運動訓練對骨骼肌酶含量與活性的影響論文
運動訓練對骨骼肌酶含量與活性的影響論文
本文透過綜述酶的化學特點、作用機理、酶促反應特點，以及酶與運動能力的關係，幫助教練員準確理解運動訓練提高運動員運動能力的生物學機制，進而更科學地制訂訓練計劃。大家在相關論文寫作時，可以參考這篇題目為“運動訓練對骨骼肌酶含量與活性的影響”的運動生物化學論文。
原標題：骨骼肌酶與運動綜合能力
摘要：運動訓練時物質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。透過綜述酶的化學特點、作用機理、酶促反應特點，以及酶與運動能力的關係，幫助教練員準確理解運動訓練提高運動員運動能力的生物學機制，進而更科學地制訂訓練計劃。
關鍵詞：骨骼肌；酶促反應；運動能力
在運動訓練中，物質代謝的化學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，其根本原因就在於體記憶體在一種起催化作用的特殊物質--酶。運動訓練可引起細胞內酶活性發生適應性變化。細胞內有多種酶，催化不同物質的物質代謝與能量代謝 ;但不同的細胞，不同的代謝狀態，酶的含量、分佈及活性是不同的，因而酶參與代謝的調節包括酶的含量、分佈、活性等。在運動訓練過程中，機體內酶的活性、含量的改變都會伴隨運動能力的變化，運動訓練提高運動能力的機制之一，就是透過運動訓練提高物質代謝酶的活性與含量。
1 酶的概念及其化學特點
酶是生物細胞產生的具有催化功能的物質。絕大多數酶的化學本質是蛋白質，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為酶活性，如果酶失去催化能力則稱為酶的失活。根據酶的化學組成可將其分為單純蛋白質酶和結合蛋白質酶。單純蛋白質酶僅由蛋白質構成，其催化活性由蛋白質結構所決定。結合蛋白質酶除蛋白質部分（即酶蛋白）外，還有非蛋白質部分，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），維生素可透過組成輔酶或輔基的形式，參與酶的活性調節及體內的物質能量代謝（表 1）。如果體內鈣、鈉等礦物質元素或維生素含量降低，會引起相應酶的活性降低，進而影響能量代謝的進行，極大地限制機體的運動能力（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，底物（S）與酶（E）的活性中心靠近與定向，進而結合成不穩定的中間複合物（ES），這樣，使底物分子中的敏感鍵產生張力或變形，敏感鍵易於斷裂，從而使底物迅速轉變為產物（P）。
其中，E 表示酶，S 表示底物，ES 表示中間產物，P 表示產物。
酶促反應時，並不是整個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。當運動訓練引起體內溫度、酸鹼度等理化因素改變時，酶的活性中心空間排列狀態就會受到影響甚至破壞，酶的活性就會降低甚至失活。
3 酶促反應的特點
酶所催化的反應稱為酶促反應，在酶促反應中被酶催化的物質稱為底物，反應的生成物質稱為產物。酶促反應包括酶與底物的結合和催化反應的加速 2 個過程。酶是生物催化劑，除具有催化劑的一般特點外，還具有以下獨特的催化特點。
3.1 不穩定性
酶的催化功能依賴於酶的結構。酶蛋白具有蛋白質的結構特性，易受各種理化條件的影響，體溫變化和失水使體內環境離子濃度、酸鹼度改變，各種代謝基質或產物改變都可以對酶活性發生影響，體現酶的不穩定性及可調控性。如大強度運動時肌肉 p H 值下降，可使糖無氧代謝的關鍵酶--磷酸果糖激酶活性下降，甚至被抑制 ;溼熱環境下長時間運動時，機體產熱增加而散熱不良，體溼升高後可使體內一系列能量代謝酶的活性下降，從而容易產生運動性疲勞。酶促反應的環境一般宜在體溫（37℃左右）和近中性（PH ≈ 7）的溶液中進行。
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。每個酶分子每分鐘能催化 102 ~ 105個反應分子發生反應。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。在運動時，代謝過程的速率更高，比平常高几十甚至上千倍，可見，酶活性大小和運動能力關係十分密切。
3.3 特異性
酶對其作用的底物有嚴格的選擇性併產生一定的產物，這就是酶的特異性。一般來說，一種酶只能催化一種底物或同一型別的化學鍵。例如 :澱粉酶只能催化澱粉水解，蛋白水解酶只能催化蛋白質水解，脂肪酶只能催化脂肪水解。酶的這種特性，也表現在對不同專項代謝機能訓練的適應不同，酶會產生專項適應。因此，訓練要求有針對性，如力量、速度與 ATP 酶、肌酸激酶的活性關係最為密切 ;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係最大。
正因為酶具有不穩定性、高效性和特異性，因此，一切影響蛋白質性質的因素都可影響酶的催化功能，進而影響酶促反應，包括溫度、酶酸鹼度、代謝物質濃度等。在一定範圍內，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。合理的運動訓練可提高體內組織細胞中相關酶的含量及相關底物的儲存量。環境 p H 值會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。在運動過程中，骨骼肌糖、脂肪等分解代謝加快，酸性代謝產物增多，可引起肌細胞 p H 值下降，抑制某些酶的活性，從而影響物質代謝的速度。化學反應的速度隨溫度的增高而加快，但對於酶促反應，過高的溫度會破壞酶分子的空間結構，使酶失去催化能力。運動訓練前常要求運動員做準備活動，原因之一就是準備活動能提高肌肉的溫度，有利於提高骨骼肌酶的活性，使其適應訓練和比賽中快速的物質代謝要求 ;但當在高溫氣候下訓練及馬拉松跑等長時間運動時，如果補水不夠或機體熱量不能及時散發，可引起體溫過高，如超過 38.5℃，骨骼肌酶的空間結構會發生變化，酶的催化能力降低，此時能量代謝產生障礙，進而引起運動性疲勞。
4 骨骼肌酶與運動能力
運動訓練會引起骨骼肌中的酶發生適應性變化，表現在骨骼肌酶含量的變化及酶催化活性的變化兩方面，以滿足運動時機體物質代謝增強的要求。有效的運動訓練，能增強機體對骨骼肌酶的調控能力，使酶更容易被啟用。這種適應可在極短時間內實現，但維持時間較短。訓練造成的酶催化功能適應性變化可因停訓而消退。一般來說，經過較長時間獲得的適應效果，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。運動訓練過程中，骨骼肌酶的含量增加及活性增強，是機體對運動訓練產生適應的表現。長期的有氧訓練，可使骨骼肌中有氧代謝酶類的含量增加，如 SDH、MDH、CAT 和細胞色素氧化酶等。長期的無氧訓練，可引起骨骼肌中無氧代謝酶類含量的增加，如 ATP 酶、CK、MK、PFK、LDH 等。
長期的運動訓練還可引起骨骼肌中參與代謝的酶活性產生適應性增強，加快代謝過程的速度，滿足機體對能量的需求。具體表現為 :有氧運動訓練可提高有氧代謝酶類的活性，如琥珀酸脫氫酶（SDH）、蘋果酸脫氫酶（MDH）、肉毒鹼醯基轉移酶（CAT）和細胞色素等酶的活性明顯提高 ;無氧運動訓練可使肌肉中 ATP 酶的活性提高 30%,CK 活性增強，參與糖無氧分解的酶如磷酸化酶、LDH 等活性顯著提高。代謝酶活性的提高是運動訓練促使機體代謝過程加強所形成的酶適應的結果。
5 小結
酶是生物活細胞產生的具有催化功能的物質，絕大多數酶的化學本質是蛋白質，運動訓練時物質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。不同型別的骨骼肌細胞、不同的代謝狀態，酶的含量、分佈及活性不同，運動訓練可引起骨骼肌細胞內酶的含量及活性等方面發生適應性變化，進而提高運動員的運動能力。
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