一、物质代谢
1.人体主要营养物质的消化与吸收
1）主要营养物质
平时吃的食物有成千上万种，如果通过化学方法分类，可以归结为糖、脂肪、蛋白质、水、无机盐、维生素这6种营养元素。其中，提供能量、能够供机体运动的能源物质主要是来自糖、脂肪和蛋白质。
在提供的能源中，糖是最主要、最重要的能源。在运动强度比较大的时候就需要消耗糖，强度很低时骨骼肌利用的能源是脂肪，蛋白质一般不用来供能，只有当运动时间超过30分钟以上，糖消耗得差不多了，蛋白质的供能比例才会逐渐加大。一般不希望用蛋白质供能，蛋白质供能时，蛋白质分解加速，肌肉就会出现萎缩，蛋白质会降解，力量也会下降，所以对机体来说是不利的。
糖作为最重要、最主要的能源，也是最经济的能源。糖、脂肪、蛋白质变成ATP供能的时候，糖需要的氧气是最少的。对一个具体的人来说，其摄氧能力与呼吸、血液、心脏关系密切，即当摄取氧气的能力是一定的，相对固定的氧把糖、脂肪、蛋白质转变成ATP的时候，糖产生的热量是最多的，所以我们说糖是最经济的能源。
脂肪、蛋白质、水、无机盐及维生素等物质在机体代谢过程中各自有生理功能，平时尽可能平衡膳食，所有的营养元素都要有效摄取。
2）营养物质的消化吸收与运动
机体所摄取的糖、脂肪、蛋白质等大分子的物质必须在消化道内被分解成小分子物质才能通过小肠黏膜吸收进入血液，这就是消化、吸收的过程。
消化吸收过程中胃肠道需要大量的血液参与其中，而运动时骨骼肌血管扩张、血流量增加、内脏血管收缩、血流量减少，会导致胃肠道血流量明显减少，较安静时约减少2／3，消化腺分泌消化液量下降，运动应激可致胃肠道机械运动减弱，使消化能力受到抑制。为了解决运动与消化机能的矛盾，要注意运动与进餐之间的间隔时间，饱餐后不可立即运动，剧烈运动结束后，经过适当休息再进餐。一般来说，运动之后最少半小时再进餐，吃完饭之后一般最少1小时后再运动。
2.主要营养物质代谢
1）糖代谢
（1）人体的糖储备及其功能形式。单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原，一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原储存起来，一部分被组织直接氧化利用，另一部分用来维持血液中葡萄糖的浓度。因而人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一个动态平衡（见图3-1）。葡萄糖是人体内糖的运输形式，而糖原是糖类的储存形式。
图3-1 糖动态平衡图
糖原：人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式储存的糖类约有350～400克，运动员糖原储量可达400～550克（肌糖原存储420克，肝糖原存储100克）。肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原存储量的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。
血糖：血液中的葡萄糖又称血糖，总重量5～6g，正常人空腹血糖在3.9～6.1mmol／L，血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。在饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。
（2）糖在体内的分解代谢
糖酵解：糖无氧酵解优点是不需要氧气，产生ATP速度快；缺点是产生ATP量少，产生乳酸。在400米、800米、1000米这些3～5分钟就能够完成的短跑运动中，糖酵解供能占的比例非常大。
有氧氧化：糖有氧氧化的优点是产生ATP量多，不产生乳酸；缺点是需要氧气，产生ATP速度慢。在3000米、5000米、10000米及马拉松等长跑运动中以有氧氧化方式供能。
（3）运动与补糖：在大强度训练或者比赛之后，很多人喜欢补充一些鸡肉、排骨、鱼蛋等脂肪或蛋白质，这对机体来说是非常不利的，因为在大强度运动训练之后，糖原消耗殆尽，需要尽可能多补充一点的米面主食，让糖在肌肉里面储存增多。对于怎样补充糖，是按糖在体内代谢规律及时机分段进行补充。
运动前2～4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。此时补充的糖在体内分解、消化吸收，变成血糖，最后存储在肌肉里面，让肌糖原增多，补充的糖应该是浓度稍微高的大分子的糖，如米、面等主食。或可采用35％～40％高浓度的含糖溶液，服用40～50克糖。
运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。此时补充小分子的糖，如直接喝糖水、吃糖，不需要消化吸收，直接增加血糖的浓度，为运动提供能量消耗。糖的浓度要低一点，尽可能是小分子的糖。运动中或赛中补糖采用5％～10％浓度较低的糖溶液，有规律地间歇补充，每20分钟给15～20克糖。现在多用低聚糖补充，低聚糖是一种人工合成糖，它由2～10个葡萄糖单位聚合而成，渗透压低，分子量大于葡萄糖，对机体的影响小，是一种比较好的补糖种类。
运动前1小时左右不要补糖。因为这时候补充糖是很不利的，胰腺就会分泌胰岛素来降血糖，会把这个血糖降到一个比较低的水平，处于胰岛素效应期。
2）脂肪代谢
（1）人体的脂肪储备。人体脂肪的储量大，约占体重的10％～20％。男性、女性最适宜的体脂含量为体重的15％～20％、20％～25％，男性大于20％，女性大于30％，为肥胖。
（2）脂肪在体内的分解代谢。脂肪在脂肪酶的作用下分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时释放出大量能量用以合成ATP。
（3）脂肪代谢与运动减肥。运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。减肥的方式为运动加控制食物摄入量。选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、自行车、迪斯科舞蹈等。水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。
（4）减肥运动量的设定。最科学的减肥方式就是运动，加上控制食物的摄入量，达到能量负平衡（见表3-1）。运动时强度要偏低，偏低的运动强度是以脂肪代谢为主，强度变大可能变成糖的供能，减肥就是减脂，所以尽可能以脂肪供能为主。新的观点认为强度大一点比强度小一点好，认为间隙大强度运动减脂效果好。一般认为比较适宜的运动方式主要是以有氧运动为主，如慢跑、游泳、骑自行车、登山等。
3）蛋白质代谢
（1）蛋白质在体内的代谢：蛋白质经过消化之后，变成小分子的氨基酸，氨基酸从小肠黏膜吸收之后，进入全身组织。蛋白质一般不用作供能，它主要是构成肌肉、某些化学物质（如酶及激素等）。
（2）关于蛋白质的补充问题：成人最低生理需要量为30～45克／日或0.8克／千克体重；生长发育期的青少年由于组织增长的需要，蛋白质的需要量为2.5～3克／千克体重；运动员的蛋白质供给量比普通人高，目前认为我国运动员为1.2～2克／千克体重，优秀举重运动员蛋白质补充量，每日1.3～1.6克／千克体重；耐力性运动中，即使糖类足以供应机体运动中所需能量，膳食中蛋白质的补充量也应达到1.5～1.8克／千克体重。
表3-1 减肥运动量设定
4）三大物质代谢的关系
糖类、脂肪、蛋白质三大营养物质在神经激素的调控下，发挥其各自的生理作用。糖类、脂肪均是人体的重要能源物质。蛋白质在特殊情况下可作为能源氧化分解提供能量，而其氧化分解途径需经过三羧酸循环完成。同时，三大物质在一定的条件下，以三羧酸循环为枢纽，可以发生相互转化。如丙酮酸、乙酰辅酶A等，均是糖、脂肪、蛋白质相互转化的交叉点。
糖类、脂肪、蛋白质这三种物质是可以相互发生转化。糖原通过葡萄糖、磷酸甘油醛、丙酮酸变成乙酰辅酶A，甘油三酯（脂肪）也会变成丙酮酸、乙酰辅酶A，蛋白质会变成氨基酸、丙酮酸、乙酰辅酶A。乙酰辅酶A和丙酮酸是中间产物，让糖、脂肪和蛋白质发生相互的转化。