第一章三大能量物质.ppt

运动营养学,第一章 营养素第一节运动和糖,一 糖类的种类,不都是甜的。甜度不属于糖类的物理性质，它是一种感觉。甜的不一定是糖，比如：糖精,思考,糖类都是甜的？甜能够作为判断糖类物质和非糖物质的标准吗？,糖类，又称碳水化合物，是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。碳水化合物（carbohydrate）名字的来由是生物化学家在先前发现糖类化合物的分子式都能写成Cn(H2O)m，故以为是碳和水的化合物。,鼠李糖(C6H12O5)，是糖吗？甲醛(CH2O)，是糖吗？,判断,Cn(H2O)m已不能作为判断糖的标准。,细胞中的糖类,元素组成：种类：,而单糖、二糖、多糖是怎样区分的？,C、H、O,单糖、二糖、多糖,单糖,不能水解的糖，可直接被细胞吸收。,六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖（C6H12O6）,五碳糖：核糖（C5H10O5）脱氧核糖（C5H10O4）,那些糖是动植物细胞共有的糖？,葡萄糖、核糖、脱氧核糖,思考,功能？,核糖,脱氧核糖,葡萄糖,果糖,半乳糖,动植物细胞中都有,动植物细胞中都有,动植物细胞中都有,植物细胞中,动物细胞中,组成RNA的成分,组成DNA的成分,主要的能源物质,提供能量,提供能量,二糖,由两分子单糖经脱水缩合而成,发芽的小麦、谷粒中含量丰富,那些是动物细胞内的糖，那些是植物细胞内的糖？,功能？,麦芽糖,蔗糖,乳糖,发芽的小麦、谷粒中含量丰富,蔗糖、甜菜中含量丰富,人和动物乳汁中含量丰富,都能提供能量,多糖,由许多葡萄糖分子连接而成,植物细胞壁电镜扫描 纤维素 肝脏中的糖原 麦子（淀粉）,功能？,多糖的最终水解产物是什么？,淀粉,纤维素,肝糖原,肌糖原,植物细胞中,植物细胞的细胞壁中,动物的肝脏中,动物的肌肉组织中,储存能量,支持保护细胞,储存能量，调节血糖,储存能量,单糖、二糖和多糖的转化过程,单糖,二糖,多糖,膳食中糖的主要来源是谷类和根茎类食品，例如各种谷类（大米、小米、面粉、玉米等）、干豆类（黄豆、蚕豆等）、硬果类（栗子、花生等）和根茎类（土豆、红薯等）含糖比较丰富，其次还可来自各种纯糖（红糖、白糖、蜜糖、麦芽糖等）。蔬菜、水果中除含少量单糖外，还是纤维素和果胶主要来源。常用食品中糖的含量见表1-1。,二、糖的来源,表1-1 常用食物中糖的含量（克/100克）,（引自齐波人体营养与营养素）,糖在人体内的存在形式有3种，即肌糖原、肝糖原和血糖。糖在人体内总贮量为500克左右，其中肌糖原在人体内的贮量为400克左右，肝糖原在人体内的贮量为100克左右，血糖在人体内的贮量为5克左右。训练水平较高的运动员肌糖原贮量可高达600800克左右，肌糖原贮量愈高，运动员运动至疲劳的时间愈长，冲刺能力愈强，运动水平愈高。,三、人体内糖的贮量,（一）供给能量 这是糖类在体内最重要的生理功能。糖是机体最主要的供能物质。它在人体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收，葡萄糖能迅速氧化给机体供能。每克葡萄糖完全氧化可释放能量4千卡，即使在缺氧的条件下也能通过酵解作用为机体供能。它不但是肌肉活动时最有效的燃料，而且是心肌收缩时的应急能源，脑组织和红细胞也要靠血液中葡萄糖供给能量。,四、糖类的生理功能,由糖参与构成的糖蛋白、黏蛋白、糖脂和核酸等参与构成细胞核、细胞膜、细胞间质和结缔组织、神经鞘等，某些糖类还是构成一些具有重要生理功能的物质如抗体、酶、血型物质和激素的组成成分。,（二）构成机体成分和参与细胞多种活动,三羧酸循环是糖、脂肪、糖白质分解代谢中彻底氧化释放能量的一个共同途径。若缺乏糖，脂肪分解不能经三羧酸循环而完全氧化，因而形成丙酮、-羟丁酸和乙酰乙酸（即所谓的酮体）。当酮体在血液中达到一定浓度即发生酮病，引起酸中毒。体内糖代谢正常进行，将会减少酮体的生成。,（三）调节脂肪酸代谢,当蛋白质与糖一起被摄入时，氮在体内的贮留量比单独摄入蛋白质时要多。主要因为糖的氧化增加了ATP的形成，有利于氨基酸的活化以及蛋白质合成。当能量不足时，增加糖的供给量，可见氨基酸在血中的含量降低，且对其他组织的供应和尿素氮的排出减少，保留的氮重新被利用。这种糖节省蛋白质消耗的特异作用称为糖对蛋白质的保护作用。,（四）节省蛋白质,当肝糖原储备较充足时，肝脏对某些化学毒物如四氯化碳、酒精、砷等有较强的解毒能力；对各种细菌毒素的抵抗力增强。摄入足够的糖可使肝脏中肝糖原丰富，在一定程度上即可保持肝脏免受有害因素的损害，又能保持肝脏正常的解毒功能。,（五）保肝解毒作用,摄入含糖食物，容易增加饱腹感，尤其是吸收缓慢和抗消化吸收的糖，更能延长饥饿到来的时间。,（六）增加饱腹感,由于在长时间耐力运动和比赛中体内要消耗大量肌糖原和肝糖原，在运动前和运动后补充适量的糖是有好处的，可以防止低血糖发生，使血糖维持在较高水平上，推迟疲劳的产生，保持良好的耐力和最后冲刺的能力。关于服糖的类型、数量和补糖的方法目前已有不少研究。,五、运动过程中糖的补充,补充淀粉或葡萄糖有利于肌糖原的合成；补充果糖有利于肝糖原的合成，补给果糖时肝糖原合成的速度比以同样的方式补充葡萄糖提高3.7倍。目前给高水平运动员补糖大多补充低聚糖(含38 分子葡萄糖)，补充低聚糖有血液渗透压较小又易消化等优点。,（一）补糖的类型,1.运动前补糖在赛前补充糖时，每千克体重约补充克糖为宜，一次补糖的总量应控制在60克之内，补糖量不超过2克/千克体重。可在大运动量前数日内增加膳食中糖类至总能量的60%70%（或10克/千克体重）；在赛前14小时补糖15克/千克体重（宜采用液态糖）；不宜在赛前3090分钟内吃糖，以免血糖有下降；在赛前15分钟或赛前小时补糖，血糖升高快，补糖效果较佳，有利于提高运动员运动能力。,（二）补糖的方法,每隔3060分钟补充含糖饮料或容易吸收的含糖食物，补糖量一般不大于60克/千克体重，多数采取饮用含糖饮料的方法，少量多次；也可补充易消化的含糖食物。,2.运动中补糖,（二）补糖的方法,运动后补糖时间越早越好。理想的是在运动后即刻、头2小时以及每隔12小时连续补糖，运动后6小时以内，肌肉中糖原合成酶活性高，可使肌糖原的恢复达到最大，补糖效果最佳。,3.运动后补糖,（二）补糖的方法,很多人都认为，吃糖对人体有害无益，但不少学者就这一问题分别从食品营养与卫生、人体生物学、基础及临床医学、运动生理学等不同学科，对食糖与健康的关系进行了科学的论证，做出了“适量吃糖，有利于人体健康”这一论断。其理由有：,六、糖营养与健康,糖是人体重要的结构物质，其生理功能具有不可替代性。糖是经绿色植物光合作用合成的有机物。糖在人体内的代谢过程中，经过“燃烧”释放能量，供人体运动及生长需要，人的脑组织仅依靠葡萄糖供能，这是其他任何能量无法替代的。糖还参与人体多种重要的生命活动，它与体内的其他物质结合构成酶、抗体、激素等，对调节人体的生理功能具有十分重要的意义。,（一）糖是人体最经济、最安全的能源物质,“食糖容易引起肥胖，增加心血管及糖尿病的发病率”是一种误解。专家们指出，肥胖除了遗传因素和内分泌因素外，重要的病因是人体总能量的摄入大于支出。为人体提供能量的物质除食糖外，还有脂肪和蛋白质。代谢试验表明，人体对于来自糖的多余能量的储存能力是有限的，而过多的脂肪释放的能量却不能促进其完全的“燃烧”，而直接以脂肪的形式在体内储存。由此得出结论，膳食中最易导致肥胖的是脂肪，而不是糖。,（二）糖与肥胖,1.糖与糖尿病的关系 现代医学认为，糖尿病的发病原因除遗传、精神疲劳和感染外，肥胖也是重要的发病因素。糖既不能直接诱发肥胖，其导致糖尿病的主因也就无从谈起。,（三）糖与疾病的关系,2.糖与心脑血管疾病的关系 心脑血管疾病的病理基础是高血压和高血脂症。引起高血压发病的膳食营养因素主要是能量过剩引起的肥胖和高盐、饮酒等不良饮食习惯。3.糖与高血脂症的关系 高血脂症与膳食中总脂肪，特别是不饱和脂肪酸和胆固醇的摄入量高有密切的关系，二者与糖的摄入无明显的因果关系。,（三）糖与疾病的关系,血糖指数是根据进食某一种含糖食物后与进食参考食物(葡萄糖或白面包)后血糖反应的比较值，是对食物进行分类的一种方法。按空腹状态下进食50克被试食物后血葡萄糖曲线内增加的面积与等量参考食物对比进行计算。虽然影响含糖食物血糖指数的因素很多，如食物颗粒大小、结构特征、黏度、可溶性纤维等都可影响，但血糖指数是近年来营养学界公认并可被接受的含糖食物的分类方法（见表）。,（四）含糖食物的血糖指数（GI）,表1-2 含糖食物的血糖指数,表1-2 含糖食物的血糖指数,（引自陈吉棣主编运动营养学）,表1-2 含糖食物的血糖指数,也可把血糖指数看作是含糖食物消化速率、引起血糖浓度上升速度的一个指标。进食同样数量食物时，其消化速率愈快，引起的血糖浓度上升的幅度愈高，血糖指数越大，对胰岛细胞分泌胰岛素的刺激作用也就愈明显。久而久之，会降低人体组织细胞对胰岛素的敏感性，产生胰岛素抵抗，导致血糖升高，甚至可能与糖尿病的控制有关。因此，为了提高人体的健康水平，在可选择的情况下，尽量选用血糖指数较低的含糖食物。,糖尿病人饮食中，米饭、馒头等主食也需限量，是因为其中富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。,糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取。为什么？,思考,第二节 运动和蛋白质,问题探讨:你能说出多少种富含蛋白质的食品吗?,考一考你,1.食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?,3.氨基酸是一种什么物质呢?,不能,要分解成氨基酸,才被人体吸收,也就是说蛋白质是由氨基酸组成的.,2进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸?口腔食道胃十二指肠小肠大肠直肠胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶,非必需氨基酸：共12种，人体可自身 合成的氨基酸,必需氨基酸：共8种，人体不能自身合 成的氨基酸。赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸,20种氨基酸,生物体中组成蛋白质,一.氨基酸及其种类,阅读“与生活的联系”,谈谈什么是必需氨基酸，什么是非必需氨基酸？,甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸,甲 携 来 一 本 亮 色 书,必需氨基酸：,甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸,思考 1、有些食品中要添加某些氨基酸,请回答添加的是哪些氨基酸?为什么要添加这些氨基酸?,2、有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯好不好？,必需氨基酸,定义:必需从食物中获得的满足动物体新陈代谢需要的氨基酸称为必需氨基酸,完全蛋白质：这种蛋白质所含有的必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当。人体对该蛋白质利用率高，促进儿童生长发育，维持成年人的身体健康。这类蛋白质称为优质蛋白质，其中包括奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质和大豆中的大豆蛋白质。,半完全蛋白质：这种蛋白质虽然种类齐全，但所含的必需氨基酸的数量与人体所需的数量有一定的差距。可维持生命，但不能促进生长发育。半完全蛋白质中数量相对不足的氨基酸称为限制氨基酸，例如，小麦中的麦胶蛋白就属于半完全蛋白质，其中限制氨基酸为赖氨酸。,不完全蛋白质：虽然也提供某些氨基酸，但所含有的必需氨基酸种类不全，只靠这种蛋白质既不能促进生长发育，也不能维持生命。例如玉米中的胶蛋白和肉皮中的胶原蛋白质就是这类蛋白质,表1-4 常见食物的生物价,（引自洪安瑅主编营养与膳食指导）,世界卫生组织（WHO）推荐的必需氨基酸构成比例见表1-5。,表1-5 世界卫生组织推荐的必需氨基酸构成比例,（引自陈吉棣运动营养学）,如将谷类食品和豆类食品同时混合食用，其所含的氨基酸就能互相补充，满足人体的需要，提高食物的营养价值，这一作用叫做蛋白质的互补作用。互补的几种食物最好同时食用，这样必需氨基酸可同时被吸收利用。如果几种食物分别食用时间相隔过长，则不能起到互补作用（见表）。,豆 类,谷 物,合 在 一 起,蛋白互补,异亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 色氨酸,表1-6 几种混合食物蛋白质生理价值,（引自青少年营养健美须知）,谷类：一般含蛋白质610，缺乏赖氨酸。豆类：蛋白质含量较高，大豆含蛋白质3540，其他豆类蛋白质含量为2030，豆类蛋白富含赖氨酸，但其不足之处是蛋氨酸略显缺乏。坚果类：如花生、核桃、葵花子、莲子等，蛋白含量为1525。肉类：蛋白质含量为1020，所含必需氨基酸齐全，含量充足属优质蛋白。,二 蛋白质的主要食物来源,禽类：蛋白质含量为1520，其氨基酸构成与人体肌肉蛋白质相似，利用率较高。鱼类：蛋白质含量为1520，鱼类肌组织肌纤维较短，加之含水量丰富，容易消化吸收。蛋类：蛋白质含量为1015。奶类：蛋白质含量为3.3。,耐力运动员在长时间运动时，消耗的能量多达1020是来自于蛋白质分解代谢所释放的能量；而赛后身体更加需要蛋白质来修复损耗的肌肉组织。每天运动90分钟或其以上的运动员会燃烧身体的蛋白质作为能源。额外的蛋白质补充能帮助因运动而令身体组织受到的损害，提供原料来重建流失的肌肉蛋白质。在运动时或运动后使用糖类补充品，能增加胰岛素的分泌，减少蛋白质的流失。未经锻炼的肌肉比较容易受伤，新运动员或普通人群在接受初步或进一步锻炼时，都需要额外的蛋白质补充。,三、氨基酸和蛋白质在运动中的作用,实验证明运动后服用糖类加蛋白质的补充品，能帮助身体建造蛋白质，增加肌纤维的横截面积，有利于肌肉的发展壮大，这不是单纯糖类补充品能做到的。运动之后膳食补充的最佳选择：糖类加蛋白质。蛋白质的补充可选择支链氨基酸(BCAA)、谷氨酰胺和增肌粉等氨基酸和蛋白质补剂。,支链氨基酸是身体的肌肉蛋白质的重要部分，由异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸组成。当超过30分钟以上的长时间运动,身体需要更多燃料和能量时，BCAA便往往被充当作能源物质而消耗。,（一）支链氨基酸,增肌粉是一种由高蛋白、低能量、低脂肪构成的一种营养补剂，不仅能为肌肉的生长提供丰富的原料，而且还能刺激激素的分泌，并具有抵抗肌肉分解和增加糖原合成的作用，增加瘦体重、不增加体脂。增肌粉的组成成分有清蛋白、L-谷氨酰胺、牛磺酸、单纯肌酸、磷酸钾、肉碱等。,（二）增肌粉,谷氨酰胺是一种氨基酸，是肌肉中最丰富的游离氨基酸，占人体游离氨基酸总量的60%，在高强度运动或疾病、营养状态不佳等情况下，机体自身的合成远远无法满足此时对谷氨酰胺的需求。当机体在大强度运动时，体内谷氨酰胺水平会下降50%，而且要在运动后较长一段时间才可恢复到原来的水平。,（三）谷氨酰胺,若运动时不能及时地补充足够的谷氨酰胺，机体就会分解肌肉蛋白以满足机体对谷氨酰胺的需求。这不仅影响了肌肉的大小、肌肉的力量，而且还会降低机体的免疫能力。及时适量地补充谷氨酰胺能有效地防止肌肉蛋白的分解、增加细胞体积、促进肌肉增长；同时谷氨酰胺还可刺激生长激素、胰岛素和睾酮的分泌，使机体处于合成状态。谷氨酰胺还在一定程度上可减少运动中的乳酸堆积造成的运动能力下降和疲劳。,（三）谷氨酰胺,目前最流行的蛋白质补充品中最好的是乳清蛋白。乳清蛋白易于吸收、含有完整氨基酸群，在市场上拥有极高的评价。由于乳清蛋白具有优异的生理价值，其生物价（BV值：食物中可以被人体吸收保留的氮之百分比），高于鸡蛋、牛肉，因此受到健身者极大的重视。标准用法是：运动后3040分钟内，喝12份（约2245克）乳清蛋白。,（四）乳清蛋白,目前研究结果表明，对于大运动量锻炼的人群及从事各种不同类型项目的运动员，需增加蛋白质的供给量，使摄取量超过现在一般人群的每天膳食中蛋白质供给的平均量，乳清蛋白浓缩物是一类高品质的蛋白质，与任何一种蛋白质比较有更高的生物价，这也是运动员为何食用乳清蛋白浓缩物的主要原因。无论是单独补充乳清蛋白或与其他产品搭配使用，乳清蛋白对机体的修复和肌肉壮大作用都有良好的效果。,（四）乳清蛋白,大豆蛋白的营养价值，首先大豆及其产品蛋白质含量高，整粒大豆、大豆粉、浓缩大豆蛋白、大豆分离蛋白分别含大豆蛋白42%、50%、70%、90%95%。相当于稻米的5倍，小麦的3.3倍，鸡蛋的3倍，瘦猪肉、牛肉、鱼、虾、鸡的23倍。此外，大豆蛋白含有8种人体必需氨基酸，不但种类齐全，而且各种必需氨基酸含量、构成比例比较接近人体的需要。除蛋氨酸偏低，赖氨酸偏高，其他接近WHO推荐的“理想蛋白质”标准。,值得提出的是，粮谷类蛋白质中蛋氨酸含量丰富，赖氨酸含量偏低，因此豆类蛋白与粮谷蛋白质是非常理想的互补蛋白。科学研究证明，大豆蛋白的生物活性成分主要有蛋白质（氨基酸）、异黄酮（三羟基异黄酮和黄豆甙原）、皂甙、蛋白酶抑制剂、微量元素及其他。大豆蛋白可使低密度脂蛋白胆固醇降低12.5%。,大量的流行病学调查表明，乳腺癌、前列腺癌、结肠癌的发病率，中国和日本低于西欧和北美；而膳食结构中大豆蛋白摄入量，中国和日本远高于西欧和北美。有关专家证明，大豆中至少有5种物质具有防癌功效，即异黄酮、蛋白酶抑制剂、皂甙、肌醇磷酸酯、植物固醇等，并指出，大豆蛋白防癌作用与其配比有关。此外，由于大豆蛋白有少量异黄酮，具有弱雌激素活性，称植物性雌激素，可用于防治骨质疏松和改善更年期综合症。,第三节 运动和脂类,一、脂类的概念和分类,脂类是中性脂肪和类脂的总称。中性脂肪主要为油和脂肪，类脂则是一类性质类似油脂的物质。通常说的膳食脂类主要包括：甘油三酯、磷脂和胆固醇。,磷脂主要有卵磷脂和脑磷脂，它们是神经细胞的“营养因子”，有人称卵磷脂和脑磷脂为脑黄金，在坚果中含量丰富。胆固醇酯是人体内又一类脂类化合物。关于胆固醇的利弊争论颇多，如胆固醇可引起心脑血管疾病,危害人体健康。但胆固醇也有其重要的生理功能，如胆固醇可转化为雄性激素、雌性激素、维生素D、胆汁酸、胆盐等生理生化活性物质。,二,供给能量构成生物膜供给必需脂肪酸御寒、保护脏器促进脂溶性维生素的吸收、增加食欲和饱腹感,1.运动强度和运动持续的时间对脂代谢的影响 剧烈运动抑制脂肪组织的分解；在低强度运动（25%最大吸氧量运动）中，脂肪组织的分解受到强烈刺激，血浆游离脂肪酸进入血浆并氧化供能是最多的；随着运动强度的增加，脂肪酸氧化供能逐渐下降；但脂肪在65%最大吸氧量的运动强度时氧化率最高，随着运动强度增加到85%最大吸氧量运动，脂肪氧化减少。由于脂肪动员达到最大反应速度需3060分钟，所以，要有效的消耗肌体储存的脂肪，要选择时间为3060分钟以上的中等强度的运动。,三 运动与脂肪代谢,2.肉碱对脂代谢的影响 游离脂肪酸从骨骼肌细胞质进入线粒体分解需要肉碱的转运系统。肉碱可以促进游离脂肪酸转移进入线粒体进行氧化代谢。3.糖代谢水平对脂代谢的影响 糖代谢利用增加时，脂肪分解受到抑制。,4.氧供应量对脂代谢的影响 肌肉中氧供应量充分时，利用游离脂肪酸供能 比例增高，且会抑制肌肉摄取葡糖糖,从而减少糖的利用。5.脂肪酶活性对脂代谢的影响 脂肪动员分解需要脂肪酶，因此脂肪酶的活性是影响脂肪利用的又一重要环节。,6.运动训练程度对脂代谢的影响 运动训练是提高人体氧化利用脂肪酸能力最有效的措施，可使骨骼肌线粒体数量、体积、单位肌肉毛细血管密度、线粒体酶和脂蛋白脂酶的活性增加。因此，训练有素的运动员利用脂肪酸的能力比一般人强。,运动是改善体内的脂肪代谢，降低血脂含量，减轻体重和减少体脂的一种有效措施。运动还可增加血液中高密度脂蛋白的含量，高密度脂蛋白能加速血中胆固醇的运输与排出，对于防止动脉硬化起着重要作用。长时间运动可使血浆中甘油三酯和胆固醇下降。运动能提高脂蛋白脂肪酶活性，清除甘油三酯的功能加强，因而使血脂含量下降。,四 运动对血脂、脂蛋白含量的调节,体育锻炼对血脂含量的影响,（引自体育院系教材运动生物化学）,脂类的营养,皮肤损伤,