当前课程知识点：运动健康生物化学 > 第三章 运动时人体的有氧代谢 > 第三节 蛋白质的有氧代谢 > 运动时蛋白质有氧代谢
大家好
前面的学习我们知道
蛋白质是组成人体结构成分
和酶等特殊的功能性物质
并在几乎所有生命活动过程中发挥关键性作用
在正常的情况下
机体的蛋白质摄入量与排出量处于动态平衡
短时间激烈运动时蛋白质基本不参与供能
长时间大强度运动时 糖大量消耗
为了补充骨骼肌和大脑正常活动对糖的需求
这时 人体内存在蛋白质净降解
和氨基酸参与供能的情况
运动中蛋白质供能一般为总能耗的5%到18%
参与分解代谢的氨基酸有两个来源
一是食物蛋白的消化吸收 这是外源性来源
另一个来源是体内组织蛋白的分解
这是内源性来源
氨基酸的分解代谢通常开始于脱去α-氨基
生成相应的α-酮酸
然后再各自进行代谢
氨基酸脱氨基作用主要有两种方式
即联合脱氨基作用和嘌呤核苷酸循环
联合脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主要方式
下面先学习联合脱氨基作用
联合脱氨基作用包括转氨基作用
和氧化脱氨基作用两个过程
转氨基作用是指
某一氨基酸与α-酮戊二酸进行氨基酸转移反应
生成相应的α-酮酸和谷氨酸
催化转氨基作用的酶是转氨酶
骨骼肌 心肌 肝 肾等组织都存在转氨酶
其中以谷丙转氨酶(GPT)
和谷草转氨酶(GOT)最重要
GPT在肝
GOT在心肌细胞内活性最高
当肝细胞损伤或心肌炎症时
GPT或GOT会释放到血液中
于是血液GPT或GOT活性大大升高
因此 定期测定血液GOT及GPT的活性
可以帮助了解心肌和肝脏的机能状态
从转氨基作用过程中可以看到
这步反应并没有真正脱去氨基
要脱去氨基还需要经过氧化脱氨基作用过程
氧化脱氨基作用是指在氧化脱氢酶作用下
使氨基酸变成亚氨基酸
后者水解产生α-酮戊二酸和氨
体内催化氨基酸氧化脱氨基的酶有很多种
其中以谷氨酸脱氢酶最重要
因为它是一种不需氧的脱氢酶
在肝 肾 脑组织普遍存在 活性较高
当转氨基作用
与谷氨酸氧化脱氨基作用联合进行时
使氨基酸脱掉氨基生成相应的α-酮酸和氨
这就是联合脱氨基作用
由于骨骼肌和心肌内谷氨酸脱氢酶活性弱
难以进行联合脱氨基作用
其氨基酸的脱氨基作用
是通过嘌呤核苷酸循环进行的
嘌呤核苷酸循环是指在转氨基作用中
生成的天冬氨酸与IMP(次黄嘌呤核苷酸)
相作用生成腺苷酸代琥珀酸
后者在裂解酶作用下
生成延胡索酸和AMP(腺嘌呤核苷酸)
AMP在腺苷酸脱氨酶催化下水解脱掉氨基
生成次黄嘌呤核苷酸
这种代谢方式对大强度运动时
能量代谢调节起着重要的作用
经脱氨基作用脱下来的氨是体内氨的主要来源
氨是一种有毒的物质
尤其对中枢神经系统的影响更大
正常情况下 人体血氨浓度不高
正常值为20到60μmol/L
体内氨的代谢有两条途径
一是通过肝脏的鸟氨酸循环生成尿素
鸟氨酸循环是指
在肝中鸟氨酸可以接受氨基酸脱下来的氨
形成瓜氨酸
瓜氨酸经过线粒体又可以进一步合成精氨酸
精氨酸最后水解成尿素和鸟氨酸
正常人尿素占排氨总量的80%到90%
可见肝在氨解毒中起着重要的作用
第二条途径是在肝脏 肌肉 脑等组织中
氨与谷氨酸结合成无毒的谷氨酰胺
催化该反应的酶是谷氨酰胺合成酶
并需ATP参与
谷氨酰胺经血液运到肾脏
在肾小管细胞内被谷酰胺酶水解为谷氨酸和氨
氨扩散到肾小管管腔中
与原尿中的氢离子结合形成铵盐 随尿排出
所以谷氨酰胺的生成不仅参与蛋白质生物合成
而且也是体内储氨 运氨
以及解除氨毒性的一种重要方式
氨基酸脱氨基的另一个产物是α-酮酸
它可通过以下三条途径进一步代谢
一是α-酮酸经氨基化合成非必需氨基酸
这是体内非必需氨基酸的主要来源
二是通过不同中间代谢过程
进入三羧酸循环彻底氧化成二氧化碳和水
并释放能量
这是氨基酸作为能源物质分解
产生能量的主要途径
尤其是在长时间大强度耐力运动糖大量动用时
可作为主要能量来源的主要代谢途径
三是转变为糖和脂类及其代谢物
以上是运动时蛋白质 氨基酸分解代谢情况
这里大家会问 组成蛋白质的氨基酸有20种
那么是不是大强度运动时
20种氨基酸都参与氧化供能
可以明确告诉大家 不是
运动时参与氧化供能的氨基酸
主要是丙氨酸 谷氨酸 天冬氨酸和支链氨基酸
肝脏和肌肉内含有丰富的转氨酶
丙氨酸 谷氨酸 天冬氨酸
通过相应转氨酶的催化 脱去氨基
直接转变成丙酮酸 α-酮戊二酸和草酰乙酸
丙酮酸和α-酮戊二酸
直接进入三羧酸循环氧化
草酰乙酸则在磷酸烯醇式丙酮酸激酶的作用下
变成磷酸烯醇式丙酮酸
进而转变成丙酮酸再进一步氧化
运动时磷酸烯醇式丙酮酸激酶的活性迅速上升
从而提高了运动中氨基酸转化和氧化供能能力
运动中氨基酸代谢供能的另一来源
是支链氨基酸的氧化
支链氨基酸包括亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸
它们是长时间持续运动时参与供能的重要氨基酸
催化支链氨基酸分解的支链ɑ-酮酸脱氢酶
在骨骼肌中的含量占全身总量的60%左右
因此
骨骼肌是氧化支链氨基酸的主要部位
每分子亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸
彻底氧化生成二氧化碳和水时
分别合成42 43和32分子ATP
安静时
骨骼肌总能量消耗有14%
是由支链氨基酸氧化提供
耐力运动期间
氨基酸的另一种途径
是通过葡萄糖-丙氨酸循环合成葡萄糖
人体运动时骨骼肌内的糖分解过程活跃
生成大量丙酮酸
其中大部分丙酮酸进入线粒体氧化或生成乳酸
还有一部分丙酮酸
经过谷丙转氨酶的转氨基作用生成丙氨酸
生成的丙氨酸
进入血液循环到肝脏而作为糖异生的底物
异生成葡萄糖后
又进入血液以维持血糖浓度的稳定
并供骨骼肌摄取和利用
上述由肌内葡萄糖 肌糖原分解生成的丙酮酸
与氨基酸之间
经转氨基作用生成丙氨酸
以及丙氨酸在肝内异生为葡萄糖
并回到肌肉中代谢的过程
称为葡萄糖—丙氨酸循环
运动时骨骼肌内葡萄糖-丙氨酸循环
对维持运动能力有积极意义
主要表现在三个方面
第一 减少乳酸生成 缓解肌肉内环境酸化
从而保障糖代谢速率
第二 减少氨的生成 避免血氨过高
第三
生成葡萄糖可维持血糖浓度稳定
和供骨骼肌利用
上面我们学习了
蛋白质 氨基酸分解代谢途径
明确了在长时间大强度运动时
蛋白质 氨基酸代谢供能意义
同时 知道了氨是氨基酸脱氨基的产物
而尿素则是氨代谢终产物
因此
我们可以在运动中测试血氨和血尿素浓度
来了解体内蛋白质 氨基酸的代谢状况
和评价身体机能状态
好 以上就是这节课的全部内容
-绪论
-绪论形成性练习
-第二节 蛋白质
--蛋白质
-第三节 脂类
--脂类
-第四节 糖
--糖
-第五节 水与无机盐
--水和无机盐
-第六节 核酸及其化合物
--核酸及其化合物
-第七节 酶与激素
--酶
--激素
-第一章（1）形成性练习
-第一章（2）形成性练习
-第一章（3）形成性练习
-第一节 人体的物质和能量代谢
-第二节 运动时磷酸原的代谢
--运动时磷酸原代谢
-第三节 运动时糖的无氧代谢
--运动时糖无氧代谢
-第二章形成性练习（1）
-第一节 糖的有氧代谢
--运动时糖有氧代谢
-第二节 脂肪的有氧代谢
-第三节 蛋白质的有氧代谢
-第三章形成性练习（1）
-第三章形成性练习（2）
-第三章形成性练习（3）
-第一节 运动健身风险的生化分析
-第二节 运动健身的生化原则
-第三节 运动性疲劳的生化分析
-第四节 运动健身负荷的生化评定
-第四章形成性练习（1）
-第四章形成性练习（2）
-第一节 健康体适能概述
-第二节 健康体适能的生化分析
-第五章形成练习（1）
-第五章形成性练习（2）
-第一节 运动调节糖代谢增进健康的生化分析
-第二节 运动调节脂代谢增进健康的生化分析
-第三节 运动调节蛋白质代谢增进健康的生化分析
-第六章形成性练习（1）
-第六章形成性练习（2）
-第一节 衰老概述
-第二节 衰老性肌萎缩与运动干预
-第三节 骨质疏松与运动干预
-第七章形成性练习
-第一节 运动处方的制定与基本内容
--运动处方的概念
-第二节 肥胖症运动康复的生化分析
-第三节 糖尿病运动康复的生化分析
-第四节 血脂异常运动康复的生化分析
-第五节 高血压病运动康复的生化分析
-第六节 高尿酸血症运动康复的生化分析
-第八章形成性练习（1）
-第八章形成性练习（2）
-第二节 机能代谢平衡的生化评价
-第三节 健康体适能的生化评价
--尿肌酐系数评价法
--磷酸原能商评价法
--30m冲刺评定法
--乳酸能商评定法
--跑台无氧功评定法
--乳酸阈评定法
-第九章形成性练习（1）
-第九章形成性练习（2）
-第九章形成性练习（3）
