人体运动时的能量供应与消耗
浅论运动中的能量消耗与营养补充
浅论运动中的能量消耗与营养补充摘要：运动过程中的能量消耗不同于安静时，经常参加运动锻炼的人应当特别考虑饮食与营养的问题。
本文从运动生理和运动营养的角度阐述了运动中营养素的消耗情况，旨在为运动锻炼的人们提供营养指导。
关键词：营养运动能量消耗0 引言运动过程中机体能量消耗剧增，因此，能源物质的补充是保证机体能量平衡所必需的，同时，在激烈的能量代谢过程中，许多酶、激素、血液有形成分等也参与能量代谢和氧运输，故而许多调节营养素（维生素、矿物质等）也伴随着消耗。
运动后首先需要补充的就是能源物质，主要是糖和脂肪。
在静止或日常活动中，人体主要的供能物质是脂肪，而运动时，葡萄糖参与供能，且依运动强度的不同，葡萄糖和脂肪参与供能的比例不同，强度越大，葡萄糖供能的比例越大。
如前所述，蛋白质也是供能营养素，但在一般情况下，蛋白质并不参与供能，只有在极度饥饿或某些特殊情况下（如：极度饥饿、长时间超负荷运动、低糖饮食等），蛋白质也可以分解参与能量代谢。
1 蛋白质补充人体的肌肉是有蛋白质组成的，从事大运动量，特别是从事肌肉力量训练、健美训练的人需要多补充一些蛋白质食物。
正常成年人每日蛋白质摄入量应为克/公斤体重，而从事大运动量训练的人则需要克/公斤体重。
尽管目前市场上有许多种高额的蛋白补充剂，但还没有哪一种补充剂得到了科学实验的验证。
事实上，过多的蛋白补充会使多余的蛋白质参与能量代谢或转化为脂肪，因此，一般正常饮食不需要特别补充蛋白质，即便是肌肉力量训练或健美训练也是如此。
过多地补充氨基酸（蛋白质）也可能存在一些危险，过多的单一氨基酸或一群化学特性相近的氨基酸通常会阻碍其它氨基酸的吸收，因此，我们过多补充的氨基酸补剂可能不能控制氨基酸的种类构成，这就可能造成机体内氨基酸种类的不均衡而产生毒性。
2 糖的补充对于参加大运动量训练的人，特别是从事长时间有氧运动的来说，碳水化合物的补充是必需的。
一顿正常的饮食中，身体就可以储存1500-20XX 卡的糖原。
运动时物质和能量代谢
长时间运动或高强度运动时，应补充含有碳水化 合物和蛋白质的运动饮料，以补充能量。
3
电解质补充
运动过程中会大量出汗，导致电解质流失，因此 需要补充含有适量钠、钾、镁等电解质的运动饮 料。
运动后营养恢复
碳水化合物补充
运动后应摄入富含碳水化合物的食物，帮助身体快速恢复 能量。
蛋白质补充
运动后应摄入适量的蛋白质，以促进肌肉修复和生长。
运动时营养补充与恢
04
复
运动前营养补充
碳水化合物补充
运动前应摄入富含碳水化合物的食物，如米饭、 面包、水果和蔬菜，以补充能量。
蛋白质补充
对于力量训练或高强度运动，适当补充蛋白质有 助于肌肉修复和生长。
水分补充
运动前应确保充足的水分摄入，以预防脱水。
运动中营养补充
1 2
水分补充
运动过程中应定时补充水分，以维持水分平衡。
促进睡眠
运动能够调节睡眠节律， 改善睡眠质量，有助于 身体恢复和免疫力提升。
THANKS.
减轻关节负担
运动能够增加关节周围肌肉的弹性，减轻关节的负担，减少关节疼 痛和损伤的风险。
运动对免疫系统的影响提高免疫力 Nhomakorabea运动能够刺激免疫细胞 的活性，增强免疫系统 的功能，提高身体对疾 病的抵抗力。
缓解压力
运动能够释放身体内的 压力和紧张情绪，有助 于缓解焦虑和抑郁等心 理问题，减少因压力导 致的免疫抑制。
特点
有氧能量代谢产生的能量较多，且可 持续时间较长，是长时间、中低强度 运动的主要供能方式。
过程
在有氧能量代谢过程中，氧气与葡萄糖、 脂肪等燃料结合，经过一系列生化反应， 生成ATP（三磷酸腺苷）供能。
无氧能量代谢
体育教案——人体运动时的能量供应
体育教案——人体运动时的能量供应摘要本文对人体运动时的供能物质供能系统及其特点进行了分析。
为体育教师教练员和运动员的科学训练提供了依据。
关键词运动能量供应前言人体生命活动的运行需要消耗能量。
在人们参加剧烈体育运动时，肌肉长时间地收缩和舒张，脏器的活动增强，以及神经系统能量消耗增加，将使运动时总的能量消耗比静息时增加几倍到几十倍，甚至百倍以上。
从另一方面讲，长期科学训练将使人体运动时的能量供应与消耗得到改善，从而为提高人体运动能力奠定物质基础。
因此，了解与研究人体运动时的能量供应是体育教师教练员以及运动员必备的知识。
人体运动需要大量能量。
这些能量的来源是自食物中的六大营养素中的三大营养物质，即糖脂肪和蛋白质。
糖的代谢方式有氧氧化无氧糖酵解有无参与反应有无进行部位线粒体细胞液最终产物乳酸生成量多少表：有氧氧化同无氧糖酵解的对比脂肪是肌肉活动的另一主要原料。
机体内储备的脂肪量是势能的最大来源。
与其他营养物质比较，可作为能量的脂肪数几乎是无限的。
储藏脂肪的实际燃料贮存量大约相当于～千卡左右。
成年人体内贮存脂肪量的差别很大，且缺乏精确的正常值。
一般成年男子的贮存脂肪量约占体重的～%，女子稍高。
脂肪氧化时,体内首先由脂肪酶催化水解为甘油和脂肪酸。
甘油随着血液循环至肝脏和其他组织进行再分解。
而释出的脂肪酸进一步氧化释放能量，共全身各组织摄取利用。
脂肪酸彻底氧化所释放的能量比糖多得多，且利用率也比糖高。
当脂肪酸大量分解时，会产生三种中间物质：乙酰乙酸-羟丁酸和丙酮。
我们将这三种中间产物合称为酮体。
短时间剧烈运动后，血液中的酮体上升。
这是由于运动时的糖供能不足，脂肪酸利用量增加而又氧化不足的缘故。
运动员在运动后血液中酮体上升较无训练者少，这说明运动员能较多的利用脂肪酸供能，而且氧化比较完善。
但运动结速后的恢复期中，无训练者在肝脏和肌肉中的酮体反而比有训练者高，这说明运动能改善脂肪的代谢和调节（三）蛋白质及其代谢蛋白质是体现生命活动的物质之一（另一物质是核酸）。
人体脂肪消耗原理
人体脂肪消耗原理
人体脂肪消耗原理是指在人体进行运动时，脂肪细胞内的脂肪酸被释放出来，进入血液循环，供能给肌肉。
当能量消耗量大于摄入量时，人体会开始动用脂肪储备来满足能量需求。
这个过程被称为脂肪氧化。
在脂肪氧化过程中，脂肪酸被运输到肌肉细胞内，进入线粒体，被氧化为能量。
这个过程中，需要一些辅酶和酶的参与，包括辅酶A、卡尼汀和三酰甘油酯酶等。
需要注意的是，脂肪氧化是一种相对较慢的能量供应方式，与糖原分解相比，速度较慢。
因此，在进行高强度、短时间的运动时，人体主要依靠糖原分解来提供能量。
而在进行低强度、长时间的运动时，脂肪氧化则成为主要的能量来源。
此外，在进行节食减肥时，脂肪氧化也是减肥的主要方式。
通过控制摄入热量，使能量消耗大于能量摄入，促使人体动用脂肪储备来满足能量需求，从而达到减肥的目的。
总之，人体脂肪消耗原理本质上是一种能量供应机制，它与运动强度、时间以及能量摄入等因素密切相关。
对于减肥和提高身体健康水平来说，了解这个原理对于科学合理地进行运动和饮食管理至关重要。
- 1 -。
人体内的三大供能系统
人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统，它们是：ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
（1） A TP 在肌肉中的含量低，当肌肉进行剧烈运动时，供能时间仅能维持约1～3秒。
（2） 之后的能量供应就要依靠ATP 的再生。
这时，细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP ，生成ATP 。
磷酸肌酸在体内的含量也很少，只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时，首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能，通过这个系统供能大约维持6～8秒左右的时间。
（3） 这两项之后的供能，主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP 。
无氧酵解约能维持2～3分钟时间。
（4） 由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳，所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP 。
综上所述，短时间大强度的运动，如100米短跑，主要依靠A TP-磷酸肌酸供能；长时间低强度的运动，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之间的较短时间的中强度运动，如400米跑，则主要由无氧呼吸提供能量。
人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内贮存的糖是不够用的，在消耗完贮存的糖类物质后，就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时供能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备(二)供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP 的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1．运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况，肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
2．最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化，且分别以近50％的速率依次递减。
3．当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动6—8秒；糖酵解系统供最大强度运动30—90秒，可维持2分钟以内；3分钟主要依赖有氧代谢途径。
《运动生理学》 复习重点问题(学习参考)
人体维持内环境酸碱平衡的机制(重点）
血浆中的缓冲对 NaHCO3/H2CO3=20/1 (最重要)
Na-Pr/H-Pr
红细胞中的缓冲对 KHCO3/H2CO3 K-Hb/Hb
Na2HPO4/NaH2PO4
当酸性物质进入血浆：
H2O + CO2
H+ + NaHCO3
Na+ + H2CO3
肺通气的过程
肌群
重点内容
吸气肌：膈肌，肋间外肌（斜方肌，胸锁乳 突肌）
呼气肌：腹直肌，肋间内肌
按深度：
平静呼吸
用力呼吸
吸气 吸气肌收缩-主动 吸气肌收缩-主动
呼气
吸气肌舒张 -被动
吸气肌舒张 呼气肌收缩-主动
平静状态呼吸运动的发生过程
(主动过程)
(被动过程)
胸内负压的形成
前提条件: 婴儿生长中，胸廓自然容积>肺容积； 此密闭腔内有少量浆液，使壁层胸膜紧贴 于胸廓内壁, 大气压对其影响极小； 肺和胸廓是弹性组织；
平静呼气之末胸内压为与-5～-3mmHg， 平静吸气之末胸内压为-l0～-5mmHg，
用力吸气时负压可达-3OmmHg。
形成的原理:
胸内压＝ 肺内压 肺回缩力 因吸气末或呼气末肺内压等于大气压,故
胸内压＝大气肺压内压 －肺回缩力 一般以大气压为零位标准,即大气压＝0,
故： 胸内压 ＝ 大0 气压 －肺回缩力
(二) 氧解离曲线及其影响因素 1.氧解离曲线
----表示PO2与Hb氧饱和度(或Hb氧 结合量)的关系的曲线.
*氧解离曲线可表示不同PO2下O2与Hb 的分离以及结合的情况。
氧解离曲线呈 S 形
平坦，Hb与O2结合， PO2变化对Hb氧饱和度影响不大 ,利于肺换气
人体内的三大供能系统
人体内的三大供能系统 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统，它们是：ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
（1）ATP在肌肉中的含量低，当肌肉进行剧烈运动时，供能时间仅能维持约1～3秒。
（2）之后的能量供应就要依靠ATP的再生。
这时，细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP，生成ATP。
磷酸肌酸在体内的含量也很少，只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时，首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能，通过这个系统供能大约维持6～8秒左右的时间。
（3）这两项之后的供能，主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。
无氧酵解约能维持2～3分钟时间。
（4）由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳，所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。
综上所述，短时间大强度的运动，如100米短跑，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；长时间低强度的运动，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之间的较短时间的中强度运动，如400米跑，则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目总需氧量（升）实际摄入氧量（升）血液乳酸增加量马拉松跑600589略有增加400米跑162显着增加人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内贮存的糖是不够用的，在消耗完贮存的糖类物质后，就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时供能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备(二)供能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1．运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况，肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
2．最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂肪酸有氧氧化，且分别以近50％的速率依次递减。
人体三大供能系统
人体三大供能系统人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统，它们是：atp-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
（1）atp在肌肉中的含量低，当肌肉进行剧烈运动时，储能时间仅能够保持约1～3秒。
（2）之后的能量供应就要靠atp的再生。
这时，细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至adp，生成atp。
磷酸肌酸在体内的含量也很少，只能维持几秒的能量供应。
人在剧烈运动时，首先是atp-磷酸肌酸储能系统储能，通过这个系统储能大约保持6～8秒钟的时间。
（3）这两项之后的供能，主要靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放出来的能量制备atp。
无氧酵解约能维持2～3分钟时间。
（4）由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳，所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释摆的能量去制备atp。
综上所述，短时间大强度的运动，如100米短跑，主要依靠atp-磷酸肌酸供能；长时间低强度的运动，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之间的较短时间的中强度运动，如400米跑，则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目马拉松走400米走100米走总需氧量（升）600168实际摄取氧量（升）58920血液乳酸增加量有所减少明显减少未见减少人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。
但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内贮存的糖是不够用的，在消耗完贮存的糖类物质后，就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。
一、运动时储能系统的动用特点(一)人体骨骼肌细胞的能量储备(二)储能系统的输出功率运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成atp的最大速率。
(三)供能系统的相互关系1．运动中基本不存有一种能量物质单独储能的情况，肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。
2．最小功率输入的顺序，由小至大依次为：磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧水解>脂肪酸有氧水解，且分别以近50％的速率依次递增。
3．当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动6―8秒；糖酵解系统供最大强度运动30―90秒，可维持2分钟以内；3分钟主要依赖有氧代谢途径。
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• ATP(adenosine-triphosphate)又叫三磷 酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A— P～P～P。它是一种含有高能磷酸键的有 机化合物，它的大量化学能就储存在高能 磷酸键中。
• ATP是直接能源物质，是生命活动能量的 直接来源。但本身在体内含量并不高。
人体运动时的供能系统，依其运 动项目的特点暨运动强度和运动持 续时间的不同可分为
• 1·ATP—CP（磷酸原）系统、 • 2·无氧糖酵解（乳酸）系统和 • 3·有氧氧化系统。
一、安静及休息时的能量来源
人体处于安静或休息的状态时，因 为心肺系统能够供应充足的氧气给肌 肉细胞使用，所以能量主要是由有氧 系统提供，大约有三分之二的能量是 来自脂肪的代谢，另外的三分之一则 是来自碳水化合物，而蛋白质的贡献 只是微乎其微。
强度小」的项目外，还有一些运动项目是 介乎于两者之间的，这类项目的特点，就 是需要到有氧系统及无氧系统的同时或交 替运作。就以1500米及3000米跑为例，在 活动的加速及冲刺阶段，无氧系统是主要 的供能系统。另一方面，在活动的中段或 稳定状态阶段，能量则主要由有氧系统供 给。其实，不单止是径赛项目如此，其他 的运动项目如游泳、自行车，甚至是球类 活动等，都有类似的情况出现。
•
原则上大部分的运动项目皆可被
归纳为两个类别：（1）时间短而强度
大的运动，和（2）时间长而强度较小
的运动。当然，还有其他的一些项目
是未能归入这两个类别之中。
• 二、时间短、强度大项目
• 任何只可以维持2-8秒的运动项目，如 100米、200米、400米短跑及举重、50游 泳等，均可被视为时间短而强度大的项目。 碳水化合物是主要的燃料，脂肪次之，蛋
• 时间再长的项目如马拉松长跑，运动员于 比赛完结时血液内乳酸的浓度往往只是安 静时的2至3倍。对于这类运动员来说，导 致疲累的原因包括：（1）肝糖耗尽以致血 糖浓度下降，（2）肌糖耗尽而出现局部的 肌肉疲劳，（3）水分和电解质流失导致体 温上升，及（4）心理上感到沉闷等
• 四、其他项目 • 除了「时间短、强度大」和「时间长、
3-有氧氧化供能系统
• 有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白质在 细胞内彻底氧化成水和二氧化碳的过程中, 再合成ATP的能量系统。 从理论上分析,体 内贮存的有氧氧化燃料,特别是脂肪是不会 耗尽的,故该系统供能的最大容量可认为无 限大。其特点是ATP生成总量很大,但速率 很慢,需要氧的参与,不产生乳酸类的副产品。 据计算,该系统的最大供能速率或输出功率 为15 J·kg-1·s-1,该系统是进行长时间耐力 活动的物质基础。
• 对于要持续时间8秒钟以上才完成的项 目，乳酸系统会逐渐取代ATP-CP系统而 成为主要的供能系统。不过，在乳酸浓度 不断提高的情况下（无氧糖酵解活动的结 果），活动亦只得停止下来或改以较低的 强度继续进行。
• 三、时间长、强度小项目
• 任何可以维持10分钟或以上的运动项 目，都可以被归纳于这个类别之中。有氧系 统是这类活动的主要供能系统，碳水化合物 和脂肪都是主要的供能系统。20分钟以内 的运动项目主要以碳水化合物作为燃料，当 运动持续下去（如30分钟或以上），碳水 化合物（糖元）的储备明显下降时，脂肪便 会逐渐取而代之成为有氧系统的主要燃料。
• ATP在肌肉内的储存量极为有限，仅 足以维持三数秒的尽最大努力活动 （maximal efforts）之用；ATP在人体 内是不断地被分解及重新合成，而重 新合成ATP也是需要能量。人体内就 有三大供能系统，可以供应能量作为 重新合成ATP之用；当中两个是无氧 系统，另外一个则是有氧系统。
1-磷酸原系统
白质再次是微乎其微。由于单靠有氧系统
是无法迅速供应足够能量作这类活动之用， 经常要求到机体在氧气短缺（oxygen deficit）的情况下提供能量作肌肉活动之用， 所以无氧系统（包括ATP-CP系统及乳酸系 统）是这类项目的主要供能系统。
• 对于时间极短而强度非常大的项目而 言，ATP-CP系统是主要的供能系统。
• ATP和CP组成的供能系统。ATP以最 大功率输出供能可维持约2秒；CP以 最大功率输出供能可维持约3-5倍于 ATP。剧烈运动时CP含量迅速下降， 但ATP变化不大。其特点是能总量少, 持续时间短,功率输出最快,不需要氧气, 不产生乳酸等物质。因此也称为：高 能磷酸化化物系统或ATP-CP供能系统、 非乳酸能系统。短跑、跳跃、举重只 能依靠此系统。
• ATP在肌肉内的储存量极为有限，人体 全身的肌肉内只有120至180微摩尔（mM） 的ATP，或1.2至1.8千卡的能量，仅足以维 持三数秒的尽最大努力活动（all-out efforts）
之用。所以，肌肉活动若要继续进行下去， 就得重新合成ATP了。可是，重新合成ATP 原来也是要用上能量的。
2-乳酸供能系统
乳酸供能系统是指糖原或葡萄 糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过 程中,再合成ATP的能量系统。其最 大供能速率或输出功率为29.3 J·kg-1·s-1,供能持续时间为33s左 右。由于最终产物是乳酸,故称乳 酸能系统。产能过程类似酿酒发酵， 故也称为：糖酵解供能系统或无氧 酵解供能系统。
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