《磷酸原代谢与运动》PPT课件.ppt

磷酸原代谢与运动,主要内容,ATP的代谢CP的代谢磷酸原的供能特点磷酸原代谢能力的训练训练对磷酸原代谢系统的影响磷酸原供能能力的评定营养,ATP的代谢,ATP的分子结构与功能ATP的合成ATP的水解供能肌肉ATP的储量和运动的影响,ATP的分子结构,一个嘌呤一个核糖三个磷酸基团,(二)ATP的生物学功能,1.生命活动的直接能源ATPADP循环是人体内能量转换的基本方式，它维系着能量的释放、储存和利用。2.合成磷酸肌酸ATPCADP+CP3.参与构成一些重要辅酶 NAD NADP FAD CoA4.提供物质代谢时需要的能量,（二）ATP再合成途径,（1）磷酸肌酸分解构成磷酸原供能系统；（2）糖无氧分解构成糖酵解供能系统；（3）糖、脂肪、蛋白质有氧氧化构成有氧代谢 供能系统。,ADP+Pi+能量ATP+H2O,生物氧化过程中ATP的生成,底物水平磷酸化氧化磷酸化磷氧比值（P/O比值）,ATP水解供能,ATP+H2OADP+Pi+30.6KJ/molADP+H2OAMP+Pi+30.6KJ/mol机械能（肌肉收缩）渗透能（物质主动转运）化学能（合成代谢）电能（生物电）热能（维持体温）,肌肉ATP储量和运动的影响,储量：5-7mmol千克干肌，供肌肉最大强度运动不到1秒钟转换率高，100米跑转换率提高1000倍之多ADP、AMP,促进糖酵解及有氧氧化,CP的代谢,CP的合成和生物学功能CP在细胞内的储量及分解,CP的合成和生物学功能,精氨酸,甘氨酸,蛋氨酸,肾或胰脏,胍基乙酸,合成,肝,甲基化,肌酸,血,肌肉吸收（约占95）,CP（6065）,氧化磷酸化,ADP ATP,肌酸,磷酸肌酸CP是肌酸C的磷酸化形式,CP的生物学功能,高能磷酸基团的储存库线粒体内外能量的转运,CP在细胞内的储量及分解,储量15-20mmol/千克干肌（MR25-30）是ATP的3-5倍分解与合成CP+ADP,CK,ATP+C,CK,MB,MM,BB,运动时骨骼肌内三大供能系统磷酸原供能系统糖酵解供能系统有氧代谢供能系统,运动时骨骼肌供能系统,无氧代谢供能系统,有氧代谢供能系统,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，故将ATP、CP合称磷酸原。由ATP、CP分解反应组成的供能系统称为磷酸原供能系统。,磷酸原供能系统,（一）磷酸原系统供能代谢的过程及特点,1 过程ATP ATP酶,ADP+,肌酸+,能量（作功）,ADP+,CP,CK（肌酸激酶）,ATP+,C（肌酸）,2ADP,MK（肌激酶）,ATP+,AMP,AMP,AMP脱氨酶,IMP+,NH3,短时极量强度运动时,2 特点,最早最快被启动场所：肌细胞质条件：不需要氧气输出功率：干肌.秒持续时间：6-8秒，一般不超过10秒与运动能力：速度、爆发力,3意义,10秒以内最大强度运动的主要来源肌肉含量的多少决定快速供能的时间CP转化为ATP的速度影响功率输出，决定最大爆发力为激活糖酵解提供过度时间,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,一、训练计划应遵循的生化原则,（一）超负荷原则,（二）特异性原则,代谢能力训练,（三）特异性原则,二、制定训练计划的基本程序,（一）了解不同项目的代谢类型,（二）明确各专项供能特点,（三）了解不同训练方法的供能特点,（四）了解运动后能源物质恢复特点,三、各体育项目的代谢类型,举重 投掷 跳高 跳远,200米跑50米自由泳、短距离滑冰篮球、足球垒球、摔跤柔道、体操,400米跑100米游泳1公里自行车,800米跑1500米跑、200米游泳400米游泳,3000米跑5000米跑马拉松跑1500米游泳越野滑雪公路自行车公路竞走,4分钟 2 28 70,1分钟 8 62 30,最大用力时间 ATP-CP系统 糖酵解系统 有氧代谢,5秒钟 85 10 5,10秒钟 50 35 15,30秒 15 65 20,2分钟 4 46 50,10分钟 1 9 90,30分钟 1 4 95,四、不同时间全力运动时无氧代谢和有氧代谢的供能比例（%）,60分钟 0 2 98,120分钟 0 1 99,磷酸原代谢类型,特征：持续时间短，强度大。一般与运动员速度和爆发力有关。体育项目：举重、短跑、跳高、投掷类运动。,（一）训练方法的生物化学基础,（二）训练方法的基本特点,（三）训练方法,一、提高磷酸原代谢能力的训练方法,1.决定于磷酸原的供能时间,供能时间短:,（一）训练方法的生化基础,2.决定于磷酸原的恢复时间,半时反应约为？秒。,(二)训练方法的基本特点,运动时间和强度 最大强度或最大力量，时间不超过10秒。间歇时间 最适宜的间歇时间应为秒左右。,（三）训练方法,1.无氧-低乳酸的训练方法,2.重复训练法,基本方法：无氧低乳酸的训练方法。重复10秒左右的最大强度运动，休息间歇要长于30秒，可延长至6090秒。原则要求：最大速度或力量练习，时间不超过10秒每次练习的休息间歇不低于30秒，一般可选择、3090秒。成组练习的间歇不短于23分钟，通常45分钟。,低乳酸原则,2.重复训练法,运动时间需要控制在10秒钟内，如短跑训练的20-60m行进间跑、30-60m成组跑、篮球训练中10秒内的30m跑、运球跑、曲线变向跑、10m冲刺跑等。,100米跑中不同距离，肌中ATP、CP乳酸和血乳酸、pH关系,1、40-60米段速度最快，CP下降最明显，而ATP在不同段变化都不大。,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，输出功率下降，跑速减慢。,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例。故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。即有一定比例的长于10秒的高速度耐力训练。,结 论,图1 6秒冲刺，30秒、60秒间歇休息时平均输出功率,功率（瓦）,运动训练对磷酸原系统的影响,提高ATP酶活性提高CK酶活性提高CP储量对ATP储量影响不明显,磷酸原供能能力的评定,尿肌酐评定法10秒内快速运动评定法磷酸原能商评定,磷酸原糖酵解代谢类型,特征：供能介于磷酸原和糖酵解之间，时间相对于磷酸原供能又较长。运动项目：200米跑，50米游泳，短距离滑冰 体操，柔道等。,糖酵解代谢类型,特征：无氧代谢为主，产生乳酸，持续时间小于23分钟，与速度、速度耐力有关。运动项目：400米跑、100游泳、1公里自行车等。,糖酵解有氧代谢类型,特征：供能介于糖酵解和有氧氧化之间。对无氧和有氧代谢能力要求较强。运动项目：800米跑、1500米跑、200米游泳等。,有氧代谢类型,特征：有氧供能，时间较长，与有氧耐力有关。运动项目：3000米跑、马拉松跑、1500米游泳等。,各体育项目的代谢类型,举重、投掷、跳高、跳远、撑竿跳、短距离自行车、高尔夫、100米跑,200米跑、50米自由泳、短距离滑冰、篮球、足球、垒球、摔跤、柔道、体操等,400米跑、100米游泳、1公里自行车,800米跑、1500米跑、200米游泳、400米游泳,3000米跑、5000米跑、马拉松跑、1500米游泳、越野滑雪、公路自行车、公路竞走,磷酸原代谢类型,磷酸原 糖酵解 代谢类型,糖酵解有氧代谢 类 型,4分钟 2 28 70,1分钟 8 62 30,最大用力时间 ATP-CP系统 糖酵解系统 有氧代谢,5秒钟 85 10 5,10秒钟 50 35 15,30秒 15 65 20,2分钟 4 46 50,10分钟 1 9 90,30分钟 1 4 95,不同时间全力运动时无氧代谢和有氧代谢的供能比例（%）,60分钟 0 2 98,120分钟 0 1 99,二、影响人体运动能力的因素,年龄、性别和肌肉质量肌肉结构和机能的影响肌肉形态和肌纤维类型：白肌纤维比例供能物质含量：CP的储量反应产物的堆积：乳酸的积累遗传因素训练的影响,（一）影响人体无氧代谢能力的因素,年龄、性别和肌肉质量,年龄：生长期的机体无氧代谢能力随年龄增长而增大，在20岁时达最大。性别：一般女性的无氧代谢能力低与男性。肌肉质量：与运动员瘦体重有一定关系。,遗传的影响,有关无氧代谢能力的某些参数的遗传度,训练的影响,短时间无氧能力（小于10秒）：可训性较小。长时间无氧运动（如90秒钟）：可训性较大。,（二）影响人体有氧代谢能力的因素,最大转运氧能力肌肉利用氧的能力,最大转运氧能力,肺转运氧血液携氧量每分心输出量,肌肉微血管密度肌红蛋白含量线立体有氧代谢酶活性线立体数目和体积供能物质的选择性利用等,肌肉利用氧的能力,运动性疲劳的生物化学,运动性疲劳的概念运动性疲劳的分类不同时间全力运动疲劳时的代谢特征不同代谢类型运动项目疲劳时代谢特点,运动性疲劳的概念,机体生理过程不能持续其机能在一特定水平上和（或）各器官不能维持预定的运动强度。从生化角度来看：一是运动时能量体系输出的最大功率下降；二是肌肉力量下降或内脏器官功能下降而不能维持运动强度。,运动性疲劳的分类,躯体性疲劳中枢疲劳（部位 特征）外周疲劳（部位 特征）心理性疲劳,中枢疲劳,部位 起于大脑，止于脊髓运动神经元特征ATP浓度降低，ADP/ATP比值增大，氨基丁酸浓度升高。5-羟色胺等增加运动时氨基酸代谢增强，脑氨含量升高,外周疲劳,部位 起于神经肌肉接点，止于骨骼肌收缩蛋白。特征神经肌肉接点肌细胞膜代谢因素能源物质的耗竭代谢产物堆积,不同运动时间疲劳的生化特点,运动时间 疲劳的生化特点,05秒 与神经递质代谢有关510秒 ATP、CP减少，快肌中乳酸堆积1030秒 CP消耗最大，肌肉乳酸堆积增多30秒15分 血 乳酸 上升最高，PH值下降导致疲劳1560分 肌糖原消耗最大，体温升高 16小时 肌糖原下降，血糖下降，体温上升，脱水，电解质紊乱,不同代谢类型疲劳的生化特点,疲劳因素,磷酸原代谢类型,磷酸原代谢糖酵解类型,糖酵解类型,糖酵解类型、有氧代谢类型,有氧代谢类型,ATP减少%30 90 2030 30 不变CP减少%90以上 中 7590 65 50乳酸积累 少 少 最多 较多 少PH值下降 少 PH=6.6（肌）PH=6.6（肌）少肌糖原消耗 少 少 中 7590%以上离子变化 结合Ca2+减少 同前 离子平衡紊乱,无氧代谢类型的疲劳：CP储量的消耗，乳酸的积累，脑氨的升高有关。,有氧代谢类型的疲劳：肌糖原的消耗，血糖浓度的下降体温升高，脱水，无机盐的丢失及水溶性维生素的丢失。,运动后恢复的生物化学,超量恢复原理超量恢复原理的应用,超量恢复的规律,超量恢复原理：运动时物质的消耗随运动强度增大而增加，在一定范围内消耗越多，恢复过程中获得超量恢复越明显。,原来水平,运动,休息,超量恢复,在原水平波动,超量恢复学说由前苏联学者雅姆波斯卡娅提出，能源物质消耗和恢复过程的规律如下：,1、在适宜的刺激强度下，运动肌能源物质消耗量随强度增大而增加。,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。,超量恢复原理的应用,（一）确定训练课运动间歇的依据,半时反应：（Reaction of Half Time）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,磷酸原恢复的半时反应为2030秒，基本恢复的时间为25分钟，因此10秒之内的全力运动训练中，二次运动的间歇时间不能短于30秒，保证磷酸原在短时间至少恢复一半以上。,2、乳酸消除规律的应用,以糖酵解为主的运动项目，休息间歇主要考虑运动后乳酸消除的规律。,30秒全力运动的半时反应为60秒，最适宜的休息间歇为60秒左右。60秒全力运动的半时反应为34分钟，休息间歇要长达45分钟。,进行最大乳酸训练时，乳酸消除的半时反应为15分钟左右但又受休息方式的影响：积极性休息（半时反应时间为11分钟，1小时恢复安静水平。）消极性休息（半时反应时间为25分钟，2小时恢复安静水平。）,（一）训练期糖原超量恢复的应用,肌糖原超量恢复与膳食及运动模式有关肌糖原超量恢复的快慢和数量依赖于食物补充肌糖原超量恢复与运动水平有关。,1、持续性耐力训练后肌糖原的超量恢复,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。,糖原负荷法训练,2、大强度间歇运动后肌糖原的恢复,在恢复初期2小时内，不吃食物也有肌糖原恢复。,通过什么方式恢复？,ATP是肌肉工作时的唯一直接能源物质，肌肉工作时ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供应，必须通过其它能源物质分解代谢产生能量再合成ATP。,ATP,ADP+Pi+E,作功,1、CP,2、糖,3、糖、脂肪 蛋白质,4、2ADP,ATP,ATP,ATP,ATP,E,磷酸原代谢能力的训练,（一）生物化学理论依据,磷酸原供能系统的特征磷酸原恢复的半时反应,（二）训练方法的生物化学分析,基本事实：磷酸原是进行10秒以内最大功率输出的能量来源。基本思路：提高磷酸原系统的能力，应增加ATP、CP贮量以及提高10秒以内ATP再合成的能力。10秒以内的激烈运动，ATP再合成主要依靠CP，加速CP再合成ATP的化学反应需提高肌酸激酶（CK）的活性。,基本方法：无氧低乳酸的训练方法。重复10秒左右的最大强度运动，休息间歇要长于30秒，可延长至6090秒。原则要求：最大速度或力量练习，时间不超过10秒每次练习的休息间歇不低于30秒，一般可选择、3090秒。成组练习的间歇不短于23分钟，通常45分钟。,图1 6秒冲刺，30秒、60秒间歇休息时平均输出功率,功率（瓦）,运动训练对磷酸原系统的影响,提高ATP酶活性提高CK酶活性提高CP储量对ATP储量影响不明显,磷酸原供能能力的评定,尿肌酐评定法10秒内快速运动评定法磷酸原能商评定,