第3章脂代谢与运动

第第 3章章 脂肪代谢与运动能力脂肪代谢与运动能力高脂血症肥胖糖尿病脂肪肝冠心病胆石症肥胖阻塞性睡眠呼吸暂停综合症体内过度的脂肪积累成为影响健康、导致死亡的重要因素第一节 脂质概述 脂肪和类脂总称为脂类。特性： 不溶于水，易溶于有机溶剂。一、概念它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为 脂质或脂类 。化学组成： ( N、 P、 S）二、脂类的分类、含量、分布及生理功能分 类 含量 分 布 生理功能脂肪脂肪甘油三酯95脂肪组织血浆1. 储脂供能2. 提供必需脂肪酸3. 促进脂溶性维生素吸收4. 热垫作用5. 保护垫作用6. 构成血浆脂蛋白类脂类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂5 生物膜神经血浆1. 维持生物膜的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白脂质的 分类化学组成单纯脂复合脂： 磷脂、糖脂、脂蛋白衍生脂质： 取代烃、萜、固醇类、其它生物功能储存脂质结构脂质活性脂质饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单 多 三、脂质的生物学功能1）脂肪氧化释放能量2）复合脂和衍生脂是构成细胞的成分3）促进脂溶性维生素的吸收4）脂肪防震和隔热保温作用5）对糖和蛋白质的消耗具有节省作用第二节 脂肪的分解代谢当长时间运动引起肌糖原储量下降时，人体仍能保持亚极量强度（ 60-65最大摄氧量）运动。这一现象表明在中低强度运动中，脂肪分解能够提供运动肌所需的大部分能量。 骨骼肌、心肌等组织也有少量脂肪储存，水解生成的游离脂肪酸并不释放至血液，而是在细胞中氧化供能或合成脂肪。第二节 脂肪的分解代谢一、脂 肪的动员与水解 脂肪细胞内储存的脂肪经脂肪酶催化水解释放出脂肪酸，并进入血液循环供给全身各组织摄取利用的过程，称为 脂肪动员 。脂肪水解产生的脂肪酸只有部分量释放入血（约 1/3），动员入血的脂肪酸（为长链脂肪酸的形式，即软脂酸、硬脂酸和油酸等）立即与血浆清蛋白结合，以增加其水溶性，便于运输到各组织器官进一步代谢，而大部分脂肪酸在脂肪细胞内直接参与再酯化过程（约 2/3）。脂肪水解产生的甘油不能重新为细胞利用，基本上全部释放入血，经过血液循环运输到肝脏等组织进一步代谢。第二节 脂肪的分解代谢脂肪组织中甘油三酯在一系列脂肪酶催化下分解为脂肪酸和甘油的过程，称为 脂肪水解。脂肪水解甘油三酯甘油三酯脂肪酶H2O甘油二酯 +脂肪酸甘油一酯 +脂肪酸甘油 +脂肪酸甘油二酯脂肪酶H2O甘油一酯脂肪酶H2O第二节 脂肪的分解代谢二、甘油代谢(一 )甘油的分解代谢在中低强度运动时，骨骼肌、脂肪组织和血浆甘油三酯分解加强，释放出游离甘油。由于脂肪组织、骨骼肌和心肌细胞内甘油激酶活性很低，故直接利用很少，主要在 肝脏 中进一步代谢。甘油代谢的基本途径脂肪分解释放出的甘油，只能在肾、肝等少数组织被氧化利用，如下图所示，生成的磷酸二羟丙酮，进入糖代谢途径。ADP甘油甘油糖原糖原CO2+H2O乳酸乳酸ATPNAD+ NADH+H+a-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油氧化过程 ATP的合成由于肌肉中缺乏磷酸甘油激酶，故甘油不能直接为肌肉供能。在肝脏，每分子甘油氧化生成乳酸时，释放能量可合成 4ATP；如果完全氧化生成 CO2和 H2O时，则释放出的能量可合成 22ATP。(4)第二节 脂肪的分解代谢二、甘油代谢（二）运动时甘油代谢的意义 2、甘油可作为脂肪分解的强度指标。1、作为糖异生的底物生成葡萄糖，每 2分子甘油经糖异生可合成 1分子葡萄糖。维持血糖水平，保证运动耐力正常发挥。第二节 脂肪的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢脂肪酸是长时间运动的基本燃料。脂肪酸是长时间运动的基本燃料。在有充足氧供给的情况下，脂肪酸 在线粒体内一系列酶的催化下，逐步裂解出乙酰 CoA，再经三羧酸循环和呼吸链的氧化，生成 CO2和 H2O，释放大量能量。肝脏、肌肉 进行脂肪酸氧化最活跃的组织最主要的氧化形式 -氧化（一） 脂肪酸 -氧化的基本过程在线粒体外膜，经酰基辅酶 A合成酶催化，并由 ATP提供2个高能磷酸键（ ATP AMP）， 脂肪酸与 CoA结合，生成脂酰 CoA。1、脂肪酸的活化 脂肪酸 脂酰 CoA（一） 脂肪酸 -氧化的基本过程2、脂酰 CoA进入线粒体脂酰辅酶 A不能直接穿过线粒体内膜，须借助内膜上肉碱转运机制被转运至线粒体内。（一） 脂肪酸 -氧化的基本过程3、脂酰 CoA的 氧化脂肪酰辅酶 A的氧化过程发生在脂肪酰基的- 碳原子上，最终将 -碳原子氧化成一个新的羧基，故称 - 氧化。每一次 - 氧化包括 4步连续的反应过程。（一） 脂肪酸 -氧化的基本过程- 氧化步骤 ： 4步反应 4种酶（脂酰 -CoA脱氢酶、烯脂酰 -CoA水合酶、羟脂酰 -CoA脱氢酶、 - 酮脂酰 -CoA硫解酶）脂肪酸氧化每次降解下一个 2碳单元，氧化是从羧基端的 - 位碳原子开始的，称为 - 氧化。反应为：脱氢、水化、再脱氢、硫解。每次 - 氧化生成：1个乙酰 -CoA、 1个 NADH、 1个 FADH2 。第二节 脂肪的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢（二）脂肪酸 -氧化 的生理意义1、体内脂肪酸分解的主要途径2、也是脂肪酸的改造过程。人体所需的脂肪酸链的长短不同，通过氧化可将长链脂肪酸改造成长度适宜的脂肪酸，供机体代谢所需。第二节 脂肪的分解代谢四、酮体代谢1、 酮体的生成酮体 是肝脏脂肪酸不彻底氧化产物。原料：乙酰原料：乙酰 CoA 乙酰乙酸- 羟丁酸丙酮酮体酮体四、酮体代谢2、 酮体的利用u 主要发生在 心肌 、 骨骼肌 、 神经系统 、 肾脏u 在这些组织的线粒体内有活性很强的代谢酮体的酶系。乙酰乙酸 羟丁酸 乙酰辅酶 A三羧酸循环 CO2+H2O丙酮 丙酮酸 或 乳酸 葡萄糖糖异生 羟丁酸 羟丁酸脱氢酶乙酰乙酸乙酰乙酸硫激酶 （大脑、肾脏）琥珀酰辅酶 A转硫酶 （心肌、骨骼肌） 三羧酸循环CO2+H2O乙酰乙酸 乙酰辅酶 A酮体生成后透过细胞膜进入血液，成为血酮体。血酮体浓度一般 0.2mmol/ L。运动对血酮体的影响，主要发生在运动对血酮体的影响，主要发生在 中低强度长时间运动中低强度长时间运动 中中。短时间剧烈运动后，血酮体无明显改变；长时间耐力运动。短时间剧烈运动后，血酮体无明显改变；长时间耐力运动时，尤其糖储备低下时，血酮体明显升高，并与血浆时，尤其糖储备低下时，血酮体明显升高，并与血浆 FFA浓度浓度升高一致。升高一致。血、尿酮体水平血、尿酮体水平 能间接反映体内糖储备状况。能间接反映体内糖储备状况。四、酮体代谢3、运动时血酮体动力学变化酮血症 酮症酸中毒第二节 脂肪的分解代谢四、酮体代谢4、酮体生成在运动中的意义（ 1） 酮体是体内能源物质转运输的一种形式酮体是体内能源物质转运输的一种形式（ 2） 参与脑组织和肌肉的能量代谢参与脑组织和肌肉的能量代谢（ 3） 参与脂肪酸动员的调节参与脂肪酸动员的调节（ 4） 血、尿酮体浓度可评定体内糖储备状况血、尿酮体浓度可评定体内糖储备状况1）酮体是体内能源物质转运输的一种形式 酮体是肝脏脂肪酸代谢的中间产物。 酮体是水溶性物质，易于在血液中运输，并可通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，迅速被肝外组织摄取利用。因此，酮体是长时间耐力运动时大脑和肌