運動(dòng)訓練對骨骼肌酶含量與活性的影響論文

　　本文通過(guò)綜述酶的化學(xué)特點(diǎn)、作用機理、酶促反應特點(diǎn)，以及酶與運動(dòng)能力的關(guān)系，幫助教練員準確理解運動(dòng)訓練提高運動(dòng)員運動(dòng)能力的生物學(xué)機制，進(jìn)而更科學(xué)地制訂訓練計劃。大家在相關(guān)論文寫(xiě)作時(shí)，可以參考這篇題目為“運動(dòng)訓練對骨骼肌酶含量與活性的影響”的運動(dòng)生物化學(xué)論文。

　　原標題：骨骼肌酶與運動(dòng)綜合能力

　　摘要：運動(dòng)訓練時(shí)物質(zhì)代謝和能量代謝迅速加快的重要因素是骨骼肌中酶的存在。通過(guò)綜述酶的化學(xué)特點(diǎn)、作用機理、酶促反應特點(diǎn)，以及酶與運動(dòng)能力的關(guān)系，幫助教練員準確理解運動(dòng)訓練提高運動(dòng)員運動(dòng)能力的生物學(xué)機制，進(jìn)而更科學(xué)地制訂訓練計劃。

　　關(guān)鍵詞：骨骼肌；酶促反應；運動(dòng)能力

　　在運動(dòng)訓練中，物質(zhì)代謝的化學(xué)反應極為順利和迅速，如在 21 s 左右完成 200 m 跑，機體需消耗 60 kcal 的能量，其根本原因就在于體內存在一種起催化作用的特殊物質(zhì)--酶。運動(dòng)訓練可引起細胞內酶活性發(fā)生適應性變化。細胞內有多種酶，催化不同物質(zhì)的物質(zhì)代謝與能量代謝 ;但不同的細胞，不同的代謝狀態(tài)，酶的含量、分布及活性是不同的，因而酶參與代謝的調節包括酶的含量、分布、活性等。在運動(dòng)訓練過(guò)程中，機體內酶的活性、含量的改變都會(huì )伴隨運動(dòng)能力的變化，運動(dòng)訓練提高運動(dòng)能力的機制之一，就是通過(guò)運動(dòng)訓練提高物質(zhì)代謝酶的活性與含量。

　　1 酶的概念及其化學(xué)特點(diǎn)

　　酶是生物細胞產(chǎn)生的具有催化功能的物質(zhì)。絕大多數酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數酶是由其他生物大分子如核糖核酸組成核酶。酶所具有的催化能力稱(chēng)為酶活性，如果酶失去催化能力則稱(chēng)為酶的失活。根據酶的化學(xué)組成可將其分為單純蛋白質(zhì)酶和結合蛋白質(zhì)酶。單純蛋白質(zhì)酶僅由蛋白質(zhì)構成，其催化活性由蛋白質(zhì)結構所決定。結合蛋白質(zhì)酶除蛋白質(zhì)部分（即酶蛋白）外，還有非蛋白質(zhì)部分，即所謂酶的'輔助因子。輔助因子可以是金屬離子，也可以是輔酶（或輔基），維生素可通過(guò)組成輔酶或輔基的形式，參與酶的活性調節及體內的物質(zhì)能量代謝（表 1）。如果體內鈣、鈉等礦物質(zhì)元素或維生素含量降低，會(huì )引起相應酶的活性降低，進(jìn)而影響能量代謝的進(jìn)行，極大地限制機體的運動(dòng)能力（表 2）。

　　2 酶的作用機理

　　酶是生物催化劑。與一般催化劑的作用一樣，它能降低底物分子所具有的活化能。酶促反應時(shí)，底物（S）與酶（E）的活性中心靠近與定向，進(jìn)而結合成不穩定的中間復合物（ES），這樣，使底物分子中的敏感鍵產(chǎn)生張力或變形，敏感鍵易于斷裂，從而使底物迅速轉變?yōu)楫a(chǎn)物（P）。

　　其中，E 表示酶，S 表示底物，ES 表示中間產(chǎn)物，P 表示產(chǎn)物。

　　酶促反應時(shí)，并不是整個(gè)酶分子都參與催化作用，而是少數帶有 -NH2、-COOH、-SH、-OH 等氨基酸殘基的活性基團所形成的活性中心。當運動(dòng)訓練引起體內溫度、酸堿度等理化因素改變時(shí)，酶的活性中心空間排列狀態(tài)就會(huì )受到影響甚至破壞，酶的活性就會(huì )降低甚至失活。

　　3 酶促反應的特點(diǎn)

　　酶所催化的反應稱(chēng)為酶促反應，在酶促反應中被酶催化的物質(zhì)稱(chēng)為底物，反應的生成物質(zhì)稱(chēng)為產(chǎn)物。酶促反應包括酶與底物的結合和催化反應的加速 2 個(gè)過(guò)程。酶是生物催化劑，除具有催化劑的一般特點(diǎn)外，還具有以下獨特的催化特點(diǎn)。

　　3.1 不穩定性

　　酶的催化功能依賴(lài)于酶的結構。酶蛋白具有蛋白質(zhì)的結構特性，易受各種理化條件的影響，體溫變化和失水使體內環(huán)境離子濃度、酸堿度改變，各種代謝基質(zhì)或產(chǎn)物改變都可以對酶活性發(fā)生影響，體現酶的不穩定性及可調控性。如大強度運動(dòng)時(shí)肌肉 p H 值下降，可使糖無(wú)氧代謝的關(guān)鍵酶--磷酸果糖激酶活性下降，甚至被抑制 ;濕熱環(huán)境下長(cháng)時(shí)間運動(dòng)時(shí)，機體產(chǎn)熱增加而散熱不良，體濕升高后可使體內一系列能量代謝酶的活性下降，從而容易產(chǎn)生運動(dòng)性疲勞。酶促反應的環(huán)境一般宜在體溫（37℃左右）和近中性（PH ≈ 7）的溶液中進(jìn)行。

　　3.2 高效性

　　酶的催化效率極高，比一般催化劑高 106 ~ 1 013 倍。例如，蔗糖酶催化蔗糖水解的速度比用氫離子催化蔗糖水解的速度高 2.5×1 012 倍。每個(gè)酶分子每分鐘能催化 102 ~ 105個(gè)反應分子發(fā)生反應。因而在生物體細胞內，酶表現出量微而催化效率極高的特點(diǎn)。在運動(dòng)時(shí)，代謝過(guò)程的速率更高，比平常高幾十甚至上千倍，可見(jiàn)，酶活性大小和運動(dòng)能力關(guān)系十分密切。

　　3.3 特異性

　　酶對其作用的底物有嚴格的選擇性并產(chǎn)生一定的產(chǎn)物，這就是酶的特異性。一般來(lái)說(shuō)，一種酶只能催化一種底物或同一類(lèi)型的化學(xué)鍵。例如 :淀粉酶只能催化淀粉水解，蛋白水解酶只能催化蛋白質(zhì)水解，脂肪酶只能催化脂肪水解。酶的這種特性，也表現在對不同專(zhuān)項代謝機能訓練的適應不同，酶會(huì )產(chǎn)生專(zhuān)項適應。因此，訓練要求有針對性，如力量、速度與 ATP 酶、肌酸激酶的活性關(guān)系最為密切 ;耐力則與檸檬酸合成酶、琥珀酸脫氫酶及細胞色素氧化酶的活性關(guān)系最大。

　　正因為酶具有不穩定性、高效性和特異性，因此，一切影響蛋白質(zhì)性質(zhì)的因素都可影響酶的催化功能，進(jìn)而影響酶促反應，包括溫度、酶酸堿度、代謝物質(zhì)濃度等。在一定范圍內，代謝底物濃度越高，反應速度越快，增加酶濃度可有效提高反應速度。合理的運動(dòng)訓練可提高體內組織細胞中相關(guān)酶的含量及相關(guān)底物的儲存量。環(huán)境 p H 值會(huì )影響酶分子中某些基團的解離程度，從而改變酶分子的空間結構，影響酶的催化活性。在運動(dòng)過(guò)程中，骨骼肌糖、脂肪等分解代謝加快，酸性代謝產(chǎn)物增多，可引起肌細胞 p H 值下降，抑制某些酶的活性，從而影響物質(zhì)代謝的速度。化學(xué)反應的速度隨溫度的增高而加快，但對于酶促反應，過(guò)高的溫度會(huì )破壞酶分子的空間結構，使酶失去催化能力。運動(dòng)訓練前常要求運動(dòng)員做準備活動(dòng)，原因之一就是準備活動(dòng)能提高肌肉的溫度，有利于提高骨骼肌酶的活性，使其適應訓練和比賽中快速的物質(zhì)代謝要求 ;但當在高溫氣候下訓練及馬拉松跑等長(cháng)時(shí)間運動(dòng)時(shí)，如果補水不夠或機體熱量不能及時(shí)散發(fā)，可引起體溫過(guò)高，如超過(guò) 38.5℃，骨骼肌酶的空間結構會(huì )發(fā)生變化，酶的催化能力降低，此時(shí)能量代謝產(chǎn)生障礙，進(jìn)而引起運動(dòng)性疲勞。

　　4 骨骼肌酶與運動(dòng)能力

　　運動(dòng)訓練會(huì )引起骨骼肌中的酶發(fā)生適應性變化，表現在骨骼肌酶含量的變化及酶催化活性的變化兩方面，以滿(mǎn)足運動(dòng)時(shí)機體物質(zhì)代謝增強的要求。有效的運動(dòng)訓練，能增強機體對骨骼肌酶的調控能力，使酶更容易被激活。這種適應可在極短時(shí)間內實(shí)現，但維持時(shí)間較短。訓練造成的酶催化功能適應性變化可因停訓而消退。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間獲得的適應效果，消退較慢 ;較快的適應效果，消退較快。不同運動(dòng)方式對酶活性的影響不同，不同組織器官中酶的變化規律也不一致。運動(dòng)訓練過(guò)程中，骨骼肌酶的含量增加及活性增強，是機體對運動(dòng)訓練產(chǎn)生適應的表現。長(cháng)期的有氧訓練，可使骨骼肌中有氧代謝酶類(lèi)的含量增加，如 SDH、MDH、CAT 和細胞色素氧化酶等。長(cháng)期的無(wú)氧訓練，可引起骨骼肌中無(wú)氧代謝酶類(lèi)含量的增加，如 ATP 酶、CK、MK、PFK、LDH 等。

　　長(cháng)期的運動(dòng)訓練還可引起骨骼肌中參與代謝的酶活性產(chǎn)生適應性增強，加快代謝過(guò)程的速度，滿(mǎn)足機體對能量的需求。具體表現為 :有氧運動(dòng)訓練可提高有氧代謝酶類(lèi)的活性，如琥珀酸脫氫酶（SDH）、蘋(píng)果酸脫氫酶（MDH）、肉毒堿酰基轉移酶（CAT）和細胞色素等酶的活性明顯提高 ;無(wú)氧運動(dòng)訓練可使肌肉中 ATP 酶的活性提高 30%,CK 活性增強，參與糖無(wú)氧分解的酶如磷酸化酶、LDH 等活性顯著(zhù)提高。代謝酶活性的提高是運動(dòng)訓練促使機體代謝過(guò)程加強所形成的酶適應的結果。

　　5 小結

　　酶是生物活細胞產(chǎn)生的具有催化功能的物質(zhì)，絕大多數酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，運動(dòng)訓練時(shí)物質(zhì)代謝和能量代謝迅速加快的重要因素就是骨骼肌中酶的存在。不同類(lèi)型的骨骼肌細胞、不同的代謝狀態(tài)，酶的含量、分布及活性不同，運動(dòng)訓練可引起骨骼肌細胞內酶的含量及活性等方面發(fā)生適應性變化，進(jìn)而提高運動(dòng)員的運動(dòng)能力。

　　參考文獻：

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