你天天跑步，但是你知道跑步時(shí)候必須用到的線粒體是什么嗎？
線粒體是一種存在于大多數(shù)細(xì)胞中的由兩層膜包被的細(xì)胞器，是細(xì)胞中制造能量的結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，被稱為'power house'。如果把身體想象成一輛汽車，那么葡萄糖相當(dāng)于汽油，線粒體相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)。
線粒體一般呈短棒狀或圓球狀，但因生物種類和生理狀態(tài)而異，還可呈環(huán)狀、線狀、啞鈴狀、分杈狀、扁盤(pán)狀或其它形狀。
不同生物的不同組織中線粒體的數(shù)量差異是巨大的。有的細(xì)胞擁有多達(dá)數(shù)千個(gè)的線粒體（如肝臟細(xì)胞中有1000-2000個(gè)線粒體），有的細(xì)胞則只有一個(gè)線粒體（如酵母菌細(xì)胞的大型分支線粒體），而大多數(shù)哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞不具有線粒體。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞中線粒體數(shù)量取決于該細(xì)胞的代謝水平，代謝活動(dòng)越旺盛的細(xì)胞、線粒體越多。
線粒體的化學(xué)組分主要包括水、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，此外還含有少量的輔酶等小分子及核酸。有研究表明，線粒體上有許多特殊的結(jié)構(gòu)，即線粒體基粒，基粒中含有ATP合酶，能利用呼吸鏈產(chǎn)生的能量合成三磷酸腺苷（即ATP）。所以線粒體是我們細(xì)胞供氧的重要場(chǎng)所。
線粒體是真核生物進(jìn)行氧化代謝的部位，是糖類、脂肪和氨基酸最終氧化釋放能量的場(chǎng)所。線粒體負(fù)責(zé)的最終氧化的共同途徑是三羧酸循環(huán)與有氧氧化，分別對(duì)應(yīng)有氧呼吸的第二、三階段。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成的糖酵解和在線粒體基質(zhì)中完成的三羧酸循環(huán)在會(huì)產(chǎn)生一些高能分子，而氧化磷酸化這一步驟的作用則是利用這些物質(zhì)還原氧氣釋放能量合成ATP。
在有氧呼吸過(guò)程中，1分子葡萄糖經(jīng)過(guò)糖酵解、三羧酸循環(huán)和有氧氧化將能量釋放后，可產(chǎn)生30-32分子ATP。如果細(xì)胞所在環(huán)境缺氧，則會(huì)轉(zhuǎn)而進(jìn)行無(wú)氧呼吸。此時(shí)，糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸便不再進(jìn)入線粒體內(nèi)的三羧酸循環(huán)，而是繼續(xù)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中反應(yīng)，但不產(chǎn)生ATP。所以在無(wú)氧呼吸過(guò)程中，1分子葡萄糖只能在第一階段產(chǎn)生2分子ATP。
在人體內(nèi)有三大供能系統(tǒng)，它們是：磷酸原供能系統(tǒng)、乳酸能供能系統(tǒng)和有氧氧化供能系統(tǒng)。
短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，如100米短跑，主要依靠磷酸原系統(tǒng)供能；長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，主要靠有氧氧化提供能量；介于二者之間的較短時(shí)間的中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，如400米跑，則主要由無(wú)氧氧化提供能量。
人在劇烈運(yùn)動(dòng)呼吸底物主要是糖。但在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，如馬拉松式的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)，人體內(nèi)貯存的糖是不夠用的，在體內(nèi)糖原消耗完后，體內(nèi)貯存脂肪和脂肪酸轉(zhuǎn)為主要供能物質(zhì)。
跑步運(yùn)動(dòng)的供能方式：
總之，短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)(10秒以內(nèi))基本上依賴ATP、CP儲(chǔ)備供能；長(zhǎng)時(shí)間低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖和脂肪酸有氧代謝供能為主；而運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10秒—10分內(nèi)執(zhí)行全力運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有的能源儲(chǔ)備都被動(dòng)用，只是動(dòng)用的燃料隨時(shí)間變化而異：運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，ATP、CP被動(dòng)用，然后糖酵解供能，最后糖原、脂肪酸、蛋白質(zhì)有氧代謝也參與供能。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的一段時(shí)間，骨骼肌等組織細(xì)胞內(nèi)有氧代謝速率仍高于安靜時(shí)水平，它產(chǎn)生的能量用于運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的能源物質(zhì)的恢復(fù)，如磷酸原、糖原等。
除了合成ATP為細(xì)胞提供能量等主要功能外，線粒體還承擔(dān)了許多其他生理功能。
1、細(xì)胞增殖與細(xì)胞代謝的調(diào)控；
2、合成膽固醇及某些血紅素。
線粒體的某些功能只有在特定的組織細(xì)胞中才能展現(xiàn)。例如，只有肝臟細(xì)胞中的線粒體才具有對(duì)氨氣（蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的廢物）造成的毒害解毒的功能。
小結(jié)
線粒體是一種存在于大多數(shù)細(xì)胞中的由兩層膜包被的細(xì)胞器，是細(xì)胞中制造能量的結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，被稱為'power house'。如果把身體想象成一輛汽車，那么葡萄糖相當(dāng)于汽油，線粒體相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)。
延展
上世紀(jì)80年代，美國(guó)加州大學(xué)伯克萊分校的威爾遜遺傳小組發(fā)現(xiàn)：全人類的線粒體DNA基本相同，差異很少，而線粒體DNA又是嚴(yán)格的母系遺傳。因此，他們推測(cè)，現(xiàn)代世界各種族居民的線粒體DNA最終都是從一個(gè)共同的女性祖先那兒遺傳下來(lái)的。他們還推測(cè)：現(xiàn)代人類的線粒體DNA均來(lái)自非洲的一位女性，她是人類各種族的共同祖先。并稱之為“夏娃”。
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