本文通过综述酶的化学特点、作用机理、酶促反应特点，以及酶与运动能力的关系，帮助教练员准确理解运动训练提高运动员运动能力的生物学机制，进而更科学地制订训练计划。大家在相关论文写作时，可以参考这篇题目为“运动训练对骨骼肌酶含量与活性的影响”的运动生物化学论文。
原标题：骨骼肌酶与运动综合能力
摘要：运动训练时物质代谢和能量代谢迅速加快的重要因素是骨骼肌中酶的存在。通过综述酶的化学特点、作用机理、酶促反应特点，以及酶与运动能力的关系，帮助教练员准确理解运动训练提高运动员运动能力的生物学机制，进而更科学地制订训练计划。
关键词：骨骼肌；酶促反应；运动能力
在运动训练中，物质代谢的化学反应极为顺利和迅速，如在 21 s 左右完成 200 m 跑，机体需消耗 60 kcal 的能量，其根本原因就在于体内存在一种起催化作用的特殊物质--酶。运动训练可引起细胞内酶活性发生适应性变化。细胞内有多种酶，催化不同物质的物质代谢与能量代谢 ;但不同的细胞，不同的代谢状态，酶的含量、分布及活性是不同的，因而酶参与代谢的调节包括酶的含量、分布、活性等。在运动训练过程中，机体内酶的活性、含量的改变都会伴随运动能力的变化，运动训练提高运动能力的机制之一，就是通过运动训练提高物质代谢酶的活性与含量。
1 酶的概念及其化学特点
酶是生物细胞产生的具有催化功能的物质。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是由其他生物大分子如核糖核酸组成核酶。酶所具有的催化能力称为酶活性，如果酶失去催化能力则称为酶的失活。根据酶的化学组成可将其分为单纯蛋白质酶和结合蛋白质酶。单纯蛋白质酶仅由蛋白质构成，其催化活性由蛋白质结构所决定。结合蛋白质酶除蛋白质部分（即酶蛋白）外，还有非蛋白质部分，即所谓酶的辅助因子。辅助因子可以是金属离子，也可以是辅酶（或辅基），维生素可通过组成辅酶或辅基的形式，参与酶的活性调节及体内的物质能量代谢（表 1）。如果体内钙、钠等矿物质元素或维生素含量降低，会引起相应酶的活性降低，进而影响能量代谢的进行，极大地限制机体的运动能力（表 2）。
2 酶的作用机理
酶是生物催化剂。与一般催化剂的作用一样，它能降低底物分子所具有的活化能。酶促反应时，底物（S）与酶（E）的活性中心靠近与定向，进而结合成不稳定的中间复合物（ES），这样，使底物分子中的敏感键产生张力或变形，敏感键易于断裂，从而使底物迅速转变为产物（P）。
其中，E 表示酶，S 表示底物，ES 表示中间产物，P 表示产物。
酶促反应时，并不是整个酶分子都参与催化作用，而是少数带有 -NH2、-COOH、-SH、-OH 等氨基酸残基的活性基团所形成的活性中心。当运动训练引起体内温度、酸碱度等理化因素改变时，酶的活性中心空间排列状态就会受到影响甚至破坏，酶的活性就会降低甚至失活。
3 酶促反应的特点
酶所催化的反应称为酶促反应，在酶促反应中被酶催化的物质称为底物，反应的生成物质称为产物。酶促反应包括酶与底物的结合和催化反应的加速 2 个过程。酶是生物催化剂，除具有催化剂的一般特点外，还具有以下独特的催化特点。
3.1 不稳定性
酶的催化功能依赖于酶的结构。酶蛋白具有蛋白质的结构特性，易受各种理化条件的影响，体温变化和失水使体内环境离子浓度、酸碱度改变，各种代谢基质或产物改变都可以对酶活性发生影响，体现酶的不稳定性及可调控性。如大强度运动时肌肉 p H 值下降，可使糖无氧代谢的关键酶--磷酸果糖激酶活性下降，甚至被抑制 ;湿热环境下长时间运动时，机体产热增加而散热不良，体湿升高后可使体内一系列能量代谢酶的活性下降，从而容易产生运动性疲劳。酶促反应的环境一般宜在体温（37℃左右）和近中性（PH ≈ 7）的溶液中进行。
3.2 高效性
酶的催化效率极高，比一般催化剂高 106 ~ 1 013 倍。例如，蔗糖酶催化蔗糖水解的速度比用氢离子催化蔗糖水解的速度高 2.5×1 012 倍。每个酶分子每分钟能催化 102 ~ 105个反应分子发生反应。因而在生物体细胞内，酶表现出量微而催化效率极高的特点。在运动时，代谢过程的速率更高，比平常高几十甚至上千倍，可见，酶活性大小和运动能力关系十分密切。
3.3 特异性
酶对其作用的底物有严格的选择性并产生一定的产物，这就是酶的特异性。一般来说，一种酶只能催化一种底物或同一类型的化学键。例如 :淀粉酶只能催化淀粉水解，蛋白水解酶只能催化蛋白质水解，脂肪酶只能催化脂肪水解。酶的这种特性，也表现在对不同专项代谢机能训练的适应不同，酶会产生专项适应。因此，训练要求有针对性，如力量、速度与 ATP 酶、肌酸激酶的活性关系最为密切 ;耐力则与柠檬酸合成酶、琥珀酸脱氢酶及细胞色素氧化酶的活性关系最大。
正因为酶具有不稳定性、高效性和特异性，因此，一切影响蛋白质性质的因素都可影响酶的催化功能，进而影响酶促反应，包括温度、酶酸碱度、代谢物质浓度等。在一定范围内，代谢底物浓度越高，反应速度越快，增加酶浓度可有效提高反应速度。合理的运动训练可提高体内组织细胞中相关酶的含量及相关底物的储存量。环境 p H 值会影响酶分子中某些基团的解离程度，从而改变酶分子的空间结构，影响酶的催化活性。在运动过程中，骨骼肌糖、脂肪等分解代谢加快，酸性代谢产物增多，可引起肌细胞 p H 值下降，抑制某些酶的活性，从而影响物质代谢的速度。化学反应的速度随温度的增高而加快，但对于酶促反应，过高的温度会破坏酶分子的空间结构，使酶失去催化能力。运动训练前常要求运动员做准备活动，原因之一就是准备活动能提高肌肉的温度，有利于提高骨骼肌酶的活性，使其适应训练和比赛中快速的物质代谢要求 ;但当在高温气候下训练及马拉松跑等长时间运动时，如果补水不够或机体热量不能及时散发，可引起体温过高，如超过 38.5℃，骨骼肌酶的空间结构会发生变化，酶的催化能力降低，此时能量代谢产生障碍，进而引起运动性疲劳。
4 骨骼肌酶与运动能力
运动训练会引起骨骼肌中的酶发生适应性变化，表现在骨骼肌酶含量的变化及酶催化活性的变化两方面，以满足运动时机体物质代谢增强的要求。有效的运动训练，能增强机体对骨骼肌酶的调控能力，使酶更容易被激活。这种适应可在极短时间内实现，但维持时间较短。训练造成的酶催化功能适应性变化可因停训而消退。一般来说，经过较长时间获得的适应效果，消退较慢 ;较快的适应效果，消退较快。不同运动方式对酶活性的影响不同，不同组织器官中酶的变化规律也不一致。运动训练过程中，骨骼肌酶的含量增加及活性增强，是机体对运动训练产生适应的表现。长期的有氧训练，可使骨骼肌中有氧代谢酶类的含量增加，如 SDH、MDH、CAT 和细胞色素氧化酶等。长期的无氧训练，可引起骨骼肌中无氧代谢酶类含量的增加，如 ATP 酶、CK、MK、PFK、LDH 等。
长期的运动训练还可引起骨骼肌中参与代谢的酶活性产生适应性增强，加快代谢过程的速度，满足机体对能量的需求。具体表现为 :有氧运动训练可提高有氧代谢酶类的活性，如琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）、肉毒碱酰基转移酶（CAT）和细胞色素等酶的活性明显提高 ;无氧运动训练可使肌肉中 ATP 酶的活性提高 30%,CK 活性增强，参与糖无氧分解的酶如磷酸化酶、LDH 等活性显着提高。代谢酶活性的提高是运动训练促使机体代谢过程加强所形成的酶适应的结果。
5 小结
酶是生物活细胞产生的具有催化功能的物质，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，运动训练时物质代谢和能量代谢迅速加快的重要因素就是骨骼肌中酶的存在。不同类型的骨骼肌细胞、不同的代谢状态，酶的含量、分布及活性不同，运动训练可引起骨骼肌细胞内酶的含量及活性等方面发生适应性变化，进而提高运动员的运动能力。
参考文献：
[1]王镜岩，朱圣庚，徐长法。生物化学[M].北京：高等教育出版社，2002:9
[2]林文弢。运动能力的生物化学[M].北京：人民体育出版社，1995
[3]Jay Hoffman.Physiological Aspects of Sports Training andPerformance[M]. U.S.A:Human Kinetics,2002
[4]冯炜权，谢敏豪，林文弢。运动生物化学研究进展[M].北京：人民体育出版社，2006:
