《蛋白质代谢与运动》.ppt

第四章第四章 蛋白质代谢与运动蛋白质代谢与运动 教学目标教学目标1.1.掌握蛋白质的概念、分子组成和掌握蛋白质的概念、分子组成和 基本代谢过程，以及运动时蛋白质基本代谢过程，以及运动时蛋白质 氨基酸代谢变化的一般规律；氨基酸代谢变化的一般规律；2.2.理解蛋白质结构与功能的辩证关系；理解蛋白质结构与功能的辩证关系；3.3.了解运动与蛋白质代谢和氨基酸代了解运动与蛋白质代谢和氨基酸代 谢的适应；谢的适应；4.4.学会运用本章所学知识分析运动实践学会运用本章所学知识分析运动实践中有关运动因素与蛋白质代谢变化的关系中有关运动因素与蛋白质代谢变化的关系.第一节第一节 蛋白质概述蛋白质概述一、蛋白质的概念与功能一、蛋白质的概念与功能蛋白质：是指含氮的蛋白质：是指含氮的一类有机化合物，是一类有机化合物，是由氨基酸组成的高分由氨基酸组成的高分子有机化合物。子有机化合物。蛋白质的化学组成：碳（蛋白质的化学组成：碳（50%）、氢（）、氢（7%）、氧（）、氧（23%）、氮（）、氮（16%）、）、硫（硫（0-3%）、其它元素微量；蛋白质的平均含氮量为）、其它元素微量；蛋白质的平均含氮量为16%。（二）蛋白质分类（二）蛋白质分类分类分类单纯蛋白质（如清蛋白、球蛋白、组蛋白、谷蛋白、硬蛋白等）单纯蛋白质（如清蛋白、球蛋白、组蛋白、谷蛋白、硬蛋白等）结合结合蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金属蛋白、黄素蛋白等）蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金属蛋白、黄素蛋白等）分类分类：酶、调节蛋白、结构蛋白、转运蛋白等等；酶、调节蛋白、结构蛋白、转运蛋白等等；分类分类纤维状蛋白质（一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白、弹性蛋白、纤维状蛋白质（一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白、肌球蛋白等）角蛋白、丝蛋白、肌球蛋白等）球状蛋白质（可溶性好。典型的有：胞质酶类等）球状蛋白质（可溶性好。典型的有：胞质酶类等）膜膜蛋白（与细胞的膜系统结合而存在）蛋白（与细胞的膜系统结合而存在）1.机体最主要的结构成分2.承担多种重要的生理功能3.机体能源物质之一（三）蛋白质的功能（三）蛋白质的功能二、蛋白质的分子组成二、蛋白质的分子组成（一）蛋白质的基本组成（一）蛋白质的基本组成氨基酸氨基酸（二）蛋白质的分子组成与结构（二）蛋白质的分子组成与结构三、蛋白质的结构与功能第二节第二节 蛋白质和氨基酸蛋白质和氨基酸 的代谢过程的代谢过程由于氮是蛋白质特有的元素，由于氮是蛋白质特有的元素，因此追踪氮的摄取和排泄，因此追踪氮的摄取和排泄，可以反映蛋白质的利用状况。可以反映蛋白质的利用状况。氮平衡氮平衡 摄取之氮摄取之氮 排泄之氮排泄之氮 (粪便、尿、汗粪便、尿、汗)负氮平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗负氮平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗 平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗 正氮平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗正氮平衡：蛋白质摄入蛋白质消耗 生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为人每日蛋白质需要量为80g。蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值必需氨基酸必需氨基酸:指体内需要而又不能自身合成，必须由食物指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。包括赖、色、苯丙、蛋、苏、亮、异亮及供给的氨基酸。包括赖、色、苯丙、蛋、苏、亮、异亮及缬氨酸缬氨酸其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。假假 设设 来来 写写 一一 两两 本本 书书甲硫甲硫(蛋蛋)色色 赖赖 缬缬 异亮异亮 亮亮 苯丙苯丙 苏苏蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。种类、量质比。蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。基酸可以互相补充而提高营养价值。如：如：谷类：色氨酸多，赖氨酸少谷类：色氨酸多，赖氨酸少 豆类：色氨酸少，赖氨酸多豆类：色氨酸少，赖氨酸多氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质的转换更新一、体内蛋白质的转换更新体内蛋白质更新的意义：体内蛋白质更新的意义：1.1.某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响代谢某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响代谢过程与生理功能。过程与生理功能。2.2.某些异常或损伤的蛋白质也必须通过更新而被某些异常或损伤的蛋白质也必须通过更新而被清除。清除。氨基酸代谢库食物蛋白经消化吸收食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）（内源性氨基酸）混在一起，分布于体混在一起，分布于体内各处参与代谢，称内各处参与代谢，称为为氨基酸代谢库。氨基酸代谢库。氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用定义定义指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式方式氧化脱氨氧化脱氨基基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基 转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环氨基酸分解代谢的基本过程氨基酸分解代谢的基本过程氧化脱氨基作用：氧化脱氨基作用：是指在酶的催化下氨基酸在氧化脱氢的同时脱去氨基的过程是指在酶的催化下氨基酸在氧化脱氢的同时脱去氨基的过程 谷氨酸 转转 氨氨 基基 作作 用用指指的的是是一一种种氨氨基基酸酸alpha-氨氨基基转转移移到到一一种种alpha-酮酮酸酸上上的的过过程程。转转氨氨基基作作用用是是氨氨基基酸酸脱脱氨氨基基作作用用的的一一种种途途径径。其其实实可可以以看看成成是是氨氨基基酸酸的的氨氨基基与与alpha-酮酮酸酸的的酮酮基基进进行行了了交交换换。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。必需氨基酸的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义意义联合脱氨基作用联合脱氨基作用 由两种（以上）酶的联合催化作用由两种（以上）酶的联合催化作用使氨基酸的使氨基酸的-氨基脱下并产生游离氨的过氨基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用。程称为联合脱氨基作用。1.定义定义2.类型类型 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用联合脱氨基作用:所谓联合脱氨基，是指氨基酸的所谓联合脱氨基，是指氨基酸的转氨基作用转氨基作用和和氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用的联合，其过程是氨基酸首先与的联合，其过程是氨基酸首先与酮戊二酸在转氨酶催酮戊二酸在转氨酶催化下生成相应的化下生成相应的酮酸和谷氨酸，谷氨酸在酮酸和谷氨酸，谷氨酸在L-谷氨酸脱氢酶作用下生成谷氨酸脱氢酶作用下生成酮戊二酸和氨，酮戊二酸和氨，酮戊二酸再继续参与转氨基作用。酮戊二酸再继续参与转氨基作用。(可逆反应可逆反应)氨是机体正常代谢产物，具有毒性。氨是机体正常代谢产物，具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 0.6mol/L。氨氨 的的 代代 谢谢一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路1.1.血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶2.血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。氨的排泄：氨的排泄：氨的排泄：氨的排泄：在肾脏以铵盐形式排出；在肾脏以铵盐形式排出；在肝脏中经过尿素循环合成尿素，随尿排出在肝脏中经过尿素循环合成尿素，随尿排出(主要在肝细胞的线粒主要在肝细胞的线粒体及胞液中体及胞液中)。氨的转运氨的转运1.丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环反应过程反应过程生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖高血氨症和氨中毒高血氨症和氨中毒血氨浓度血氨浓度 高血氨症高血氨症常见原因：肝功能严重损害、尿素合成的酶缺陷常见原因：肝功能严重损害、尿素合成的酶缺陷肝昏迷氨中毒的机理：肝昏迷氨中毒的机理：肝损害肝损害解氨毒解氨毒血血NH3NH3-酮戊二酸酮戊二酸GluGlnATP脑功能障碍脑功能障碍NH3血脑屏障血脑屏障血液血液脑组脑组织织（三）酮酸代谢（三）酮酸代谢（1 1）氧化供能）氧化供能（2 2）经氨基化生成非必需氨基酸）经氨基化生成非必需氨基酸（3 3）转变为糖和脂质及其代谢物）转变为糖和脂质及其代谢物第三节第三节 运动时蛋白质的代谢运动时蛋白质的代谢一、蛋白质代谢与运动适应一、蛋白质代谢与运动适应二、外源性蛋白质与蛋白质代谢二、外源性蛋白质与蛋白质代谢第四节第四节 运动时氨基酸代谢运动时氨基酸代谢蛋白质降解蛋白质降解蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸分解代谢分解代谢新蛋白质合成新蛋白质合成一、骨骼肌的氨基酸代谢与运动一、骨骼肌的氨基酸代谢与运动丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径丙丙氨氨酸酸丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖一、骨骼肌的氨基酸代谢与运动一、骨骼肌的氨基酸代谢与运动二、个别氨基酸代谢与运动（一）谷氨酰胺的代谢与运动（一）谷氨酰胺的代谢与运动运动运动丙酮酸数量增加呼吸链谷氨酰胺+谷氨酸脂肪酸乙酰辅酶A丙氨酸+-酮戊二酸-酮戊二酸三羧酸循环肌糖原能量能量lL谷氨酰胺（以下称谷氨酰胺）是肌肉中最丰富的游谷氨酰胺（以下称谷氨酰胺）是肌肉中最丰富的游离氨基酸。谷氨酰胺不是必需氨基酸，它在人体内可离氨基酸。谷氨酰胺不是必需氨基酸，它在人体内可由谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸合成。在疾病、营养状由谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸合成。在疾病、营养状态不佳或高强度运动等应激状态下，机体对谷氨酰胺态不佳或高强度运动等应激状态下，机体对谷氨酰胺的需求量增加以致机体自身合成不能满足。的需求量增加以致机体自身合成不能满足。l谷氨酰胺的谷氨酰胺的作用：作用：l1、增长肌肉，这主要是通过以下几个方面来实现的：、增长肌肉，这主要是通过以下几个方面来实现的：为机体提供必需的氮源，促进肌细胞内蛋白质合成；为机体提供必需的氮源，促进肌细胞内蛋白质合成；通过细胞增容作用，促进肌细胞的生长和分化；刺激通过细胞增容作用，促进肌细胞的生长和分化；刺激生长激素、胰岛素和睾酮的分泌，使机体处于合成状生长激素、胰岛素和睾酮的分泌，使机体处于合成状态。态。l2、增加力量，提高耐力。、增加力量，提高耐力。l3、谷氨酰胺不仅是免疫系统的重要燃料，还可增强免、谷氨酰胺不仅是免疫系统的重要燃料，还可增强免疫系统的功能。疫系统的功能。l在竞技体育运动训练中，血浆谷氨酰胺水平作为评价在竞技体育运动训练中，血浆谷氨酰胺水平作为评价过度训练的一个指标倍受关注。测定血液中的谷氨酰过度训练的一个指标倍受关注。测定血液中的谷氨酰胺含量可作为过度训练的监测、评价指标。胺含量可作为过度训练的监测、评价指标。（二）支链氨基酸的代谢与运动（二）支链氨基酸的代谢与运动 支链氨基酸是必须氨基酸，可作为合成谷支链氨基酸是必须氨基酸，可作为合成谷氨酰胺的基质物，也可直接用作细胞燃料。氨酰胺的基质物，也可直接用作细胞燃料。补充补充BCAA 的依据主要体现在两个方面：的依据主要体现在两个方面：（1）可提高持续运动中人体的耐力，改善人）可提高持续运动中人体的耐力，改善人体大脑中枢的抗疲劳能力。体大脑中枢的抗疲劳能力。（2）促进肌肉力量增长。）促进肌肉力量增长。补充补充BCAA可以阻断色氨酸的运转，改善中枢可以阻断色氨酸的运转，改善中枢神经系统的技能，延缓和推迟疲劳的产生。神经系统的技能，延缓和推迟疲劳的产生。研究证明研究证明BCAA对促进体内蛋白的合成和对促进体内蛋白的合成和/或减少体内蛋白的分解起着重要作用。或减少体内蛋白的分解起着重要作用。BCAA的膳食推荐量的膳食推荐量3克克/日，安全补充量日，安全补充量520克克/日。不宜大剂量补充。日。不宜大剂量补充。