养要求
　　运动员在控体重过程中必须注意合理的营养，否则会对运动员的健康造成损害。如在快速减体重时期，由于减去的体重主要是体液和瘦体重组织的丢失，极易造成脱水。而在运动员增体重时期，所要求的是增加肌肉而不是脂肪。因此，对营养也有特殊要求。
　　1．减体重的营养要求及措施
　　(1)运动员每日的热能供给至少应为1500—2400千卡，具体视运动员的体重和运动量而定；体重大及运动量大的运动员由于基础代谢及运动所需能耗高，每日供应量也应当较高。
　　(2)让运动员摄取低热能但营养平衡的膳食，适当增加蛋白质营养，达到每千克体重2克。减少食物中脂肪的比例，免去黄油、巧克力、油炸食物等，食物中脂肪量可减至每千克体重1．4克。保证充足的无机盐、维生素和微量元素，必要时可采用一些专门为运动员研制的减体重期强化食物。
　　(3)禁止使用利尿剂或药物减体重。
　　此外，还要注意运动员体脂的最低水平为男5％-7％，女6％—10％，低于此水平时，不宜再减体重。运动员适宜的减重速度是每周1千克，不可超过每周1．5—2千克。
　　2．增体重的营养要求
　　运动员增加体重时，一定要摄取充足的热量和全面营养的膳食，比平时应增加一些食量，但不宜过食。由于希望增加的是瘦体重，故应增加蛋白质的摄人量，达到每千克体重                         1．5克。但不宜过分强调高蛋白膳食。实际上要求单纯增加肌肉组织是有一定困难的，可能会有少量的脂肪伴随肌肉增加，可在肌肉增加后再减去这些脂肪。限制脂肪体重过多增
加的办法是控制增体重的速度，每周不超过1千克。
　　(三)控体重的效果及影响
　　运动员控体重的行为破坏了机体本身的能量平衡状态，这势必会对其健康造成不良的影响。尤其是快速减体重期间，对健康的损害就更大了。
　　1．快速控体重对健康的影响
　　快速减体重最早出现的健康问题是脱水，减重速度愈快，则体内水分的丢失愈多。由于体液的丢失，会增加心血管系统的负担，引起心输出量、每搏量、耗氧量的减少，亚极量运动时心率增加及心功能下降等。快速减体重还会使肾脏负荷加大。脱水会引起肾血流量及肾小球滤过率的减少，并伴有尿电解质组成成分的改变。快速减体重还会造成机体蛋白质及无机盐的丢失，使肝、肌糖原储备损耗。当体重减轻量为原体重的8％时，肌糖原量减少48％。在快速减体重的1—2天，由于糖原储备损耗，蛋白质和脂肪的分解以及无机盐的丢失等联合效应，可出现低血糖和酮症。快速减体重造成的脱水，是不可能在几小时内通过补液纠正的。因此，必须控制减体重的速度在每周1千克以下，这样基本不会影响到体液和糖原储备。运动员至少应在赛前2-3天 (理想的应为3—5天前)，达到比赛体重。
　　2．长期控体重对健康的影响
　　长期控体重也会对运动员的身体健康造成损害，会使运动员发育迟缓，使女运动员月经初潮推迟，月经紊乱，甚至闭经。由于限制饮食，造成热量不足，蛋白质及无机盐营养不足，出现血红蛋白水平低下、维生素和微量元素缺乏等营养不良症。这些因素会使运动员自觉无力，使其运动能力受到不同程度的影响。
应该指出的是，某些控体重行为还可导致运动员的疾病。因此，运动员的控体重问题必须给予高度的重视和指导。

　　第二节 非运动员的控体重

　　在日常生活中，人们也要遇到控体重的问题。尤其是在物质生活日益丰富、健康知识日益普及的今天，人们对自身健康的关注越来越多。体重与健康的关系，也越来越为人们所重视。
　　一、概述
　　由于生活水平的提高，生活环境的改善，肥胖的发病率愈来愈高，人们对肥胖的认识也随着医学研究的深人而日益全面。
　　(一)肥胖的概念
　　1．定义及判断
　　肥胖是指脂肪在体内过多堆积的现象。判断肥胖的标准有很多，最简单的方法是标准体重法。具体算法如下：
　　（实际体重-标准体重）/标准体重xl00％
　　当所得值超过20％时就可算是脂胖。但这种方法计算出的只是体重超重的情况，并不能代表体脂含量的多少。要了解体脂的含量，可以用水下称重法来测量，也可以用测皮脂厚度来计算。17—27岁的男子，体脂超过20％就是肥胖，27—50岁的男子，则超过30％才为肥胖；17—27岁的女子，体脂超过30％为肥胖，27—50岁的女子体脂高于37％才为肥胖。因体脂有一随年龄增长而自然增长的趋势。某些过于肥胖的人，体脂可达体重的50％—70％，超过了瘦体重的重量。这种肥胖将会对其生命造成威胁。
　　2．肥胖的原因
　　肥胖分单纯性肥胖和病理性肥胖两种。病理性肥胖又分内分泌性肥胖、下丘脑性肥胖、遗传性肥胖和药物性肥胖等。病理性肥胖在根除相应病患后，肥胖会自然消退。单纯性肥胖的确切原因尚不明确，有多种学说来解释单纯性肥胖产生的机制，主要包括：
　　高胰岛素说——胰岛素是促合成的激素，而且很多肥胖患者都伴有高胰岛素血症，但这种现象究竟是肥胖的原因还是肥胖的伴随症状，尚不清楚；
　　脂肪细胞增殖说——在人脂肪细胞的增殖高峰期(妊娠后期、出生后三年及青春期)热量摄人过多，就易造成脂肪细胞过多增殖，形成肥胖；
　　嗜食说——由于中枢神经系统对进食调节的变化，胰岛素分泌过多、胺代谢紊乱、紧张应激等原因造成的食欲过盛，进食过多，导致肥胖；
　　误餐说——正常进餐时间没有进餐，而是几餐合一餐的进餐方式也易致肥胖；
　　运动不足说——由于生活水平的提高，人们用于维持日常生活的体力消耗愈来愈高，又没有人为的运动去帮助平衡热量的摄人和支出，因而造成肥胖；
　　褐色脂肪细胞功能不全说——在肥胖动物身上发现：它们主管体温维持的褐色脂肪细胞分解脂肪的能力下降，因而造成体脂过多堆积，人是否同样尚不肯定。
　　总之，月巴胖的原因是多方面的，综合性的，但根本的一条就是热量在体内的蓄积超过了消耗。
　　(二)肥胖的危害
　　肥胖与人体的健康有着密切的关系，肥胖是导致心血管系统疾病的直接原因之一。它可以引起血胆固醇、甘油三脂浓度上升，高密度脂蛋白浓度下降；引起高血压和非胰岛素依赖型糖尿病(80％的糖尿病患者体重都超重)；肥胖还可导致肾功能异常；肥胖者由于胸腔扩张阻力加大而出现某些呼吸疾病；肥胖者患某些癌症的可能性也加大，如绝经后肥胖妇女患子宫内膜癌的概率为正常妇女的5倍；肥胖还会造成各种心理障碍。
　　肥胖者不仅易患某些疾病，且患病后死亡率也较高，尤其是非胰岛素依赖型糖尿病的患者，男患者体重为标准体重的140％或更重时，死亡率为标准体重男患者的5．2倍，女性则可达7．9倍(表15-3)。
　　二、不同控体重方法的生物化学特点
　　防止体重过多增长的基本原则就是调整好能量摄人及消耗之间的平衡关系。对于肥胖者来说，控体重通常采用的方式也是从减少摄人或／和增加消耗来考虑的。
　　(一)膳食控制法
　　这种方法主要是减少摄人使体内蓄积的过多能量被消耗掉以达到减肥目的。如：一名85千克的妇女，每天的能量消耗平均为2800千卡，当她用膳食控制法来减肥时，每天少吃1000千卡热量的食物，7天少摄人的总热量为7000千卡，相当于1千克左右的体脂。这种情况下，实际体重的减轻量应该在1千克以上，其中体脂下降不到1千克。因为机体首先动用的是体内的糖原储备，糖的产热量较脂肪少，而且储备时的含水量较大。因此，刚开始控制膳食期间，体重下降速度较快，但减掉的主要是糖和水分，体脂减得并不多。随着体重进一步的减轻，脂肪动用的比例加大，如果该妇女仍坚持每天少摄人1000千卡热量，则其体脂减少的速度将可以达到0．5千克／3．5天。但通过膳食控制来减体重；往往会出现反弹，并且减掉的主要是瘦体重和水分，这会造成限食者的营养不良、体力不佳、代谢紊乱、基础代谢率低下等一系列不良后果，并且不能起到改善体成分的作用。另外，有一种理论认为：人的体脂含量有一“调定点”，机体内部的调控机制将把体脂百分数调定在某一值上，而不是可以随意减下去的(图15-1)。事实上，现在人们的热量摄人在日益减少，但体重却呈增加的趋势。因此，仅仅靠减少热量摄人是难以达到长期控体重目的的。
　　(二)有氧代谢运动
　　1．降体重的生化特点
　　在不控制膳食的情况下，有规律地进行有氧代谢运动；就可以获得最佳的体重和体成分，这是因为有氧运动可大大提高机体的热量消耗。如：最大有氧运动可使能量消耗提高                         10—20倍。运动后数小时内，机体仍会保持较高代谢速率，
并有食欲减退的现象。这种运动减体重的效果与参加者开始的肥胖程度有关。一般来说，肥胖者较体重和体脂正常的人下降的速度更快。另外，运动还可以改变体成分(运动减肥减掉的主要是体脂)，使机体的基础代谢率提高，减少对能量的蓄积。
　　2．影响因素
　　影响运动减体重的因素有运动强度、时间以及频率。为减1千克体重，机体要消耗7000卡的热量。因此，长时间动用大肌肉群的运动，如：步行、长跑、跳绳、骑车和游泳是较理想的。这些周期性的运动消耗能量大，可以促进脂代谢，降低体脂，改善血压，提高心功能。每天中速步行30分钟，可以多消耗300卡热量，24天可以减体脂1千克，一年就可以减近15千克的体脂。每次运动时间的长短，决定了运动的总耗能量，因此，它是决定运动减肥效果的最重要的因素。肥胖者刚开始运动减肥时，运动强度可以不大，只要运动时间够长，就可以消耗大量的能量。这样可以避免刚开始运动时强度大承受不了而放弃的后果。以步行为例，每天分别走15、30和45分钟，20周后，参加步行的人体脂、体重都明显下降了，其中，步行45分钟的人体脂减少得最多。
通过有氧代谢运动来减体重，坚持进行经常性的、有规律的运动是成功的关键。表15-4是一组16周步行减肥的情况。参加者们每周走5天，每天90分钟，16周体重平均减少6千克，体脂下降18．6％—23．5％，还伴随着其他身体机能的改善。另外，对比每周运动2、3及4天的减肥效果；运动3、4天减体重、体脂百分比和皮脂厚度更为有效。因此，运动减肥时每周至少参加3天运动，运动次数愈多，减肥效果会愈好。每次运动的时间至少要达到耗能300卡；这相当于中速或较快速的跑步、游泳或骑车20~30分钟。能耗过少的运动对减肥是没效果的。
　　(三)有氧代谢运动与膳食控制相结合对儿童或成人而言，将有氧代谢运动与膳食控制结合起来，是一种更灵活的改变摄能与耗能平衡的方法。它可以便减肥效果保持下去，这是单纯借助膳食控制来减肥所达不到的。
　　肥胖者若希望每周减0．5千克体重，20周减10千克体重，就意味着每周要少摄人3500卡，或每天500卡。每小时的中强度运动耗能350卡，每周3天，共多耗能1050卡。这样的话，每周只需少摄人2400卡热量就可以达到减重0．5
千克的目的。如果将运动的天数增至5天，则每周的节食量为1750卡。以此类推，如果每周运动5天，每天1小时，则无需服食就可以达到预期的减肥目的。将运动与膳食控制结合起采，即可以避免单独限食性减肥造成的瘦体重丢失的不良后果。有氧代谢运动可以促进脂肪分解供能，同时刺激肌肉蛋白质的合成。
　　(四)其他方法
　　肥胖者控体重还可采取外科手术，大量排汗，某些物理方法或服用轻度泻药和食欲抑制剂等药物的方法，但一定要在医生的指导下进行。
　　三、不同人群的肥胖及控体重问题
　　一般来说，肥胖及控体重的普遍规律性知识也适合老年、女子及儿童。但他们的肥胖及控体重问题又有千定的特殊性。
　　(一)老年人的肥胖与控体重
　　1．问题的提出
　　老年人愈瘦愈好的说法并没有科学依据，相反，老年人体重稍超平均水平反而有利于健康。当然，这并不意味着老年人肥胖对健康无害。与一般成人相同，老年人过于肥胖同样易患某些疾病并加重这些疾病的危害。因此，老年肥胖者也要控体重。
　　老年人控体重也应采取有氧代谢运动的方式。这种运动不仅可以达到消耗体脂的目的，还可以降低有中、轻度高血压者的血压。
　　2．老年人肥胖的健康问题
　　肥胖同样会引起老年人血脂出现有害于健康的变化。例如：高水平低密度脂蛋白(LDL)、总胆固醇和甘油三酯、低水平高密度脂蛋白(HDL)等。运动则可使血脂成分向有，利于健康的方向转变。两千多名50—89岁的老人中，经常运动的HDL水平较不运动的高，而血甘油三酯水平却较低。运动对老年人血脂成分的影响还存在着性别差异。男性老人； HDL及甘油三酯的变化幅度与运动强度呈正比，而女性老人则在中、低强度运动时变动更大。
非胰岛素依赖型糖尿病是最普遍的老年疾病之一，而控制这种疾病的重要方法就是膳食控制和运动。从对该病的预防来讲，终身运动而不是老年运动才是有效的。但多运动可以延缓病情的发展。对超重、患高血压并有家族病史的人而言，运动仍是预防该病的有效方法，对中老年人而言，运动能最有效地减低该病的威胁。
　　3．老年人减肥的运动处方
　　步行是老年人最理想的运动方式，它需要持续用各大肌群，还可使下肢承重(有利于增加下肢骨密度及肌肉力量)，而且危险性最小。步行的强度应控制在中低强度，老年人若要参加60％最大摄氧量或以上强度的运动，必须先进行健康检查，而且要重视准备和整理活动，运动强度的加大也要慢慢进行，以保证对老年人健康的促进作用。
　　(二)女子肥胖与控体重
　　1．女子减肥时脂代谢特点
　　(1)性别差异：脂代谢是存在性别差异的。体重正常的男女进行同样的运动，男子体脂下降，而女子的体脂则投有明显的变化。对运动时的耗能量进行测定，可以看到，进行相同强度的运动时，女子的耗能量较男子少40％。
　　(2)女子不同身体部位的脂肪代谢活跃程度不同：腹部脂肪组织的脂蛋白脂酶较腿部的活性低，因而腹部脂肪较难较少。机体内的甘油三酯主要储存在腹部。
　　(3)女子在不同生理周期中体内脂代谢的活性不同：哺乳期腿部及腹部的脂肪分解都较正常及怀孕期活跃。
　　2．女子的减肥
　　肥胖妇女可以通过运动减肥。若采用步行的方式减肥，每天走100分钟，1年半可减重10千克，但如果步行的时间不足30分钟，则达不到减肥的效果。短时间、大强度的运动也可减肥。以80％最大心率运动，每周两次，17周后也可减重5．4千克。运动除了可以增加能耗外，还可以减少能量的摄人。因为运动会导致体内儿茶酚胺类物质浓度、体核温度及某些厌食物质的增加，进而抑制食欲，减少进食。愈是强度大的运动，抑制作用愈明显。
　　肥胖妇女在进行运动减肥的初期可能不出现减重效果， 3个月后这种效果才明显。因此，必须坚持经常性的运动，才能达到减肥的目的。
　　美国运动医学院(ACSM，1990)推荐的肥胖妇女运动减肥的方法为：60％—90％最大心率或50％—85％最大摄氧量的强度，每周3-5次，每次20—60分钟的持续性有氧运动。
　　(三)儿童少年的肥胖及控体重
　　1．判断
　　儿童少年肥胖的判断标准一般用体重超标20％或体重／身高2(kg／m2)比超过30来定，也有用测定皮脂厚度和直观来判断的。每种方法虽然都有其局限性，但均能反映大多数儿童少年的情况。儿童少年的肥胖，已日益成为世界性酌问题。
　　2．肥胖的原因
　　儿童少年肥胖的原因从根本上讲也是由于能量摄入和消耗的不平衡造成的。吃得过多、不爱活动的生活习惯可以造、成这种不平衡。肥胖可以是由脂肪细胞的肥大和增生造成。前一种月巴胖减肥后可以得到很好的控制，而后一种肥胖就很难了。儿童少年的肥胖往往都是由脂肪细胞增生造成的。这种增生，在快速生长期尤其容易发生，如：妊娠后期、出生后的头2—3年以及青春期。这几个时期如果注意饮食营养，可以控制脂肪细胞的增殖。因此，在这几个时期一定要合理喂食，不能“填食”。肥胖是一个遗传度较高的身体指标，父母均正常的孩子肥胖的比率是7％，单亲肥胖的孩子肥胖的比率为40％，双亲肥胖的孩子肥胖的比率上升为80％。因此，有肥胖者的家庭更要注意对孩子的肥胖控制。
　　3．肥胖对健康的影响
　　肥胖给孩子带来的行动上的不便，造成他们不爱运动，而养成一种好静不好动的生活习惯。这种生活习惯，又使肥胖儿的身体机能水平下降，增加其成年后患冠心病、高血压和高血脂等疾病的可能性。儿童少年期的肥胖，尤期是青春期的肥胖，很可能在成年后也肥胖。
　　4．减肥
　　运动可以使肥胖儿的体脂下降，9—18个月的有氧运动可使肥胖孩子的体重下降5％—10％。运动配合膳食控制，则减肥效果更好。青春期的肥胖儿，分别参加运动配合节食减肥及单纯节食减肥。6个月后，前一种方法可以让孩子多
减掉2．4％的体脂。对那些过于肥胖的孩子，在运动中一定要严格把握，让其完成一定的运动量，以达到减肥的目的。
儿童少年肥胖者进行运动减肥时，应该采取安全可靠、简单易行的有氧运动，如：步行、慢跑、游泳、骑自行车等。在实施时，最好有组织地进行，以确保安全和有效。
通过参加运动，肥胖儿的体脂百分数可以下降，瘦体重增加，血压下降，心血管功能改善，血脂成分改善，如：升高血浆HDL水平(男孩可增加16％，女孩可增加19％)，降低LDL水平。

caokaiyun

真正的精华帖！

湖广山贼

学习，并收藏！

imdrj

好，，，，，，，，，！

菩提子

真正的精华帖！