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运动与脂肪代谢

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。

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