ATP酶
1、化学偶联假说;
2、构象假说;
3、化学渗透假说。
流行的是化学渗透假说,由1961年英国生物化学家P.Mitchell提出。基本设想是:当高能电子沿呼吸链传递时,释放出的能量使质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵至膜间隙;内膜形成电化学质子梯度。在该梯度中蕴藏了能量,这种能量经ATP合成酶催化驱使ADP和无机磷酸形成ATP,即为氧化磷酸化过程。此假说依据线粒体的功能有四点具体的假设:
1、呼吸链各组成成分在线粒体内膜上有一定的位置。当电子从一种载体传递至另一种载体时,将质子泵出基质。
2、线粒体ATP合成酶复合体也可跨膜转运质子,但其作用是可逆的。该复合体利用足够的电化学质子梯度能量在其内部合成ATP,这时质子由膜间隙通过复合体向基质方向流动;当电化学质子梯度不足以合成ATP时,ATP酶复合体能水解ATP,产生的能量将质子从基质侧泵到膜间隙。
3、线粒体内膜一般不允许离子透过,特别是H+、OH-不能自由通透。
4、内膜上含有许多载体蛋白质,作为中间物帮助代谢物和一些无机离子进、出基质腔。
除了作为离子交换器,跨膜ATP酶还有其他类别,包括共转运蛋白和泵(也有部分离子交换器也被称为泵)。这些跨膜ATP酶中,有一些可以造成膜内外电荷的流动,其他的则不行,因此又可以将这些转运蛋白分为生电型和非生电型。
ATP合成酶ATP合成酶是一类线粒体与叶绿体中的合成酶,它可以利用膜内外质子的浓度差作为能量源,将ADP与磷酸合成为ATP。ATP合成酶这一作用正好与ATP酶相反。同时,ATP合成酶也可以催化逆反应,即ATP的水解。因此,从某种意义上来说,ATP合成酶也是一类ATP酶。ATP就像手机电池中的电流,如果没有电,就会丧失所有功能,人也如此,所以人要不断的补充ATP酶。
ATP广泛用于改善机体代谢,以及疾病的辅助治疗,是心脏病人常用的能量合剂中的重要成分之一。但心率过缓的病人要忌用,因为它会影响心室率和心脏的传导,抑制心脏窦房结的正常工作,使其发出的冲动频率减慢,传导时间延长,导致心跳节律变慢。如果大剂量使用,可产生早搏、血压下降等。因此,Ⅱ-Ⅲ度房室传导阻滞、病态窦房结综合征、交界性心律及洋地黄中毒引起高度房室传导阻滞等疾病应忌用ATP,以免进一步减慢心律,心率低于60次/分应禁用ATP。
ATP除可引起上述副作用外,还可引起过敏性休克。近年来有关ATP引起过敏性休克甚至死亡的病例国内时有报道。其临床表现为全身发抖、烦躁不安、呼吸困难和心律失常,因此使用时应注意如下几个问题。
(1)应注意观察有无过敏反应,凡过敏体质者不宜使用。
(2)ATP在体内分解后,能使全身血管扩张,血压下降,因此它不宜应用于急性心肌梗塞。脑出血初期也应禁用ATP。ATP也不宜与能加重负性传导和频率作用的药物合用。
(3)静注时宜缓慢,应从小剂量开始治疗,无效时可逐渐加量。
一、能源物质
肌肉中储藏着多种能源物质,主要有三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)、肌糖元、脂肪等。
二、能源物质的代谢
(一)无氧代谢剧烈运动时,体内处于暂时缺氧状态,在缺氧状态下体内能源物质的代谢过程,称为无氧代谢。它包括以下两个供能系统。
①非乳酸能(ATP—CP)系统—一般可维持10秒肌肉活动无氧代谢。
②乳酸能系统—一般可维持1—3分的肌肉活动非乳酸能(ATP—CP)系统和乳酸能系统是从事短时间、剧烈运动肌肉供能的主要方式。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1—3秒,要靠CP分解提供能量,但肌肉中CP的含量也只能够供ATP合成后分解的能量维持6—8秒肌肉收缩的时间。因此,进行10秒以内的快速活动主要靠ATP—CP系统供给肌肉收缩时的能量。乳酸能系统是持续进行剧烈运动时,肌肉内的肌糖元在缺氧状态下进行酵解,经过一系列化学反应,最终在体内产生乳酸,同时释放能量供肌肉收缩。这一代谢过程,可供1—3分左右肌肉收缩的时间。
(二)有氧代谢
是在氧充足的条件下,肌糖元或脂肪彻底氧化分解,最终生成CO2和H2O,同时释放大量的分解代谢,称为有氧氧化系统。
(三)能量供应
1、了解体育促进身体健康的道理体育运动加速体内能源物质的消耗,促进体内物质的分解与合成,使组织细胞得到比原有水平更多的营养补充,有机体获得更加旺盛的活动能力,从而使身体不断发展、完善,这就是体育锻炼促进身体健康发展的基本道理。
2、了解能量供应与提高运动能力的关系体育运动消耗体内的能源物质,经过一段时间休息后,体内能源物质可以恢复甚至超过原有水平,这种变化称为超量恢复。出现超量恢复的程度和时间的早晚取决于运动量的大小。在一定范围内运动量越大,体内能源物质消耗越多,超量恢复的幅度也越大,但所需的时间也长,在身体出现超量恢复阶段,进行第二次适宜的运动与休息,可以逐步提高人体的能量供应水平,从而不断提高人体运动能力。
3、了解有氧锻炼与减肥的道理
长时间的运动是在有氧代谢的条件下进行的,要靠脂肪的代谢提供能量,因此,有氧运动是消耗脂肪达到减肥目的的有效方法。
4、人体的无氧代谢能力主要取决于以下三个方面:
①肌肉中ATP、CP的含量及分解速度;
②肌糖元的无氧酵解速度及血液对乳酸的缓冲能力;
③神经、肌肉对缺氧和乳酸堆积的耐受能力。
无氧代谢能力是速度素质的重要基础。体育课发展无氧代谢能力的方法,一般采用间歇性练习和持续性练习。间歇练习主要发展ATP—CP系统的供能能力。一般每次练习在30秒以内,进行1—3分的积极性休息,再进行适宜练习,可以提高速度素质。持续练习主要发展乳酸系统的供能力。一般每次练习在30秒以上,每次休息时间较短,可以提高速度耐力。
5、发展有氧代谢能力
有氧代谢能力是人体长时间进行有氧运动的能力。发展有氧代谢能力关键在于有充足的氧供应,即人体单位时间内吸收、利用氧的最大数值——最大耗氧量。最大耗氧量与单位时间内血液循环携带、运输氧有密切的关系。因此,心肺功能的好坏,直接影响到最大耗氧量。采用较低或中等运动强度、持续时间较长的练习,由于机体可以得到充足的氧供应,进行有氧氧化供能,所以,可以提高有氧代谢能力,从而提高心肺功能。
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2、http://www.med126.com/edu/200712/18208.shtml
3、http://www.ndz120.com/Diabetes/guocheng/Diabetes_691.
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