Spordibiokeemia alused. Lahendatud on kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste vere biokeemiliste näitajate iseärasused. Üliõhuke lihasrakkude struktuur

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Postitatud aadressil http://www.allbest.ru/

kolledž füüsiline kultuur

LOENGUKURSUS

SPORDI BIOKEEMIA ALUSED

Kucheryavyi Vsevolod Vladimirovitš

Teema 1. Valkude struktuur ja ensümaatiline katalüüs.

Teema 6. Valkude ainevahetus

OSA 3. VEE-MINERAALIDE AINEVAHETUS. VITAMIINID. HORMOONID

Teema 7. Vee ja soolade vahetus. Vitamiinid

Teema 8. Hormoonid, uriini ja vere biokeemia

2. OSA. SPORDI BIOKEEMIA ALUSED

OSA 4. LIHASTE AKTIIVSUSE BIOKEEMIA

Teema 9. Lihaste kontraktsiooni biokeemia

Teema 10. Lihase kontraktsiooni energiavarustus

OSA 5. SPORDITEGEVUSE ÜLDINE BIOKEEMIA

Teema 11. Biokeemilised muutused lihastöö käigus

Teema 12. Väsimuse biokeemilised mehhanismid

Teema 13. Taastumine biokeemilisest vaatepunktist

Teema 14. Lihastööga kohanemise üldised biokeemilised mustrid

OSA 6. SPORDISOOVITUSED JA BIOKEEMIA

Teema 15. Tegevuse biokeemilised alused

Teema 16. Biokeemilised sooritusvõime suurendamise meetodid

LISA 1. Biokeemia eksami küsimused

1. OSA. ÜLDINE BIOKEEMIA ALUSED

OSA 1. AINEVAHETUSE ÜLDISED OMADUSED

Teema 1. Valkude struktuur ja ensümaatiline katalüüs

1. Valkude bioloogiline roll

2. Valgu molekuli ehitus

3. Valkude klassifikatsioon

5. Ensüümide struktuur

Sissejuhatus. Mida teeb biokeemia?

Biokeemia uurib elussüsteemides toimuvaid keemilisi protsesse. Teisisõnu, biokeemia uurib elu keemiat. See teadus on suhteliselt noor. Ta sündis 20. sajandil. Tinglikult võib biokeemia kursuse jagada kolme ossa.

Üldine biokeemia käsitleb erinevate elusolendite keemilise koostise ja ainevahetuse üldseadusi, alates väikseimatest mikroorganismidest kuni inimeseni. Selgus, et need mustrid korduvad suuresti.

Konkreetne biokeemia käsitleb teatud elusolendite rühmades toimuvate keemiliste protsesside iseärasusi. Näiteks taimedes, loomades, seentes ja mikroorganismides toimuvatel biokeemilistel protsessidel on oma eripärad ja mõnel juhul väga olulised.

Funktsionaalne biokeemia käsitleb üksikutes organismides toimuvate biokeemiliste protsesside iseärasusi, mis on seotud nende elustiili iseärasustega. Funktsionaalse biokeemia haru, mis uurib mõju füüsiline harjutus sportlase kehal nimetatakse spordibiokeemiaks või spordibiokeemiaks.

Kehakultuuri ja spordi arendamine eeldab sportlastelt ja treeneritelt häid teadmisi biokeemia vallas. See on tingitud asjaolust, et mõistmata, kuidas keha keemilisel, molekulaarsel tasandil töötab, on raske loota edule kaasaegsed spordialad. Paljud tänapäeval kasutatavad treening- ja taastumistehnikad põhinevad sügaval arusaamal sellest, kuidas keha töötab subtsellulaarsel ja molekulaarsel tasandil. Ilma biokeemiliste protsesside sügava mõistmiseta on võimatu võidelda dopinguga – kurjuse, mis võib spordi rikkuda.

1. Valkude bioloogiline roll

Valkude rolli organismis on raske üle hinnata. Seetõttu algab meie kursus selle konkreetse bioorgaaniliste ühendite klassi rolli ja struktuuri kirjeldusega. Valgud kehas täidavad järgmisi funktsioone.

1. Struktuurne või plastiline funktsioon. Valgud on mitmekülgsed ehitusmaterjal, millest koosnevad peaaegu kõik elusrakkude struktuurid. Näiteks inimkehas moodustavad valgud umbes 1/6 kehakaalust. Pealegi koolitatud inimesi hea arenenud lihased see arv võib olla suurem.

2. Katalüütiline funktsioon. Paljud valgud, mida nimetatakse ensüümideks või ensüümideks, täidavad elussüsteemides katalüsaatorite funktsiooni, see tähendab, et nad muudavad keemiliste reaktsioonide kiirust (mida arutatakse üksikasjalikult allpool)

3. Kokkutõmbav funktsioon. Valgumolekulid on elussüsteemide kõigi liikumisvormide aluseks. Lihaste kokkutõmbumine on eelkõige valkude töö.

4. Reguleeriv funktsioon. See funktsioon põhineb valgumolekulide võimel reageerida nii hapete kui ka alustega, mida keemias nimetatakse amfoteersuseks. Valgud osalevad kehas homöostaasi loomises. Paljud valgud on hormoonid.

5. Retseptori funktsioon. See funktsioon põhineb valkude võimel reageerida tekkivatele muutustele organismi sisekeskkonna tingimustes. Erinevad keha retseptorid, mis on tundlikud temperatuuri, rõhu ja valguse suhtes, on valgud. Hormooni retseptorid on samuti valgud.

6. Transpordifunktsioon. Valgu molekulid on suured ja vees hästi lahustuvad, mis võimaldab neil kergesti liikuda läbi vesilahuste ja transportida erinevaid aineid. Näiteks hemoglobiin transpordib gaase, verealbumiinid rasvu ja rasvhappeid.

7. Kaitsefunktsioon. Valgud kaitsevad keha ennekõike immuunsuse loomises osaledes.

8. Energiafunktsioon. Valgud ei ole põhilised energiavahetuses osalejad, kuid siiski katavad nad kuni 10% keha päevasest energiavajadusest. Samas on see liiga väärtuslik toode, et seda energiaallikana kasutada. Seetõttu kasutatakse valke energiaallikana alles pärast süsivesikuid ja rasvu.

2. Valgu molekuli ehitus

Valgud on suure molekulmassiga lämmastikku sisaldavad ühendid, mis koosnevad aminohapetest. Valgud sisaldavad sadu aminohappejääke. Kõik valgud, olenemata päritolust, moodustuvad aga 20 tüüpi aminohapetest. Seetõttu nimetatakse neid 20 aminohapet proteinogeenseteks.

Aminohapped sisaldavad karboksüülrühma COOH ja aminorühma NH2. Tõsi, mõned valgud sisaldavad siiski väga väikeses koguses aminohappeid, mis ei kuulu proteinogeensete hulka. Selliseid aminohappeid nimetatakse väiksemateks. Need moodustuvad proteinogeensetest aminohapetest pärast valgumolekulide sünteesi lõppemist.

Aminohapped on omavahel ühendatud peptiidsidemetega, moodustades pikki hargnemata ahelaid – polüpeptiide. Peptiidside tekib siis, kui ühe aminohappe karboksüülrühm interakteerub teise aminohappe aminorühmaga, vabastades vett. Peptiidsidemed on väga vastupidavad ja neid moodustavad kõik aminohapped. Just need sidemed moodustavadki valgu molekuli organiseerituse esimese taseme – valgu esmase struktuuri. Primaarne struktuur on aminohappejääkide järjestus valgu polüpeptiidahelas.

Valgu sekundaarstruktuur on peamiselt vesiniksidemetest moodustunud spiraalne struktuur.

Valgu tertsiaarne struktuur on kerake või pall, millesse mõne valgu sekundaarne spiraal voltib. Gloobuli moodustumisel osalevad mitmesugused molekulidevahelised jõud, peamiselt disulfiidsillad. Kuna disulfiidsidemeid moodustavad väävlit sisaldavad aminohapped, sisaldavad globulaarsed valgud tavaliselt palju väävlit.

Mõned valgud moodustavad kvaternaarse struktuuri, mis koosneb mitmest gloobulist, mida siis nimetatakse subühikuteks. Näiteks hemoglobiini molekul koosneb neljast alaühikust, mis täidavad ühte funktsiooni.

Kõik valgumolekuli struktuuritasemed sõltuvad primaarstruktuurist. Muutused primaarstruktuuris toovad kaasa muutusi valgu organiseerimise teistel tasanditel.

3. Valkude klassifikatsioon

Valkude klassifikatsioon põhineb nende keemilisel koostisel. Selle klassifikatsiooni järgi jagunevad valgud lihtsateks ja keerukateks. Lihtvalgud koosnevad ainult aminohapetest, see tähendab ühest või mitmest polüpeptiidist. Inimkehas leiduvate lihtsate valkude hulka kuuluvad albumiinid, globuliinid, histoonid ja tugikoe valgud.

Keerulises valgu molekulis on lisaks aminohapetele ka mitteaminohappeline osa, mida nimetatakse proteesrühmaks. Sõltuvalt selle rühma struktuurist eristatakse kompleksvalke nagu fosfoproteiine (sisaldab fosforhapet), nukleoproteiine (sisaldab nukleiinhapet), glükoproteiine (sisaldab süsivesikuid), lipoproteiine (sisaldab lipoidi) jt.

Klassifikatsiooni järgi, mis põhineb valkude ruumilisel kujul, jagunevad valgud fibrillaarseteks ja kerakujulisteks.

Fibrillaarsed valgud koosnevad spiraalidest, st valdavalt sekundaarsest struktuurist. Kerakujuliste valkude molekulid on sfäärilise ja ellipsoidse kujuga.

Fibrillaarsete valkude näide on kollageen, inimkehas kõige rikkalikum valk. See valk moodustab 25–30% valkude koguarvust kehas. Kollageenil on kõrge tugevus ja elastsus. See on osa lihaste, kõõluste, kõhrede, luude ja veresoonte seinte veresoontest.

Globulaarsete valkude näideteks on albumiinid ja globuliinid vereplasmas.

4. Valkude füüsikalis-keemilised omadused

Valkude üks peamisi omadusi on nende suur molekulmass, mis jääb vahemikku 6000 kuni mitu miljonit daltonit.

Valkude teine ​​oluline füüsikalis-keemiline omadus on nende amfoteersus, st nii happeliste kui ka aluseliste omaduste olemasolu. Amfoteersus on seotud vabade karboksüülrühmade, st happeliste ja aminorühmade, st leeliseliste, olemasoluga mõnedes aminohapetes. See toob kaasa asjaolu, et happelises keskkonnas on valkudel leeliselised omadused ja leeliselises keskkonnas - happelised. Teatud tingimustel on valkudel siiski neutraalsed omadused. PH väärtust, mille juures valkudel on neutraalsed omadused, nimetatakse isoelektriliseks punktiks. Iga valgu isoelektriline punkt on individuaalne. Valgud jagunevad selle indikaatori järgi kahte suurde klassi - happelised ja aluselised, kuna isoelektrilist punkti saab nihutada kas ühes või teises suunas.

Valgumolekulide teine ​​oluline omadus on lahustuvus. Vaatamata molekulide suurele suurusele on valgud vees üsna lahustuvad. Veelgi enam, valkude lahused vees on väga stabiilsed. Valkude lahustuvuse esimene põhjus on laengu olemasolu valgumolekulide pinnal, mille tõttu valgumolekulid praktiliselt ei moodusta vees lahustumatuid agregaate. Valgulahuste stabiilsuse teine ​​põhjus on hüdratatsiooni (vee) kesta olemasolu valgumolekulis. Niisutuskest eraldab valgud üksteisest.

Kolmas oluline valkude füüsikalis-keemiline omadus on väljasoolamine, see tähendab võime sadestuda vett eemaldavate ainete mõjul. Väljasoolamine on pöörduv protsess. See võime lahusesse sisse ja sealt välja liikuda on väga oluline paljude elutähtsate omaduste avaldumiseks.

Lõpuks on valkude kõige olulisem omadus nende denatureerimisvõime. Denatureerimine on valgu loomulikkuse kaotamine. Kui praadime pannil mune, tekib valgu pöördumatu denaturatsioon. Denaturatsioon seisneb valgu sekundaarse ja tertsiaarse struktuuri püsivas või ajutises katkemises, kuid esmane struktuur säilib. Lisaks temperatuurile (üle 50 kraadi) võivad denaturatsiooni põhjustada ka muud füüsikalised tegurid: kiirgus, ultraheli, vibratsioon, tugevad happed ja leelised. Denaturatsioon võib olla pöörduv või pöördumatu. Väikeste mõjude korral toimub valgu sekundaarsete ja tertsiaarsete struktuuride hävimine ebaoluliselt. Seetõttu võib valk denatureeriva aine puudumisel taastada oma loomuliku struktuuri. Denaturatsiooni vastupidist protsessi nimetatakse renaturatsiooniks. Pikaajalise ja tugeva kokkupuute korral muutub renatureerimine aga võimatuks ja seega on denaturatsioon pöördumatu.

5. Ensüümide struktuur

Ensüümid ehk ensüümid on valgud, mis täidavad organismis katalüütilisi funktsioone. Katalüüs hõlmab nii keemiliste reaktsioonide kiirendamist kui ka aeglustamist.

Ensüümid kiirendavad peaaegu alati keemilisi reaktsioone organismis ning need kiirendavad kümneid ja sadu kordi. Teistes reaktsioonides, mis toimuvad ensüümide kontrolli all, langeb kiirus nende puudumisel peaaegu nullini.

Ensüümi piirkonda, mis on otseselt seotud katalüüsiga, nimetatakse aktiivseks saidiks. Seda saab korraldada erinevalt ensüümides, millel on ainult tertsiaarne ja kvaternaarne struktuur. Komplekssetes valkudes osalevad aktiivse keskuse moodustamises reeglina kõik subühikud, aga ka nende proteesrühmad.

Aktiivses keskuses on kaks sektsiooni - adsorptsioon ja katalüütiline.

Adsorptsioonikoht on sidumissait. Selle struktuur vastab reageerivate ainete struktuurile, mida biokeemias nimetatakse substraatideks. Nad ütlevad, et substraadid ja ensüümi adsorptsioonikoht langevad kokku nagu võti ja lukk. Enamikul ensüümidel on üks aktiivne sait, kuid on ensüüme, millel on mitu aktiivset saiti.

Peab ütlema, et ensümaatilises reaktsioonis ei osale mitte ainult ensüümi aktiivne keskus, vaid ka selle teised osad. Ensüümi üldine konformatsioon mängib selle aktiivsuses olulist rolli. Seetõttu võib kasvõi ühe aminohappe muutmine molekuli osas, mis ei ole otseselt aktiivse keskusega seotud, ensüümi aktiivsust suuresti mõjutada ja isegi nullini viia. Tänu ensüümi konformatsiooni muutumisele "kohandub" selle aktiivne kese ensüümi poolt kiirendatud reaktsioonis osalevate substraatide struktuuriga.

6. Ensüümide toimemehhanism. Spetsiifilisus

Tuleb meeles pidada, et katalüütilise funktsiooni täitmisel ei muuda katalüsaator ise oma keemilist olemust. See väide kehtib ka ensüümide kohta.

Igas ensüümide poolt läbiviidavas katalüütilises reaktsioonis on kolm etappi.

1. Ensüüm-substraadi kompleksi moodustumine. Selles etapis seostub ensüümi aktiivne kese substraatidega nõrkade sidemete, tavaliselt vesiniksidemete kaudu. Selle etapi tunnuseks on täielik pöörduvus, kuna ensüümi-substraadi kompleks võib kergesti laguneda ensüümideks ja substraatideks. Selles etapis toimub substraadi molekulide soodne orientatsioon, mis kiirendab nende interaktsiooni.

2. See etapp toimub aktiivse keskuse katalüütilise saidi osalusel. Selle etapi põhiolemus on aktiveerimisenergia vähendamine ja substraatidevahelise reaktsiooni kiirendamine. Selle etapi tulemuseks on uue toote moodustamine.

3. Selles etapis eraldatakse valmistoode aktiivsest keskusest, vabastades ensüümi, mis on taas valmis oma funktsiooni täitma.

Rakkudes kombineeritakse mitmeastmelisi protsesse katalüüsivad ensüümid sageli kompleksideks, mida nimetatakse multiensüümsüsteemideks. Enamasti on need kompleksid põimitud biomembraanidesse või seotud rakuorganellidega. See ensüümide kombinatsioon muudab nende töö tõhusamaks.

Mõnel juhul sisaldavad ensüümvalgud katalüüsis osalevaid mittevalgulisi komponente. Selliseid mittevalgulisi elemente nimetatakse koensüümideks. Enamik koensüüme sisaldab vitamiine.

Ensüümide kõige olulisem omadus on nende kõrge spetsiifilisus. Biokeemias kehtib reegel: üks reaktsioon – üks ensüüm. Spetsiifilisust on kahte tüüpi: toime spetsiifilisus ja substraadi spetsiifilisus.

Toime spetsiifilisus on ensüümi võime katalüüsida ainult ühte kindlat tüüpi keemilist reaktsiooni. Kui substraat võib läbida mitmesuguseid reaktsioone, vajab iga reaktsioon oma ensüümi.

Substraadi spetsiifilisus on ensüümi võime toimida ainult teatud substraatidele.

Substraadi spetsiifilisus võib olla absoluutne või suhteline.

Absoluutse spetsiifilisusega katalüüsib ensüüm ainult ühe substraadi transformatsiooni.

Suhteliselt võib esineda rühm sarnaseid substraate.

7. Millest sõltub ensümaatiliste reaktsioonide kiirus?

Keemilised reaktsioonid põhinevad aktiveerimisenergial. Kui aktiveerimisenergia on kõrge, ei saa ained reageerida või on nende koostoime kiirus madal. Ensüümid alandavad aktiveerimisenergia läve.

Ensümaatiliste reaktsioonide kiirus sõltub oluliselt paljudest teguritest. Nende hulka kuuluvad ensümaatilises reaktsioonis osalevate ainete kontsentratsioonid, aga ka keskkonnatingimused, milles reaktsioon toimub.

On näidatud, et mida kõrgem on ensüümi kontsentratsioon, seda suurem on reaktsioonikiirus. Seda seetõttu, et ensüümi kontsentratsioon on palju madalam kui substraadi kontsentratsioon.

Substraadi madala kontsentratsiooni korral on reaktsiooni kiirus otseselt proportsionaalne substraatide kontsentratsiooniga. Substraadi kontsentratsiooni suurenedes hakkab see aga aeglustuma ja lõpuks jõudma maksimaalne kiirus, lakkab kasvamast. Selle põhjuseks on asjaolu, et substraadi kontsentratsiooni suurenedes muutub piiravaks teguriks vabade aktiivsete sentide hulk.

Temperatuur mõjutab ensümaatilisi reaktsioone ainulaadsel viisil. Fakt on see, et ensüümid on valgud, mis tähendab, et kõrgel temperatuuril (üle 80 kraadi) kaotavad nad täielikult aktiivsuse. Seetõttu on ensümaatiliste reaktsioonide jaoks olemas temperatuurioptimumi mõiste. Enamiku ensüümide jaoks on optimaalne kehatemperatuur 37–40 kraadi. Madalatel temperatuuridel on ka ensüümid mitteaktiivsed.

Teine ensüümi aktiivsust määrav tegur on keskkonna pH. Siin on igal ensüümil oma pH optimum. Näiteks maomahla ensüümide pH on optimaalne happelises keskkonnas (pH - 1,0 kuni 2,0) ja pankrease ensüümid eelistavad aluselist keskkonda (pH - 9,0 - 10,0).

Lisaks ülaltoodud teguritele mõjutavad ensümaatiliste reaktsioonide kiirust erinevad ained - inhibiitorid ja aktivaatorid.

Inhibiitorid on enamasti madala molekulmassiga ained, mis aeglustavad reaktsiooni kiirust. Inhibiitor seondub ensüümiga, takistades sellel oma funktsiooni täitmast.

Aktivaatorid on ained, mis suurendavad selektiivselt ensümaatiliste reaktsioonide kiirust.

Hormoonid võivad toimida nii ensüümide aktivaatoritena kui ka inhibiitoritena.

Ensümaatiliste reaktsioonide kiirus sõltub paljudest muudest teguritest:

· muutused ensüümide sünteesi kiiruses;

· . ensüümi modifikatsioonid;

· ensüümi konformatsiooni muutus

8. Ensüümide klassifikatsioon ja nomenklatuur

Ensüümide kaasaegne klassifikatsioon põhineb ensüümi poolt katalüüsitava keemilise reaktsiooni omadustel. Ensüüme on kuus peamist klassi.

1. Oksidoreduktaasid on ensüümid, mis katalüüsivad redoksreaktsioone. Skemaatiliselt näeb see välja selline:

2. Transferaasid – ensüümid, mis katalüüsivad keemiliste rühmade üleminekut ühelt molekulilt teise

AB + C > A + BC

3. Hüdrolaasid on ensüümid, mis lõhustavad keemilisi sidemeid vee lisamisel ehk hüdrolüüsil.

AB + H2O >A - H + B - OH

4. Lüaasid – ensüümid, mis katalüüsivad keemiliste sidemete lõhustamist ilma vett lisamata:

5. Isomeraasid on ensüümid, mis katalüüsivad isomeerseid muundumisi, st üksikute keemiliste rühmade ülekandmist ühes molekulis:

6. Süntetaasid on ensüümid, mis katalüüsivad ATP energiat kasutades toimuvaid sünteesireaktsioone:

ATP + H2O > ADP + H3PO4

Iga klass jaguneb omakorda alamklassideks ja need alamklassideks.

Ensüümi nimi koosneb tavaliselt kahest osast. Esimene osa peegeldab substraadi nime, mille muundumist see ensüüm katalüüsib. Nime teises osas on lõpp “-aza”, mis näitab reaktsiooni olemust. Näiteks ensüümi, mis eemaldab piimhappest (laktaadist) vesinikuaatomeid, nimetatakse laktaatdehüdrogenaasiks. Ja ensüümi, mis katalüüsib glükoos-6-fosfaadi isomerisatsiooni fruktoos-6-fosfaadiks, nimetatakse glükoosfosfaadi isomeraasiks. Glükogeeni sünteesis osalevat ensüümi nimetatakse glükogeeni süntetaasiks.

Teema 2. Ainevahetuse etapid ja bioloogiline oksüdatsioon

3. Kudede hingamine

1. üldised omadused ainevahetus

Ainevahetus ja energia on nõutav tingimus elusorganismide olemasolu.

Keha saab energiat ja ehitusaineid väliskeskkonnast, seejärel need ained töödeldakse ning lõpuks satuvad organismist keskkonda mittevajalikud jääkained. Seega võib ainevahetust kujutada kolme protsessina.

1. Seedimine on protsess, mille käigus tavaliselt kõrgmolekulaarsed ja organismile võõrad toiduained lagundatakse seedeensüümide toimel ja muudetakse lihtsateks ühenditeks – universaalseks kõigile elusorganismidele. Näiteks valgud lagunevad aminohapeteks täpselt samamoodi nagu organismi enda aminohapped. Toidu süsivesikutest moodustub universaalne monosahhariid glükoos. Seetõttu võivad seedimise lõppsaadused viia keha sisekeskkonda ja rakud neid mitmesugustel eesmärkidel kasutada.

2. Ainevahetus on keha sisekeskkonnas toimuvate keemiliste reaktsioonide kogum. Tõsi, mõnikord mõistetakse sõna “ainevahetus” ainevahetuse sünonüümina.

3. Eritumine on jääkainete kehast väljaviimise protsess. See protsess toimub nii seedimise viimastel etappidel kui ka ainevahetuse ajal. Viimasel juhul hõlmab eritumine verd ja spetsiaalseid organeid lämmastikku sisaldavate ainete laguproduktide - neerude - väljutamiseks.

Vaatame siiski lähemalt ainevahetust ennast.

Ainevahetus hõlmab kahte protsessi, mis on selle kaks lahutamatut külge: katabolism ja anabolism.

Katabolism on ainete lagunemise protsess, mille tulemuseks on energia eraldamine ja väiksemate molekulide tootmine. Katabolismi lõppsaadused on süsinikdioksiid, vesi ja ammoniaak.

Katabolismi inimkehas ja enamikus elusolendites iseloomustavad järgmised tunnused.

· Katabolismi protsessis domineerivad oksüdatsioonireaktsioonid.

· Hapniku tarbimisel toimub katabolism.

· Katabolismi käigus vabaneb energia, millest ligikaudu pool koguneb adenosiintrifosfaadi (ATP) molekulide kujul. Märkimisväärne osa energiast vabaneb soojuse kujul.

Anabolism on sünteesireaktsioon. Neid protsesse iseloomustavad järgmised omadused.

· Anabolism on peamiselt taastumisreaktsioon.

· Anabolismi protsessi käigus kulub vesinik.

· ATP toimib anaboolsete reaktsioonide energiaallikana.

2. ATP struktuur ja bioloogiline roll

Adenosiintrifosfaat ehk lühendatult ATP on organismi universaalne energiaaine. ATP on nukleotiid, mille molekul sisaldab lämmastikku sisaldavat alust - adeniini, süsivesikuid - riboosi ja kolme fosforhappe jääki.

ATP molekuli eripäraks on see, et teine ​​ja kolmas fosforhappe jääk on seotud energiarikka sidemega, mida muidu nimetatakse suure energiaga sidemeks. Sageli nimetatakse ühendeid, millel on makroergiline seos (ja me kohtame neid aine uurimise käigus), terminiga "makroergilised" või makroergilised ained.

ATP struktuuri saab kajastada diagrammil

Adeniin-riboos – F.K. - F.K. - F.K.

adenosiin

Kui ATP-d kasutatakse energiaallikana, elimineeritakse see tavaliselt viimase fosforhappejäägi hüdrolüüsi teel.

ATP + H2O > ADP + H3PO4 + energia

Füsioloogilistes tingimustes, st tingimustes, mis eksisteerivad elusrakus, kaasneb mooli ATP lõhenemisega 10–12 kcal energia (43–50 kJ) vabanemine.

Peamised ATP energia tarbijad kehas on

· sünteesireaktsioonid;

· lihaste aktiivsus;

· molekulide ja ioonide transport läbi membraanide.

Seega on ATP bioloogiline roll selles, et see aine organismis on omamoodi EURO või dollari ekvivalent majanduses. ATP peamine tarnija rakus on kudede hingamine - katabolismi viimane etapp, mis toimub enamiku keharakkude mitokondrites.

3. Kudede hingamine

Kudede hingamine on peamine ATP tootmise meetod, mida kasutab enamik keharakke.

Kudede hingamise käigus eemaldatakse oksüdeerunud ainest kaks vesinikuaatomit ja viiakse läbi ensüümidest ja koensüümidest koosneva hingamisahela molekulaarsesse hapnikku, mis toimetatakse verega õhust kõikidesse keha kudedesse. Hapniku- ja vesinikuaatomite lisamise tulemusena tekib vesi. Tänu energiale, mis vabaneb elektronide liikumisel mööda hingamisahelat, sünteesitakse ATP mitokondrites ADP-st ja fosforhappest. Tavaliselt kaasneb kolme ATP molekuli sünteesiga ühe veemolekuli moodustumine.

Kudede hingamise oksüdatsiooni substraadina kasutatakse erinevaid süsivesikute, rasvade ja valkude lagunemise vaheprodukte. Sidrunhappe tsükli vaheproduktid, mida muidu nimetatakse trikarboksüülhappe tsükliks või Krebsi tsükliks, alluvad aga kõige sagedamini oksüdatsioonile (isotsitr-, alfa-ketoglutaar-, merevaik-, õunhape on trikarboksüülhappe tsükli substraadid). Sidrunhappe tsükkel on katabolismi viimane etapp, mille käigus atsetüülkoensüüm A-s sisalduv äädikhappejääk oksüdeerub süsinikdioksiidiks ja veeks. Atsetüülkoensüüm A on omakorda organismi universaalne aine, milleks selle lagunemisel muutuvad peamised orgaanilised ained – valgud, rasvad ja süsivesikud. Kudede hingamine on keeruline ensümaatiline protsess. Kudede hingamisensüümid jagunevad kolme rühma: nikotiinamiiddehüdrogenaasid, flaviindehüdrogenaasid ja tsütokroomid. Need ensüümid moodustavad hingamisahela.

Nikotiinamiiddehüdrogenaasid võtavad oksüdeeritud substraadilt ära kaks vesinikuaatomit ja seovad selle koensüümi molekuliga NAD (nikotinamiidadeniindinukleotiid) Sel juhul muundub NAD oma redutseeritud vormiks NAD.H2.

Flaviini dehüdrogenaasid eemaldavad NAD.H2-st kaks vesinikuaatomit ja kinnitavad need ajutiselt FMN-i (flaviini mononukleotiid). See on koensüüm, mis sisaldab vitamiini B2. Seejärel viiakse kaks vesinikuaatomit üle flaviinile, mis omakorda kannab need aatomid üle tsütokroomidele.

Tsütokroomid on ferri raua ioone sisaldavad ensüümid, mis vesiniku lisamisel muutuvad kahevalentseks. Tsütokroome on mitu ja need on tähistatud ladina tähtedega a, a-3 b, c. Tsütokroomid kannavad vesiniku molekulaarseks hapnikuks ja moodustub vesi.

Mööda hingamisahelat liikudes vabaneb energia, mis akumuleerub ATP molekulide kujul. Seda protsessi nimetatakse oksüdatiivseks või respiratoorseks fosforüülimiseks. Päevas toodetakse kehas vähemalt 40 kg ATP-d. Eriti intensiivselt toimuvad need protsessid lihastes füüsilise töö ajal.

4. Anaeroobne, mikrosomaalne ja vabade radikaalide oksüdatsioon

Mõnel juhul toimub vesinikuaatomi eemaldamine oksüdeeritavatest ainetest tsütoplasmas. Need protsessid toimuvad ilma hapniku osaluseta. Seetõttu on vesiniku aktseptorid siin erinevad. Kõige sagedamini lisatakse vesinikku püroviinamarihappele, mis tekib süsivesikute ja aminohapete lagunemisel. Püruviinhape võib lisada vesinikku ja muutuda seega laktaadiks või piimhappeks. Seda protsessi, mis esineb eriti hapnikupuuduse korral lihastes, nimetatakse anaeroobseks oksüdatsiooniks või glükolüüsiks. Tsütoplasmas vabaneva energia tõttu tekib ka ATP. ATP moodustumise protsessi tsütoplasmas nimetatakse anaeroobseks või substraadi fosforüülimiseks. See protsess on palju vähem efektiivne kui kudede hingamine.

Mõnel juhul satuvad oksüdatsiooni käigus hapnikuaatomid oksüdeeritavate ainete molekulidesse. See oksüdatsioon toimub endoplasmaatilise retikulumi membraanidel ja seda nimetatakse mikrosomaalseks oksüdatsiooniks. Hapniku sisalduse tõttu oksüdeeritud substraadis moodustub hüdroksüülrühm (-OH). Seetõttu nimetatakse seda protsessi sageli hüdroksüülimiseks. Askorbiinhape või C-vitamiin osaleb selles protsessis aktiivselt.

Selle protsessi bioloogiline roll ei ole seotud ATP sünteesiga. See on järgmine.

1. Sünteesitavas aines sisalduvad hapnikuaatomid.

2. Neutraliseeritakse mitmesugused mürgised ained, kuna hapnikuaatomi lisamine mürgimolekuli vähendab selle mürgi mürgisust, muudab selle vees lahustuvaks ja neerudel on kergem seda elimineerida.

Harvadel juhtudel muudetakse õhust kehasse sisenev hapnik aktiivseteks vormideks (O2, HO2, HO+, H2 O2 jne), mida nimetatakse vabadeks radikaalideks või oksüdeerijateks.

Vabad hapnikuradikaalid põhjustavad oksüdatsioonireaktsioone, mis mõjutavad valke, rasvu ja nukleiinhappeid. Seda oksüdatsiooni nimetatakse vabade radikaalide oksüdatsiooniks.

Sellel protsessil on eriline mõju rasvhapetele. Lipiidide peroksüdatsioon (LPO) aitab uuendada bioloogiliste membraanide lipiidikihti.

Vabade radikaalide oksüdatsioon võib samuti olla kahjulik, kui see toimub liiga intensiivselt. Seetõttu on organismil eriline antioksüdantide süsteem, mille tähtsaim osa on E-vitamiin (tokoferool).

OSA 2. ERALDI AINERÜHMADE AINEVAHETUS

Teema 3. Süsivesikute struktuur ja ainevahetus

3. Süsivesikute katabolismi teed. Heksoosdifosfaadi rada glükoosi lagundamiseks

1. Süsivesikute üldtunnused ja klassifikatsioon. Süsivesikute funktsioonid kehas

Süsivesikud moodustavad üle 80% kõigist Maa biosfääri orgaanilistest ühenditest.

Glükoos mängib biosfääri energiavahetuses erakordset rolli. Just see süsivesik tekib fotosünteesi käigus. Ja just glükoos käivitab meie kehas energiavahetuse.

Süsivesikud jagunevad kolme põhiklassi: monosahhariidid, oligosahhariidid ja polüsahhariidid.

Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud ei läbi hüdrolüüsi ja lihtsamaid süsivesikuid on neist võimatu saada. Monosahhariidide hulka kuuluvad: riboos, desoksüriboos, glükoos, fruktoos, galaktoos ja teised.

Oligosahhariidid koosnevad mitmest monosahhariidist, mis on omavahel ühendatud kovalentsete sidemetega. Hüdrolüüsi käigus lagunevad nad monosahhariidideks. Oligosahhariidide näide on disahhariidid, mis koosnevad kahest monosahhariidimolekulist. Levinumad disahhariidid on sahharoos (lauasuhkur ehk roosuhkur), mis koosneb glükoosi ja fruktoosi jääkidest, laktoos (piimasuhkur), mis koosneb glükoosi ja galaktoosi jääkidest.

Polüsahhariidid on pikad hargnemata ahelad. Sealhulgas sadu ja tuhandeid monosahhariidide jääke. Neist kuulsaimad – tärklis, tselluloos, glükogeen – koosnevad glükoosijääkidest.

Süsivesikute funktsioonid organismis on väga mitmekesised.

1. Energia.

2. Struktuurne funktsioon (rakustruktuuride osa).

3. Kaitsev (immuunkehade süntees vastusena antigeenidele).

4. Antikoagulant (hepariin).

5. Homöostaatiline (vee-soola ainevahetuse säilitamine)

6. Mehaaniline (side- ja tugikudede osa).

2. Glükoosi ja glükogeeni struktuur ja bioloogiline roll. Glükogeeni süntees ja lagunemine

Glükoosi empiiriline valem on C6H12O6. Sellel võib olla erinevaid ruumilisi vorme. Inimkehas leidub glükoosi tavaliselt tsüklilisel kujul:

Vaba glükoosi inimorganismis leidub peamiselt veres, kus selle sisaldus on üsna konstantne ja jääb vahemikku 3,9–6,1 mmol/l.

Glükoos on kehas peamine energiaallikas.

Teine inimestele tüüpiline süsivesik on glükogeen. Glükogeen koosneb väga hargnenud molekulidest suur suurus mis sisaldab kümneid tuhandeid glükoosijääke. Glükogeeni empiiriline valem on: (C6 H12 O5)n kus n on glükoosijääkide arv.

Peamised glükogeenivarud on koondunud maksa ja lihastesse.

Glükogeen on glükoosi säilitamise vorm.

Tavaliselt on toiduga kaasas 400–500 g süsivesikuid. Need on peamiselt tärklis, kiudained, sahharoos, laktoos, glükogeen. Süsivesikute seedimine toimub seedetrakti erinevates osades, alustades suuõõnest. Seda viivad läbi amülaasi ensüümid. Ainus süsivesik, mis meie kehas ei lagune, on kiudained. Kõik ülejäänud lagundatakse glükoosiks, fruktoosiks, galaktoosiks jne. ja osalevad kataboolsetes protsessides.Märkimisväärne osa glükoosist muundatakse maksas glükogeeniks. Toidukordade vahel muudetakse osa maksas leiduvast glükogeenist glükoosiks, mis siseneb verre.

Glükogeeni sünteesiks kasutatav glükoos on eelnevalt aktiveeritud. Seejärel moodustab see pärast mitmeid transformatsioone glükogeeni. See protsess hõlmab nukleotiidi UTP (uridiintrifosfaat), mis on struktuurilt sarnane ATP-ga. Reaktsioonide käigus moodustub vaheühend - uridiindifosfaatglükoos (UDP-glükoos). Just see ühend moodustab nn seemnega reageerides glükogeeni molekule. Praimiv aine on maksas leiduvad glükogeeni molekulid.

Glükogeeni moodustumise reaktsioone varustab energiaga ATP molekulid. Glükogeeni sünteesi kiirendab hormooninsuliin.

Glükogeeni lagunemine maksas toimub vastupidises järjekorras ja lõpuks tekib glükoos ja fosforhape. Seda protsessi kiirendavad hormoonid glükagoon ja adrenaliin. Glükogeeni lagunemist lihastes stimuleerib hormoon adrenaliin, mis lihastöö käigus verre eraldub. Samal ajal ei moodustu lihastes vaba glükoosi ja glükogeeni lagunemise tee on mõnevõrra erinev.

3. Süsivesikute katabolism. Heksoosdifosfaadi rada glükoosi lagundamiseks.

Glükoosi katabolism toimub kahel viisil.

· Põhiosa süsivesikutest (kuni 95%) laguneb mööda heksoosi dinofosfaadi rada. Just see tee on keha peamine energiaallikas.

· Ülejäänud glükoos lagundatakse heksoosmonofosfaadi raja kaudu.

HDP rada võib toimuda hapniku puudumisel – anaeroobselt ja hapniku juuresolekul ehk aeroobsetes tingimustes. See on väga keeruline järjestikuste reaktsioonide ahel, mille lõpptulemuseks on süsihappegaasi ja vee teke. Selle protsessi võib jagada kolmeks etapiks, mis järgnevad üksteisele.

Esimene etapp, mida nimetatakse glükolüüsiks, toimub rakkude tsütoplasmas. Selle etapi lõppsaadus on püroviinamarihape.

1. Reaktsioon seisneb selles, et glükoos muundatakse glükoos-6-fosfaadiks.

Glükoos + ATP > glükoos-6-fosfaat + ADP

2. Glükoos-6-fosfaat muudetakse fruktoos-6-fosfaadiks

3. Fruktoos-6-fosfaat muutub frutoos-1,6-fosfaadiks

5. Seejärel moodustub fosfoglütseeraldehüüdist 1,3 difosfoglütseraat

6. 1,3-difosfoglütseraat muundub 3-fosfoglütseraadiks,

7. mis muutub 2-fosfoglütseraadiks ja seejärel

8 fosfopüruvaadis ja see

9 püruvaadis (püruviinhape).

Glükolüüsi üldvõrrand näeb välja selline:

Glükoos + O2 + 8ADP + 8 H3PO4 > 2 püruvaat + 2H2O + 8 ATP

Süsivesikute lagunemise esimene etapp on praktiliselt pöörduv. Püruvaadist, aga ka anaeroobsetes tingimustes tekkivast laktaadist (piimhappest) saab sünteesida glükoosi ja sellest glükogeeni.

SKT raja teine ​​ja kolmas etapp esinevad mitokondrites. Need sammud nõuavad hapniku olemasolu. Teises etapis eraldatakse püroviinamarihappest süsinikdioksiid ja kaks vesinikuaatomit. Eraldatud vesinikuaatomid kantakse hingamisahela kaudu hapnikku koos ATP samaaegse sünteesiga. Äädikhape moodustub püruvaadist. See kinnitub spetsiaalse aine, koensüüm A külge. See aine on happejääkide kandja. Selle protsessi tulemusena moodustub aine atsetüülkoensüüm A. Sellel ainel on kõrge keemiline aktiivsus.

Atsetüülkoensüüm A läbib trikarboksüülhappe tsüklis täiendava oksüdatsiooni. See on kolmas etapp. Tsükli esimene reaktsioon on atsetüülkoensüüm A interaktsioon oksaloäädikhappega, moodustades sidrunhappe. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone sidrunhappe tsükliks. Moodustades rea vahepealseid trikarboksüülhappeid, muundatakse sidrunhape tagasi oblik-äädikhappeks ja tsükkel kordub, nende reaktsioonide tulemuseks on eraldunud vesiniku moodustumine, mis hingamisahelat läbides (vt eelmist loengut) moodustub. vesi hapnikuga. Kõigi nende reaktsioonide tulemusena moodustub 36 ATP molekuli. Kokku toodab GDP rada 38 ATP molekuli glükoosimolekuli kohta

Glükoos + 6 O2 + 38 ADP + 38 H3 PO4 > 6CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Glükogeeni lagunemine lisab võrrandisse veel ühe ATP molekuli,

Hapnikupuudusega aeroobne rada katkestatakse püruvaadi moodustumisega, mis muundatakse laktaadiks. Selliste transformatsioonide tulemusena moodustub ainult kaks ATP molekuli.

4. Heksoosmonofosfaadi süsivesikute lagunemise rada

Nagu eespool juba rõhutatud, on HMP süsivesikute lagunemise rada kõrval. Seda rada leidub neerupealistes, punastes verelibledes, rasvkoes, maksas ja esineb rakkude tsütoplasmas.

Glükoosi lagundamise GMP rajal on anaboolne eesmärk ja see tagab erinevaid sünteesireaktsioone riboosi ja vesinikuga.

GMF-i rada võib jagada kaheks etapiks ja esimene etapp toimub tingimata, kuid teine ​​​​ei esine alati.

Esimene etapp algab glükoosi üleminekuga aktiivseks vormiks glükoos-6-fosfaadiks, millest seejärel eraldatakse süsinikdioksiidi molekul ja kaks paari vesinikuaatomeid, mis on seotud koensüümiga NADP (nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaat). Esimese etapi lõpp-produkt on riboos-5-fosfaat.

Esimese etapi tulemusena tekkinud NADP.H2 varustab vesinikuaatomeid erinevate sünteesiprotsessidega, eelkõige sünteesiks rasvhapped ja kolesterooli. Riboos-5-fosfaati kasutatakse nukleotiidide sünteesiks, millest seejärel moodustuvad nukleiinhapped ja koensüümid.

Teine etapp toimub siis, kui riboos-5-fosfaati ei tarbita täielikult sünteesiks. Selle aine kasutamata molekulid interakteeruvad üksteisega, mille käigus nad vahetavad aatomite rühmi ja vaheproduktidena ilmuvad erineva arvu süsinikuaatomitega monosahhariidid, näiteks trioosid, pentoosid, tetroosid ja heksoosid. Lõppkokkuvõttes moodustub kuuest riboos-5-fosfaadi molekulist 5 glükoos-6-fosfaadi molekuli.

Seega muudab teine ​​etapp selle glükoosi lagundamise meetodi tsükliliseks, mistõttu seda nimetatakse pentoositsükliks.

Pentoositsükkel on energia metabolismi varutee, mis mõnel juhul võib mängida juhtivat rolli.

Teema 4. Rasvade ja lipoidide struktuur ja ainevahetus

3. Rasvade katabolism

4. Rasvade süntees

1. Rasvade ja lipoidide keemiline struktuur ja bioloogiline roll

Rasvad või lipiidid on rühm struktuurselt erinevaid aineid, millel on samad füüsikalised ja keemilised omadused: nad ei lahustu vees, kuid lahustuvad hästi orgaanilistes lahustites (benseen, tolueen, bensiin, heksaan jne).

Rasvad jagunevad kahte rühma – rasvad ise ehk lipiidid ja rasvataolised ained ehk lipoidid.

Rasvamolekul koosneb glütseroolist ja kolmest rasvhappejäägist, mis on ühendatud estersidemega. Need on niinimetatud tõelised rasvad ehk triglütseriidid.

Rasvades sisalduvad rasvhapped jagunevad küllastunud ja küllastumata. Esimestel pole kaksiksidemeid ja neid nimetatakse ka küllastunud, samas kui viimastel on kaksiksidemed ja neid nimetatakse küllastumata. Samuti on polüküllastumata rasvhappeid, millel on kaks või enam kaksiksidet. Selliseid rasvhappeid inimorganismis ei sünteesita ja neid tuleb varustada toiduga, kuna need on vajalikud mõne olulise lipoidi sünteesiks. Mida rohkem kaksiksidemeid, seda madalam on rasva sulamistemperatuur. Küllastumata rasvhapped muudavad rasvad vedelamaks. Taimeõlis on neid palju.

Erineva päritoluga rasvad erinevad nende koostise moodustavate rasvhapete komplekti poolest.

Rasvad on vees lahustumatud. Spetsiaalsete ainete – emulgaatorite – juuresolekul moodustavad rasvad aga veega segades stabiilse segu – emulsiooni. Emulsiooni näide on piim ja emulgaatori näiteks seep – rasvhapete naatriumisoolad. Inimkehas toimivad sapphapped ja mõned valgud emulgaatoritena.

Loomade ja inimeste kehas võib eristada kolme lipoidide klassi.

1. Fosfolipiidid, mis koosnevad rasvhapetest, alkoholist ja tingimata fosforhappest.

2. Glükolipiidid, mis koosnevad rasvhappest, alkoholist ja mõnest lihtsast süsivesikust, kõige sagedamini galaktoosist.

3. Keerulist steraanitsüklit sisaldavad steroidid.

Rasvade ja steroidide tähtsus organismis on väga suur.

· Rasvad on oluline energiaallikas. Ühest grammist rasvast ammutab organism umbes 9 kcal energiat, mis on 2 korda rohkem kui 1 g süsivesikutest.

· Rasvad kaitsevad keha alajahtumise ja mehaanilise stressi eest (näiteks šokk).

· Rasvhapped ja lipoidid on osa paljudest hormoonidest.

· Lipoidid on rakumembraanide kõige olulisemad komponendid.

· UV-kiirguse mõjul tekib D-vitamiin lipiidkolesteroolist.

2. Rasvade seedimine ja omastamine

Päevane toit sisaldab tavaliselt 80-100 g rasva. Rasva seedimine inimkehas toimub peensooles. Esmalt muudetakse rasvad sapphapete abil emulsiooniks. Emulgeerimisprotsessi käigus muutuvad suured rasvatilgad väikesteks, mis suurendab oluliselt nende kogupindala. Pankrease mahla ensüümid - lipaasid, olles valgud, ei suuda tungida rasvapiiskadesse ja lagundavad ainult pinnal paiknevaid rasvamolekule. Seetõttu suurendab rasvatilkade kogupindala emulgeerimise tõttu oluliselt selle ensüümi efektiivsust. Lipaasi toimel laguneb rasv hüdrolüüsi teel glütserooliks ja rasvhapeteks.

Kuna toidus on mitmesuguseid rasvu, tekib nende seedimise tulemusena suur hulk erinevaid rasvhappeid.

Rasvade laguproduktid imenduvad peensoole limaskesta kaudu. Glütseriin on vees lahustuv, seetõttu imendub see kergesti. Vees lahustumatud rasvhapped imenduvad kompleksidena sapphapetega (rasv- ja sapphapetest koosnevaid komplekse nimetatakse koleiinhapeteks) Peensoole rakkudes lagunevad koleiinhapped rasv- ja sapphapeteks. Sapphapped peensoole seinast sisenevad maksa ja seejärel vabanevad uuesti peensoole õõnsusse.

Peensoole seina rakkudes vabanevad rasvhapped rekombineeruvad glütserooliga, mille tulemusena moodustub uuesti rasvamolekul. Kuid sellesse protsessi sisenevad ainult rasvhapped, mis on osa inimrasvast. Seega sünteesitakse inimese rasvu. Seda toidurasvhapete muundamist teie enda rasvadeks nimetatakse rasvade resünteesiks.

Lümfisoonte kaudu uuesti sünteesitud rasvad, möödudes maksast, sisenevad süsteemsesse vereringesse ja hoitakse rasvaladudes. Keha peamised rasvalaod asuvad nahaaluses rasvkoes, suuremas ja väiksemas omentumis ning perinefrikapslis.

3. Rasvade katabolism

Rasva kasutamine energiaallikana algab selle vabanemisest rasvaladudest vereringesse. Seda protsessi nimetatakse rasva mobiliseerimiseks. Rasvade mobilisatsiooni kiirendab sümpaatilise närvisüsteemi ja hormooni adrenaliini toime.

Maksas hüdrolüüsitakse rasv glütserooliks ja rasvhapeteks.

Glütserool muundub kergesti fosfoglütseeraldehüüdiks. See aine on ka süsivesikute vaheprodukt ja osaleb seetõttu kergesti süsivesikute ainevahetuses.

Rasvhapped ühinevad koensüümiga A, moodustades atsüül-koensüümi A (atsüül-CoA). need protsessid toimuvad tsütoplasmas. Järgmisena kannab atsüül-CoA rasvhappe üle kornetiini. Kornetiin kannab rasvhapet mitokondrites ja annab selle taas koensüümile A, kuid seekord mitokondritele. Mitokondrites toimub rasvhapete oksüdatsioon kahes etapis.

Esimene etapp on β-oksüdatsioon. Beeta-asendis asuv rasvhappe süsinikuaatom läbib oksüdatsiooni. CoA-ga seotud rasvhappest eraldatakse kaks korda kaks vesinikuaatomit, mis seejärel viiakse läbi hingamisahela molekulaarsesse hapnikku. Selle tulemusena moodustub vesi ja moodustub viis ATP molekuli. Seda protsessi korratakse mitu korda, kuni rasvhape on täielikult muudetud atsetüül-CoA-ks.

Oksüdatsiooni teine ​​etapp on trikarboksüülhappe tsükkel, mille käigus toimub atsetüülkoensüüm A-s sisalduva äädikhappejäägi edasine oksüdatsioon süsinikdioksiidiks ja veeks. Ühe atsetüülkoensüümi A molekuli oksüdeerumisel vabaneb kuni 12 ATP molekuli. Seega annab rasvhapete oksüdeerimine süsihappegaasiks ja veeks suure hulga energiat. Näiteks ühest palmitiinhappe (C15 H31COOH) molekulist moodustub 130 ATP molekuli. Kuid rasvhapete struktuuriliste iseärasuste tõttu (liiga palju süsinikuaatomeid võrreldes hapnikuga) on nende oksüdatsioon võrreldes süsivesikutega oluliselt raskem. Seetõttu annab rasv kehale energiat keskmise võimsusega töö ajal, kuid pikaks ajaks. Siit järeldus, et rasva põletamiseks on vaja teha keskmise võimsusega, kuid pikka aega tööd.

Beeta oksüdatsiooniskeem

Pikaajalise füüsilise aktiivsuse ja atsetüülkoensüümi A liigse moodustumise korral toimub äädikhappe kondensatsioonireaktsioon ketokehade moodustumisega. Lihastes, neerudes ja müokardis muutuvad need kehad taas atsetüülkoensüümiks A. Seega on ketoonkehadel oluline roll pikaajalisel sporditreeningul. Ületreenituna võivad nad aga moodustada veres atsetooni, mis eraldub higi, uriini ja väljahingatavas õhus.

Ketoonkehade sünteesi aktiveerimine paastu ajal. Punktiirjooned - ainevahetusradade kiirus väheneb; pidevad jooned - ainevahetusradade kiirus suureneb. Paastu ajal aktiveerub glükagooni toime tulemusena lipolüüs rasvkoes ja 3-oksüdatsioon maksas. Oksaloatsetaadi kogus mitokondrites väheneb, kuna see, olles redutseeritud malaadiks, siseneb tsütosooli, kus see muudetakse uuesti oksaloatsetaadiks ja kasutatakse glükoneogeneesis. Selle tulemusena väheneb TCA tsükli reaktsioonide kiirus ja vastavalt aeglustub atsetüül-CoA oksüdatsioon. Atsetüül-CoA kontsentratsioon mitokondrites suureneb ja ketoonkehade süntees aktiveerub. Ketoonkehade süntees suureneb ka suhkurtõve korral

4. Rasvade süntees

Rasvad sünteesitakse glütseroolist ja rasvhapetest

Glütserool tekib organismis rasvade (toidu ja enda) lagunemisel ning moodustub kergesti ka süsivesikutest.

Rasvhapped sünteesitakse atsetüülkoensüümist A. Atsetüülkoensüüm A on universaalne metaboliit. Selle süntees nõuab vesiniku ja ATP energiat. Vesinik saadakse NADP.H2-st. Keha sünteesib ainult küllastunud ja monoküllastunud (ühe kaksiksidemega) rasvhappeid. Rasvhapped, mille molekulis on kaks või enam kaksiksidet, mida nimetatakse polüküllastumatuteks, ei sünteesita kehas ja neid tuleb varustada toiduga. Rasvade sünteesiks võib kasutada rasvhappeid – toidu ja keharasvade hüdrolüüsi saadusi.

Kõik rasva sünteesis osalejad peavad olema aktiivne vorm: glütserool glütserofosfaadi kujul ja rasvhapped atsetüülkoensüümi A kujul. Rasvade süntees toimub rakkude (peamiselt rasvkoes, maksas, peensooles) tsütoplasmas. Rasvade sünteesi teed on toodud diagrammil.

Tuleb märkida, et glütserooli ja rasvhappeid saab süsivesikutest. Seetõttu tekib nende liigsel tarbimisel istuva eluviisi taustal rasvumine.

Teema 5. Nukleiinhapete struktuur ja metabolism

1. Mononukleotiidide struktuur

3. Nukleiinhapete seedimine. Katabolism

4. Nukleotiidide süntees

5. Nukleiinhapete süntees

1. Mononukleotiidide struktuur

Oma struktuurilt on nukleiinhapped polünukleotiidid, mis koosnevad mononukleotiididest või nukleotiididest.

Nukleotiid on kompleksne orgaaniline ühend, mis koosneb kolmest osast: lämmastiku alusest, süsivesikutest ja fosforhappe jääkidest.

Lämmastikalused on heterotsüklilised orgaanilised ühendid, mis kuuluvad kahte klassi - puriinid ja pürimidiinid. Puriinide hulgas on nukleiinhapped adeniin ja guaniin

Ja pürimidiinide hulgas on tsütosiin, tümiin (DNA) ja uratsiil (RNA).

Nukleotiidide süsivesikute komponendid võivad olla riboos (RNA) ja desoksüriboos (DNA)

Süsivesikutega seotud lämmastikualust nimetatakse nukleosiidiks.

Fosforhape on estersideme kaudu seotud riboosi või desoksüriboosi viienda süsinikuaatomiga. Nukleotiididel, mis moodustavad nukleiinhapped, on üks fosforhappe jääk ja neid nimetatakse mononukleotiidideks. Di- ja trinukleotiide leidub aga rakus.

Näiteks adeniinist, riboosist ja ühest fosforhappejäägist koosnevat nukleotiidi nimetatakse adenosiinmonofosfaadiks ehk AMP-ks ning tsütosiinist ja ühest fosforhappejäägist koosnevat nukleotiidi nimetatakse tsütosiinmonofosfaadiks ehk CMP-ks.

2. Nukleiinhapete struktuur

Keemilisest vaatenurgast on nukleiinhapped ebaregulaarsed polümeerid, mis koosnevad üsna keerukatest monomeeridest, mida nimetatakse nukleotiidideks.

Rakkudes on kaks nukleiinhapete klassi – DNA ja RNA. DNA on desoksüribonukleiinhape ja RNA on ribonukleiinhape.

DNA struktuur on väga keeruline ja ainulaadne. Iga nukleotiid, mis moodustab DNA, koosneb desoksüriboosi suhkruühikust, fosforhappe ühikust ja lämmastiku alusest. Lämmastikualuseid on nelja tüüpi: adeniin, guaniin, tsütosiin ja tümiin. Nukleotiidid seotakse pikkadeks ahelateks, kasutades fosfor-diester sidemeid.

1953. aastal pakkusid teadlased James Watson ja Francis Crick välja mudeli, mis selgitas DNA molekuli struktuuri. Nende teooria kohaselt koosneb DNA kahest spiraalsest ahelast, mis on omavahel ühendatud vesiniksidemetega. Mõlema ahela lämmastikualused asuvad spiraali sees ja moodustavad vesiniksidemeid. Need sidemed ühendavad DNA ahelaid mitte juhuslikult, vaid vastavalt komplementaarsuse või vastavuse põhimõttele. Selle põhimõtte olemus on järgmine: kui tümiin on ühes ahelas, siis vastasahelas vastab see adeniinile ja tsütosiin on alati guaniini vastas. See tähendab, et kui DNA kahekordistada, saab selle igas ahelas valmida veel üks ja ühe molekuli asemel saad kaks korraga.

Komplementaarsuse põhimõte on kõigi geneetilise informatsiooni rakendamisega seotud protsesside aluseks: DNA replikatsioon (DNA kahekordistumine), transkriptsioon (RNA süntees DNA mallidel) ja translatsioon (valgu biosüntees RNA mallidel).

Allolevad diagrammid näitavad DNA struktuuri ja komplementaarsuse põhimõtet.

DNA struktuur

Vastastikuse täiendavuse põhimõte

Lisaks DNA-le on rakkudes kolme tüüpi RNA-d: messenger-RNA (i-RNA), transport-RNA (t-RNA) ja ribosomaalne RNA (r-RNA). Need kõik erinevad DNA-st mitmete omaduste poolest. Esiteks sisaldavad need lämmastikku sisaldava tümiini asemel uratsiili. Teiseks sisaldavad need suhkru desoksüriboosi asemel riboosi. Kolmandaks on need tavaliselt üheahelalised.

3. Nukleiinhapete seedimine ja imendumine. Katabolism

Toiduga satub kehasse umbes 1 g nukleiinhappeid päevas.

Nukleiinhapete seedimine toimub peensooles. Esiteks muudetakse toidust saadud nukleiinhapped pankrease mahla ensüümide – nukleaaside – toimel mononukleotiidideks. Seejärel lõhustatakse peensoole ensüümide mõjul mononukleotiididest fosforhape ja moodustuvad nukleosiidid. Osa nukleosiididest lagundatakse seejärel lämmastikalusteks ja süsivesikuteks.

Nukleiinhapete seedimise saadused sisenevad verre ning seejärel maksa ja teistesse organitesse.

Sarnased dokumendid

Valkude, rasvade ja süsivesikute lagunemise ja talitluse tulemus. Valkude koostis ja sisaldus toiduainetes. Valkude ja rasvade ainevahetuse reguleerimise mehhanismid. Süsivesikute roll organismis. Valkude, rasvade ja süsivesikute suhe täisväärtuslikus toidus.

esitlus, lisatud 28.11.2013


Spetsiifilised omadused, struktuur ja põhifunktsioonid, rasvade, valkude ja süsivesikute lagunemissaadused. Rasvade seedimine ja imendumine organismis. Komplekssete süsivesikute lagunemine toidus. Süsivesikute ainevahetuse reguleerimise parameetrid. Maksa roll ainevahetuses.

kursusetöö, lisatud 12.11.2014


Ainevahetusfunktsioonid kehas: elundite ja süsteemide varustamine toitainete lagunemisel tekkiva energiaga; toidumolekulide muutmine ehitusplokkideks; nukleiinhapete, lipiidide, süsivesikute ja muude komponentide moodustumine.

abstraktne, lisatud 20.01.2009


Valkude, lipiidide ja süsivesikute ainevahetus. Inimese toitumise tüübid: kõigesööja, eraldiseisev ja süsivesikutevaene toitumine, taimetoitlus, toortoitumine. Valkude roll ainevahetuses. Rasva puudumine kehas. Muutused kehas toitumise tüübi muutuste tagajärjel.

kursusetöö, lisatud 02.02.2014


Rakk kui organismide struktuuri ja elutegevuse elementaarne üksus. Valkude molekulmass, selle määramise meetodid. Valkude klassifitseerimine keerukuse astme järgi. Nukleiinhapete tüübid, nende bioloogiline roll. Vitamiinid inimeste ja loomade toitumises.

test, lisatud 17.10.2015


Valkude, rasvade ja süsivesikute, vee ja mineraalsoolade tähtsus organismile. Valkude, süsivesikute, rasvade ainevahetus inimkehas. Toitumisnormid. Vitamiinid, nende roll ainevahetuses. Põhilised vitamiinipuudused. Mineraalide roll inimese toitumises.

test, lisatud 24.01.2009


Valkude, rasvade ja süsivesikute roll ja tähtsus kõigi elutähtsate protsesside normaalseks kulgemiseks. Valkude, rasvade ja süsivesikute koostis, struktuur ja võtmeomadused, nende olulisemad ülesanded ja funktsioonid organismis. Nende toitainete peamised allikad.

esitlus, lisatud 11.04.2013


Ainevahetus ja energia kui keha põhifunktsioon, selle põhifaasid ja käimasolevad protsessid – assimilatsioon ja dissimilatsioon. Valkude roll organismis, nende ainevahetuse mehhanism. Vee, vitamiinide, rasvade, süsivesikute vahetus. Soojuse tekke ja soojusülekande reguleerimine.

abstraktne, lisatud 08.08.2009


Insuliin ja glükagoon kui süsivesikute ja rasvade ladestumise ja mobilisatsiooni regulaatorid. Insuliini süntees ja sekretsioon. Süsivesikute ja lipiidide metabolismi häired suhkurtõve korral. Koomaseisundid, mis on tingitud rasvade ainevahetuse häiretest suhkurtõve korral.

kursusetöö, lisatud 25.05.2009


Keemilise energia muundamine mehaaniliseks tööks või jõuks kui lihaste põhifunktsioon, nende mehaanilised omadused. Hooke'i seaduse rakendamine väikestele pingetele ja deformatsioonidele. Lihaste kokkutõmbumise mehhanism. Aktomüosiini ensümaatilised omadused.

Biokeemilisi uuringuid spordipraktikas tehakse kas iseseisvalt või kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste treeningu tervikliku meditsiinilise ja bioloogilise kontrolli osana.

BIOKEEMILISE KONTROLLI PEAMISED ÜLESANDED:

Sportlase üld- ja eritreeningu taseme hindamine (tuleb tähele panna, et biokeemilised uuringud on efektiivsemad üldtreeningu iseloomustamiseks, s.t. füüsiline treening sportlane. Eritreening sõltub suuresti sportlase tehnilisest, taktikalisest ja psühholoogilisest ettevalmistusest).

Rakendatavate treeningkoormuste vastavuse hindamine sportlase funktsionaalsele seisundile, ületreeningu väljaselgitamine.

Treeningujärgse taastumise jälgimine.

Uute kiirus- ja jõuomaduste arendamise, vastupidavuse suurendamise, taastumise kiirendamise jm meetodite ja vahendite efektiivsuse hindamine.

Sportlase tervisliku seisundi hindamine, haiguste esmaste sümptomite tuvastamine.

BIOKEEMILISE KONTROLLIMISE MEETODID

Spordi biokeemiliste uuringute eripäraks on selle kombineerimine kehalise aktiivsusega. See on tingitud asjaolust, et puhkeolekus on treenitud sportlase biokeemilised näitajad normi piires ega erine terve inimese sarnastest näitajatest.

Füüsilise aktiivsuse mõjul tekkivate biokeemiliste muutuste iseloom ja raskus oleneb aga oluliselt sportlase treenituse tasemest ja funktsionaalsest seisundist. Seetõttu võetakse spordis biokeemiliste uuringute läbiviimisel analüüsimiseks proovid (näiteks veri või uriin) enne kehalise aktiivsuse testimist, selle läbiviimise ajal, pärast selle lõpetamist ja erinevatel taastumisperioodidel.

Testimiseks kasutatud kehalise aktiivsuse võib jagada kahte tüüpi: standard ja maksimaalne.

Tavaline füüsiline aktiivsus on rangelt doseeritud. Nende parameetrid määratakse eelnevalt. Biokeemilise kontrolli läbiviimisel sportlaste rühmas (näiteks ühe võistkonna mängijad, ühe spordiala liikmed jne) peavad need koormused olema kõigile katsealustele kättesaadavad ja hästi reprodutseeritavad.

Sellised koormused võivad hõlmata Harvardi sammutesti, tööd veloergomeetril ja muudel treeningvahenditel või jooksulindil jooksmist. Harvardi sammutesti kasutamisel (ronimine pingile, mille kõrgus on meestel 50 cm ja naistel 40 cm), on pingi kõrgus, tõusmise sagedus eelseadistatud (pingi kõrgus ja kiirus koormus määrab tehtud töö võimsuse) ja selle katse sooritamise aeg.

Normaalse töö tegemisel veloergomeetril ja muudel treeningvahenditel arvestatakse pedaalide pööramise jõudu või raskuse kaalu, koormuse tempot (rattasimulaatori puhul pedaalide kadentsi) ja koormuse kestus on määratud.

Jooksurajal (“jooksurajal”) töötades reguleeritakse raja kaldenurka, lindi kiirust ja koormuse sooritamiseks ettenähtud aega.

Tavatööna saate kasutada ka tsüklilisi harjutusi, nagu jooksmine, võidusõidu kõndimine, sõudmine, ujumine, suusatamine, jalgrattasõit, uisutamine jne, mida sooritavad kõik katsealused sama kiirusega etteantud aja jooksul või samal distantsil.

Kõigist kirjeldatud standardkoormustest on siiski eelistatum töö velotrenažööril, kuna sel juhul saab tehtava töö mahtu väga täpselt määrata ja see sõltub vähe katsealuste kehakaalust.

Treeningu taseme hindamisel standardkoormustega on soovitatav valida ligikaudu sama kvalifikatsiooniga sportlaste rühmad.

Standardkoormust saab kasutada ka üksiku sportlase treeningute efektiivsuse hindamiseks. Sel eesmärgil viiakse selle sportlase biokeemilised uuringud läbi erinevatel etappidel koolitusprotsess kasutades samu standardkoormusi.

Maksimaalsel või äärmuslikul füüsilisel aktiivsusel (töö "kuni ebaõnnestumiseni") ei ole etteantud mahtu. Neid saab sooritada etteantud intensiivsusega maksimaalse võimaliku aja jooksul iga subjekti jaoks või etteantud aja jooksul või teatud kaugusel maksimaalse võimaliku võimsusega. Nendel juhtudel määrab koormuse mahu sportlase sobivus.

Maksimaalsete koormustena saate kasutada ülalkirjeldatud Harvardi sammutesti, veloergomeetri testi ja jooksulindil jooksmist, mis viiakse läbi "ebaõnnestumiseni". "Ebaõnnestumiseks" tuleks lugeda etteantud tempo langust (pingile ronimise või pedaalide pöörlemise sagedus, jooksulindil jooksukiirus).

Ebaõnnestumiseni töötamine hõlmab ka võistluskoormust mitmetel spordialadel (näiteks võimlemine ja kergejõustikuharjutused, võidusõidukõnd, sõudmine, ujumine, jalgrattasõit, suusatamine ja uisutamine).

Standardne ja maksimaalne koormus võib olla pidev, astmeline ja intervall.

Üldise vormi (üldfüüsiline sobivus – GPP) hindamiseks kasutatakse tavaliselt antud spordialale mittespetsiifilisi standardkoormusi (et välistada uuritavate sportlaste tehnilise ja taktikalise ettevalmistuse mõju). Sellise mittespetsiifilise koormuse näiteks oleks veloergomeetri test.

Eriväljaõppe hindamine toimub kõige sagedamini vastavale spordialale iseloomulike harjutuste abil.

Testimiskoormuste võimsus (standardne ja maksimaalne) määratakse biokeemilise kontrolli ülesannetega.

Anaeroobse jõudluse hindamiseks kasutatakse koormusi maksimaalse ja submaksimaalse võimsuse tsoonis. Sportlase aeroobsed võimed määratakse suure ja mõõduka võimsusega tsoonis olevate koormuste abil.

KEHA BIOKEEMILISTE NIHETE ÜLDSUUND PÄRAST STANDARD- JA MAKSIMAALSE KOORMUSE TEOSTAMIST, SÕLTUVALT VÕISTLUSE TASEMIST

Biokeemilised muutused, mis tekivad pärast standardkoormuse sooritamist, on tavaliselt seda suuremad, mida madalam on sportlase treenituse tase. Seetõttu põhjustab sama mahuga standardtöö halvasti treenitud katseisikute puhul väljendunud biokeemilisi muutusi ja mõjutab vähe hästi treenitud sportlaste biokeemilisi näitajaid.

Näiteks laktaadisisalduse märkimisväärne suurenemine veres pärast standardkoormust viitab madalale aeroobse energia moodustumise võimele, mille tulemusena pidid lihased tehtud tööks energia saamiseks suuresti toetuma ATP glükolüütilisele resünteesile. Kõrge treeningtasemega sportlastel on hästi arenenud aeroobne energiavarustus (koehingamine) ning standardkoormuse sooritamisel on see peamine energiaallikas ning seetõttu on vajadus ATP moodustumise glükolüütilise meetodi järele väike, mis lõppkokkuvõttes väljendub vaid väheses laktaadikontsentratsiooni tõusus veres.

Vesiniku indeks (pH);

Aluseline verereserv;

Plasma valkude kontsentratsioon;

Glükoosi kontsentratsioon;

Laktaadi kontsentratsioon;

Rasva ja rasvhapete kontsentratsioon;

Karbamiidi kontsentratsioon.

Loetletud biokeemiliste näitajate bioloogiline tähtsus, nende väärtused puhkeolekus, samuti nende muutused kehalise aktiivsuse mõjul on kirjeldatud eespool peatükkides 12 "Vere biokeemia" ja 16 "Biokeemilised muutused kehas lihastöö ajal".

Tuleb veel kord rõhutada, et biokeemiliste uuringute tulemuste tõlgendamisel tuleb arvestada tehtava füüsilise töö iseloomuga.

Uriin

Verevõtu ajal nakatumise võimaluse tõttu (näiteks hepatiit või AIDS) on uriin viimasel ajal muutunud spordis biokeemilise kontrolli objektiks.

Biokeemiliste uuringute läbiviimiseks võib kasutada igapäevast uriini (st päeva jooksul kogutud uriini), samuti enne ja pärast kehalist aktiivsust kogutud uriini portsjoneid.

Igapäevases uriinis määratakse tavaliselt kreatiniini koefitsient - kreatiniini eritumine uriiniga päevas 1 kg kehakaalu kohta. Meestel on kreatiniini eritumine vahemikus 18-32 mg / päevas / kg, naistel - 10-25 mg / päevas / kg. Kreatiniini suhe iseloomustab kreatiinfosfaadi varusid lihastes ja korreleerub lihasmassiga. Seetõttu võimaldab kreatiniini koefitsiendi väärtus hinnata ATP kreatiinfosfaadi resünteesi võimalusi ja lihaste arenguastet. Selle indikaatori abil saate hinnata ka kreatiinfosfaadi varude suurenemise dünaamikat ja lihasmassiüksiksportlastel treeningprotsessi ajal.

Biokeemilise analüüsi tegemiseks kasutatakse ka enne ja pärast treeningut võetud uriini portsjoneid. Sel juhul peavad katsealused vahetult enne testimiskoormuste sooritamist põie täielikult tühjendama ja uriini koguma pärast koormust 15-30 minutit pärast selle lõppu. Taastumisprotsesside käigu hindamiseks saab uurida uriiniproove, mis on võetud järgmisel hommikul pärast testimiskoormuse sooritamist.

Nimetatud Peterburi Riikliku Kehakultuuri Akadeemia biokeemia osakonnas läbi viidud uuringud. P.F. Lesgaft näitas selget seost vere ja uriini biokeemiliste parameetrite muutuste vahel, mis on põhjustatud füüsilisest tööst ning nende parameetrite suuremat tõusu täheldati uriinis. Näitena joonisel fig. Joonisel 22 on toodud andmed veloergomeetrilise koormuse mõju kohta suure võimsusega tsoonis vabade radikaalide oksüdatsiooni näitajatele - dieeni konjugaadid, TBA-sõltuvad tooted, Schiffi alused (vt ptk 17 “Väsimuse molekulaarsed mehhanismid) ning vere ja uriini laktaat.

Enne laadimist

Pärast laadimist

Mochadieen TBA-st sõltuvad Schiffi alused laktaatkonjugaadid (suvalised ühikud/l) (μmol/l) (suvalised ühikud/ml) (mmol/l) Joon. 22. Vere ja uriini biokeemiliste parameetrite muutused veloergomeetrilise koormuse mõjul Nagu jooniselt näha, siis kõikide uuritud näitajate puhul, välja arvatud Schiffi alused, leitakse uriinis oluliselt suuremaid muutusi kehalise aktiivsuse mõjul. . Näiteks vere laktaadisisaldus tõusis veidi enam kui 2 korda, samas kui uriini laktaadisisaldus tõusis 11 korda.

See erinevus võib tuleneda asjaolust, et kehalise aktiivsuse ajal toimub uriinis järkjärguline verest tulevate keemiliste ühendite kogunemine (kuhjumine), mis põhjustab pärast töö lõpetamist nende sisalduse märkimisväärselt suurenemise uriinis. Lisaks ei põhjusta füüsiline aktiivsus mitte ainult selle koostisosade sisalduse muutumist uriinis, vaid põhjustab ka puhkeolekus puuduvate ainete - nn patoloogiliste komponentide - ilmumist selles (vt ptk 16 "Biokeemilised muutused uriinis). keha lihastöö ajal").

Spordipraktikas määratakse enne ja pärast katsekoormuste sooritamist saadud uriini analüüsimisel tavaliselt järgmised füüsikalis-keemilised ja keemilised näitajad:

Maht (diurees);

Tihedus (erikaal);

Happesus (pH);

Kuiv jääk;

uurea;

Vabade radikaalide oksüdatsiooni indikaatorid (dieeni konjugaadid, TBA-sõltuvad tooted, Schiffi alused);

Patoloogilised komponendid (valk, glükoos, ketokehad).

Loetletud uriini biokeemilisi parameetreid käsitleti üksikasjalikult peatükkides 13 "Neerude ja uriini biokeemia" ja 16 "Biokeemilised muutused kehas lihastöö ajal". Uriiniproovides tuvastatud muutuste hindamisel pärast testimiskoormuste tegemist tuleb lähtuda nende olemusest. Hästi treenitud sportlastel põhjustavad standardkoormused uriini füüsikalis-keemiliste omaduste ja keemilise koostise kerget muutust. Neil, kellel on vähe koolitust, on need muutused vastupidi üsna märkimisväärsed. Pärast maksimaalsete koormuste sooritamist leitakse sportlastel rohkem väljendunud muutusi uriini parameetrites kõrgelt kvalifitseeritud.

Eraldi peaksime käsitlema karbamiidi eritumist uriiniga pärast lihaste töö lõpetamist. Kirjandusest leiab andmeid nii uurea eritumise suurenemise kui ka vähenemise kohta pärast füüsilist koormust. See ebakõla on tingitud uriiniproovide võtmise erinevatest aegadest. nimelises Peterburi Riikliku Kehakultuuri Akadeemia biokeemia osakonnas. P.F. Lesgaft uuris üksikasjalikult uurea eritumise dünaamikat pärast standardsete suure võimsusega koormuste sooritamist. Selgus, et 15-30 minutit pärast koormuse sooritamist analüüsiks võetud uriini portsjonites on uurea sisaldus reeglina madalam, võrreldes selle eritumisega enne töö algust ja see on tugevam halvasti treenitud katsealustel.

Avastatud nähtus on seletatav asjaoluga, et tööd tehes halveneb neerude eritusfunktsioon (peatükis 16 “Biokeemilised muutused kehas lihastöö ajal” märgiti, et pikaajalisel füüsilisel tööl on uurea tase inimese kehas. veri võib tõusta mitu korda, mis näitab neerude kaudu eritumise vähenemist). Harjutusjärgsel päeval hommikul võetud uriiniproovides leitakse suurenenud uureasisaldus võrreldes puhketasemega.

Ka siin on võimalik jälgida karbamiidi eritumise sõltuvust treenituse tasemest: halvasti treenitud inimestel eritub karbamiidi hulk suures koguses ning kõrge kvalifikatsiooniga sportlastel ületab selle sisaldus tööeelset taset vaid veidi. Viimasel ajal kasutatakse uriinianalüüsis üha enam ekspressdiagnostilisi meetodeid. Need väga lihtsad meetodid (peamiselt indikaatorpaberi kasutamine) võimaldavad kiirelt läbi viia uriinianalüüsi mis tahes tingimustes ja seda saavad teha mitte ainult biokeemikud, vaid ka treenerid ja sportlased ise.

Ekspressmeetodite abil saate kiiresti määrata uurea kontsentratsiooni, valgu, glükoosi, ketoonkehade olemasolu uriini osades ja mõõta pH väärtust. Ekspresskontrolli puuduseks on kasutatud meetodite madal tundlikkus. Ekspresskontrollimeetodid hõlmavad ka värvilise settereaktsiooni vastavalt Ya.A. Kimbarovsky (TSORK). See reaktsioon viiakse läbi järgmisel viisil: Osale uuritavast uriinist lisatakse hõbenitraadi lahust. Järgneval kuumutamisel moodustub värviline sade.

Kimbarovski reaktsiooni intensiivsust väljendatakse tavalistes ühikutes, mis põhinevad tekkiva sette värvil ja värviküllastusel, kasutades spetsiaalset värviskaalat. CORC väärtused korreleeruvad kehalise aktiivsuse mõjul toimuvate biokeemiliste ja füsioloogiliste muutuste sügavusega, sealhulgas muutused vere uureasisalduses. Seetõttu saab CORK-i abil kaudselt hinnata uurea kontsentratsiooni veres.

Teemat “Sportlase toitumise biokeemia” õppides peab üliõpilane tea :

1. Sportlase toitumise põhiprintsiibid;
2. Toidu väärtuse määravad tegurid.

Suuda:

1. Tehke dieet vastavalt treeningprotsessi etapile;
2. Kasuta õigesti bioloogiliselt aktiivseid toidulisandeid, et parandada sportlikku sooritust.

Omad:

Teema põhimõisted (toitumine, dieet, kalorid, vitamiinid, põhiainevahetus, päevane energiakulu).

Toitumine - see on toidu sisenemine kehasse, selle muundumine seedesüsteemis, toidu põhikomponentide imendumine verre ja nende assimilatsioon keha kudede poolt. Kõrgete sporditulemuste saavutamiseks on vajalik õige programm toitumine, mille puhul tuleks arvesse võtta nii spordiala spetsiifikat, sugu, sportlase vanust kui ka treeningtingimusi ja treeningprotsessi ajakava.

Õige toitumine sportlane aitab suurendada füüsiline jõudlus, taastumise kiirendamine, stressiga kohanemine, stressi leevendamine jne. Ratsionaalne toitumine eeldab põhimõttest kinnipidamist: saadav energiakogus peab vastama kulutatud energiahulgale.

Inimtoit sisaldab palju keemilisi ühendeid, nii orgaanilisi kui ka mineraalaineid. Toit võib lisaks kasulikele sisaldada ka organismile mittevajalikke, aga ka kahjulikke aineid. Orgaaniliste ainete põhiosa moodustavad valgud, rasvad ja süsivesikud. Mõned orgaanilised ained on vitamiinid, mida organism vajab väikestes kontsentratsioonides.

Toitained võivad olla asendatavad või asendamatud. Asendatavad – need, mis võivad tekkida organismis teistest ainetest. Näiteks rasvu saab moodustada süsivesikutest, süsivesikuid aminohapetest, mõnda aminohapet teistest aminohapetest ja süsivesikutest. Olulisi toitaineid kehas ei sünteesita ja seetõttu tuleb neid toiduga varustada.

Asendamatute aminohapete hulka kuuluvad: valiin, leutsiin, isoleutsiin, treoniin, metioniin, fenüülalaniin, trüptofaan, lüsiin. Kui keha ei saa vähemalt ühte asendamatut aminohapet, siis valkude biosünteesi protsessid peatuvad. Nende aminohapete sisaldus määrab iga valgu toiteväärtuse. Toiteväärtus on kõrge, kui valk sisaldab kõiki asendamatuid aminohappeid inimesele vajalikus vahekorras. Paljud loomsed valgud vastavad sellele nõudele. Taimsetes valkudes on sageli metioniini, trüptofaani ja lüsiini puudus.

Kõige olulisem toitumisprobleem on inimese valguvajaduse rahuldamine, mis koosneb üldlämmastiku ja asendamatute aminohapete vajadusest. Taimse ja loomse päritoluga toodete edukas kombinatsioon võimaldab teil täielikult rahuldada keha valguvajadust.

Valgu alatoitumine põhjustab tõsiseid häireid keha toimimises. Kudede uuenemise protsessid, ensüümide ja valgu-peptiidse iseloomuga hormoonide süntees vähenevad ning immuunsus väheneb. Lastel võib esineda häireid füüsilises ja vaimses arengus.

Asendamatud rasvhapped. Suurem osa inimesele vajalikest rasvhapetest saab organismis sünteesida süsivesikutest. Oluliste hulka kuuluvad linool- ja linoleenhape. Linoolhape on arahhidoonhappe eelkäija, millest sünteesitakse koehormoone – prostaglandiine. Ülaltoodud hapete kombinatsiooni nimetatakse vitamiiniks F. Peamised polüküllastumata rasvhapete toiduallikad on taimeõlid. Erilist tähelepanu väärivad fosfolipiidid, mis osalevad rakumembraanide ehituses. Fosfolipiide leidub rafineerimata taimeõlis ja munakollases. Taimset ja loomset päritolu tooted sisaldavad steroole, millest olulisim on kolesterool. Kolesteroolist sünteesitakse organismis sapphappeid ja suguhormoone, lisaks on see D-vitamiini eelkäija. Ligikaudu 20-30% kolesteroolist pärineb toidust ning põhiosa sellest sünteesitakse inimkehas. Kolesteroolirikkaimad toidud on munad, juustud, või ja rups.

Toiduga saadavate rasvade tarbimise järsk vähenemine võib põhjustada kõrvaltoimeid: düstroofia, nõrgenenud immuunsus, rasvlahustuvate vitamiinide vähenemine ning rakumembraanide seisundi ja funktsioonide halvenemine.

vitamiinid - kõige tähtsam grupp olulisi toitaineid. Teada on umbes kaks tosinat vitamiini. Lahustuvuse järgi jaotatakse need vees lahustuvateks ja rasvlahustuvateks. Rasvlahustuvate hulka kuuluvad A, D, E, K; kõik teised on klassifitseeritud vees lahustuvateks. Lisaks vitamiinidele on ainete rühm, mis ainevahetuses osalemise mehhanismi järgi ei kuulu vitamiinide hulka. Need on nn vitamiinitaolised ained. Seisundit, mille puhul vitamiinide tase organismis on langenud, nimetatakse hüpovitaminoosiks ja liigset vitamiinide tarbimist hüpervitaminoosiks.

Paljud sportlased ei kasuta mitte ainult looduslikke toiduaineid, vaid ka spetsiaalseid – nn ergogeenne ained, mis tõstavad kehalise töövõime taset, ergogeensed ained on reeglina bioloogiliselt aktiivsed ained, mis mõjutavad energia moodustumise protsesse või nende reguleerimise mehhanisme. Kõige sagedamini kasutatavad on: karnitiin, kreatiin, kreatiinfosfaat ja fosfaadid, samuti mõned orgaanilised happed.

Toitumine aitab tõsta füüsilist jõudlust, kiirendada taastumisprotsesse, parandada kohanemismehhanisme süstemaatilise kehalise aktiivsusega, leevendada stressi jne. Seetõttu on oluline arvestada nii spordiala kui ka ettevalmistuse või võistluse etappe ning nende hoidmise tingimused. Seega tuleb sportlase dieedi koostamisel arvestada:

· sportlaste energiakulu;

· dieedi komponentkoostis;

· kõrgendatud bioloogilise väärtusega toodete valik;

· vitamiinide tarbimine sportlaste poolt;

· seedesüsteemi halvenemine füüsilise koormuse ajal jne.

Kalorite sisaldus Inimese päevane toitumine varieerub sõltuvalt tarbitud energia hulgast. Kui toidust saadav energia on ebapiisav, kulutab organism ära varuained, peamiselt rasvad ja komplekssed süsivesikud, ning pikema aja jooksul hakkab lagundama ka valke, mis toob kaasa kehakaalu languse, lihaste atroofia, aneemia, kasvupeetuse ja füüsilise töövõime languse.

Üleliigse energiatarbimisega selle tarbimine väheneb, mistõttu osa süsivesikuid ja rasvu ladestub kudedesse rasvana, mis võib viia rasvumiseni.

Inimkeha igapäevane energiakulu hõlmab:

· BX (minimaalne energiakogus, mis on vajalik keha põhifunktsioonide ja biosünteetiliste protsesside säilitamiseks suhtelise puhkeolekus),

· spetsiifiline - toidu või energiakulu dünaamiline mõju toidu seedimisele ja imendumisele (segatoiduga - keskmiselt 10-15% päevasest energiakulust),

· energiatarbimist erinevat tüüpi tegevuste jaoks.

Põhiainevahetus sõltub:

· vanus;

· kehakaal;

· välistingimused;

· isiku individuaalsed omadused.

65 kg kaaluva täiskasvanud mehe puhul on see keskmiselt 1600-1800 kcal ja 55 kg kaaluvatel naistel 1300-1400 kcal. Lastel on põhiainevahetus kehakaaluühiku kohta 1,5 korda kõrgem kui täiskasvanutel ja vanematel inimestel vastavalt madalam.

Sportlaste keskmine energiakulu on toodud tabelis 1.

Tabel 1.

Sportlase päevane energiavajadus (kcal)

Toitumisel võistluste ajal ja distantsil on mitmeid funktsioone. Enne alustamist on väga oluline tõsta süsivesikute ja vitamiinide taset organismis. Seda probleemi saab lahendada väikestes kogustes glükoosi, sahharoosi ja muid aineid sisaldavate jookide joomisega.

Kui sportlasel on väga pikk koormus, tagatakse sportlasele distantsi jooksul toitumine. Toit peab vastama järgmistele nõuetele:

• kiiresti täiendada energiavarusid;
• kõrvaldada janu ja suukuivus;
• ärge suurendage diureesi;
• peaks maitsema tuttavalt;
• ei tohiks koormata seedetrakti.

Enesetesti küsimused

1. Esitage mõiste "sportlase toitumine".
2. Mis määrab toidu väärtuse?
3. Millised komponendid määravad inimese päevase energiakulu?
4. Mis määrab põhiainevahetuse kiiruse?
5. Põhjendage toitumise erinevat kalorisisaldust erinevatel spordialadel.
6. Millised on toitumise eripärad võistluse ajal ja enne starti?

Järeldus

Lihaste aktiivsuse biokeemia uurimine võimaldab treeneril ja sportlasel ehitada üles sporditreeningud kõrgel teaduslikul ja metoodilisel tasemel, võttes arvesse kehalise aktiivsusega kohanemise arengu biokeemilisi mustreid.

Sportlike omaduste arendamine eeldab lihastegevuse energiatootmise ja energiavarustuse mehhanismide tundmist. Suurenev stress spordis kõrgeimad saavutused tuleb teatud viisil kohandada, et vältida ületreeningu teket.

Iga sportlane, omades vajalikke teadmisi spordi anatoomiast, füsioloogiast ja biokeemiast, suudab oma tegevust asjatundlikult korraldada, kiirendada taastumisprotsesse ja tõsta sooritusvõimet.

Osakoormusega üliõpilaste testimise võimalused

Valik 1.

1. Elusorganismide biokeemiline koostis. Makro-, mikro-, ultra-mikroelementide mõiste.
2. Steroidhormoonid. Toimemehhanism. Steroidide kasutamise tunnused spordipraktikas.
3. Glükolüüs ja selle reguleerimine lihaste aktiivsuse ajal.

2. võimalus.

1. Aminohapete üldised omadused. Omadused, klassifikatsioon, bioloogiline tähtsus.
2. Lihaste aktiivsuse bioenergeetika. ATP resünteesi aeroobsed ja anaeroobsed mehhanismid.
3. Biokeemiliste protsesside dünaamika puhkeperioodil pärast lihastööd.

3. võimalus.

1. Oravad. Klassifikatsioon. Omadused, struktuur, elementide koostis, bioloogiline roll.
2. Energia rakus. Kõrge energiasisaldusega ühendite bioloogiline roll.
3. Väsimuse biokeemilised omadused. Väsimuse tekke tunnused erineva võimsuse ja kestusega harjutuste sooritamisel.

4. võimalus.

1. Ensüümid. Ensüümide klassifikatsioon. Ensüümide toimemehhanism kehas.
2. Ainevahetus organismis. Ainevahetuse tüübid, etapid ja regulatsioon.
3. Hapniku transport ja tarbimine lihaste aktiivsuse ajal. Hapnikuvõla ja hapnikupuuduse mõiste.

5. võimalus.

1. Valkude biosüntees ja selle protsessi kiirust mõjutavad tegurid
2. Vee ja mineraalide vahetus lihastegevuse ajal
3. Sportlase toitumise põhiprintsiibid. Valkude, rasvade, süsivesikute roll ja suhe sportlase toitumises.

6. võimalus.

1. Süsivesikute üldised omadused ja nende klassifikatsioon. Süsivesikute bioloogiline roll.
2. ATP resüntees ja selle omadused erineva võimsuse ja kestusega harjutuste sooritamisel.
3. Lihaskiudude struktuur ja funktsioonid. Lihaskoe keemiline koostis

7. valik.

1. Lipiidide üldised omadused. Lipiidide klassifikatsioon. Lipiidide bioloogiline roll.
2. Energia muundamine elusorganismides. Bioloogiline oksüdatsioon kui peamine energia vabastamise mehhanism elusorganismides.
3. Koolitus. Lihaste biokeemilise ümberstruktureerimise mustrid treeningu mõjul.

8. valik.

1. Peptiidhormoonid. Struktuur, toimemehhanism.
2. Lipiidide ainevahetus. Lipiidide ainevahetuse häired. Lihaste aktiivsuse mõju lipiidide metabolismile.
3. Dopingukontroll ja dopingu mõju inimorganismile.

9. valik.

1. Vitamiinide üldised omadused. Vitamiinide roll inimese toitumises. Vitamiinitaolised ained. Antivitamiinid.
2. Vaba oksüdatsioon. Konjugaadi oksüdatsioon. Oksüdatiivne fosforüülimine.
3. Kohanemise arengumustrid kehalise aktiivsuse ajal. Treeningu põhimõtted.

10. võimalus.

1. Rasvlahustuvate vitamiinide omadused.
2. Bioloogiline oksüdatsioon. Oksüdatiivsete reaktsioonide tüübid (hapniku otsene lisamine, vesiniku eraldamine, elektronide ülekanne, hingamisahel)
3. Lihaste aktiivsuse ajal toimuvate taastumisprotsesside biokeemilised omadused

11. valik.

1. Veeslahustuvate vitamiinide omadused.
2. Ainevahetusprotsesside omavaheline seos ja reguleerimine.
3. Sportlaste kiirus-jõu treeningmeetodite biokeemilised alused.

12. valik.

1. Süsivesikute ainevahetus kehas lihaste aktiivsuse ajal.
2. Kõige olulisemad lihasvalgud. Müofibrillide molekulaarne struktuur.
3. Sportlase kiirus-tugevusomaduste biokeemia. Kiirus-jõutreeningu meetodid.

13. valik.

1. Valkude ainevahetus, lämmastiku tasakaal. Sõltuvus kiirusest metaboolsed protsessid vanuse, soo järgi, lihaste aktiivsus.
2. Kohanemis- ja treeningefekt. Kohanemise spetsiifilisus ja pöörduvus.
3. Treenitud organismi biokeemilised omadused. Biokeemilised protsessid kehas ületreeningu ajal.

14. valik.

1. Taastusprotsesside funktsioonide kasutamine ehituse ajal sporditreeningud.
2. Spordisooritust piiravad tegurid. Sportlaste aeroobne ja anaeroobne jõudlus.
3. Lihaste kontraktsiooni molekulaarne mehhanism.

15. variant.

1. Vastupidavuse biokeemilised tegurid. Vastupidavust arendavad treeningmeetodid.
2. Supertaastamise (superkompensatsiooni) fenomen. Taastumisprotsesside iseärasuste kasutamine treeningu ülesehitamisel.
3. Biokeemilised muutused erinevates organites ja kudedes lihastöö käigus.

16. valik.

1. Vastupidavuse alaktiliste, glükolüütiliste ja aeroobsete komponentide mõiste.
2. Biokeemiline kontroll spordis.
3. Sportlase toitumise tunnused.

Kursuse “Biokeemia” õppimise raames omandavad korrespondentosakonnas õppivad üliõpilased iseseisvalt suure hulga teavet. Õpitakse materjali analüüsima, sisu valdama, uuritava probleemi tunnuseid tuvastama, nähtusi hindama, omandatud teadmisi praktikas kasutama, oskama võrrelda, korreleerida ja kõrvutada.

Esitus proovitöö Spordi biokeemias eeldab õpilastelt bioloogia ja keemia alg- (kooli)kursuste ning biokeemia osade tundmist:

1. Staatiline biokeemia, mille käigus õpilane saab arusaamise inimkeha elementaar- ja molekulaarkoostisest.
2. Dünaamiline biokeemia, mis uurib ainevahetuse ja energia omadusi inimkehas.

Kirjaliku testi kvaliteeti hinnatakse järgmiste kriteeriumide alusel:

Sisu ühtsus (põhiidee selge sõnastus, selle paljastamiseks kasutatud materjali ühesuunalisus);

Kompositsiooni selgus (ühendus kõigi sektsioonide, osade vahel);

Konkreetsete faktide kasutamine (põhimõtte toetamiseks);

Grammatiline korrektsus.

Töö tegemisel järgige järgmisi reegleid:

1. töö on koostatud vastavalt seda laadi ülesannetele esitatavatele nõuetele;

2. Õpetajate kommentaaride jaoks jätke vasakpoolsed väljad;

3. leheküljed peavad olema nummerdatud, küsimuste ja lõikude pealkirjad selgelt esile tõstetud vastavalt plaanile;

4. tekstis tehke kindlasti joonealused märkused kasutatud kirjanduse kohta vastavalt GOST-i nõuetele;

5. kasutatud kirjanduse loetelu on toodud töö lõpus tähestikulises järjekorras; see on töö lahutamatu osa, peegeldades teatud määral, mil määral on õpilane probleemi uurinud.

Kirjandus

Peamine:

1. Biokeemia / Toim. Menšikova V.V., Volkova N.I. – M.: Kehakultuur ja sport, 1986.
2. Volkov N.I., Nesen E.N., Osipenko A.A., Korsun S.N. Lihaste aktiivsuse biokeemia - Kiiev: olümpiakirjandus, 2000.
3. Dünaamiline biokeemia: õppe- ja metoodiline käsiraamat FFKiS õpilastele/ Koost. A.A. Govorukhina. – Surgut: RIO SurGPI, 2003
4. Staatiline biokeemia: õppe- ja metoodiline käsiraamat FFKiS-i õpilastele / Comp. A.A. Govorukhina. – Surgut: RIO SurGPI, 2002.

Teaduslik ja praktiline ajakiri "Äärmuslike olukordade meditsiin"
№3 (61) / 2017

Märksõnad: spordimeditsiin, biokeemia, kliiniline labor, kehaline aktiivsus, tippsport.

Märksõnad: spordimeditsiin, biokeemia, kliiniline labor, koormusstress, kõrgeimate saavutuste sport.

Kokkuvõte: Artiklis esitatakse Venemaa ja välismaiste uuringute analüüsi põhjal kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste vere biokeemiliste parameetrite uuringute tulemused võrreldes samalaadsete näitajatega treenimata inimestel. Töös esitatakse funktsionaalsete süsteemide põhimarkerite tulemuste dünaamika tunnused ja tunnused. Viidi läbi võrdlev analüüs, näidati erinevate spordialade kehalise aktiivsuse mõju all olevate biokeemiliste parameetrite dünaamika iseärasusi. Kokkuvõtlikult on kokku võetud sportlaste biokeemiliste uuringute tulemuste tõlgendamise põhiprintsiibid. Kirjanduslike allikate analüüsi põhjal tehti järeldused, milles autorid rõhutavad antud teema tähtsust ja aktuaalsust spordimeditsiini vallas.

Kokkuvõte: Käesolevas artiklis esitatakse Venemaa ja välismaiste uuringute analüüsi põhjal kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste vere biokeemiliste parameetrite uuringute tulemused võrreldes treenimata inimeste sarnaste näitajatega. Töös esitatakse funktsionaalsete süsteemide põhimarkerite tulemuste dünaamika tunnused ja tunnused. Tehakse võrdlev analüüs, mis võimaldab näha erinevatel spordialadel aktiivsete biokeemiliste näitajate füüsilise dünaamika tunnuseid. Kokkuvõtlikult on kokku võetud sportlaste biokeemilise uuringu tulemuste tõlgendamise põhiprintsiibid. Järeldused on tehtud kirjandusallikate analüüsi põhjal, milles autorid rõhutavad antud teema olulisust ja aktuaalsust spordimeditsiini vallas.

Sissejuhatus

Kõrgelt kvalifitseeritud sportlastega töötava spordiarsti üks peamisi ülesandeid on hinnata nende tervislikku seisundit ning tuvastada regulaarse intensiivse kehalise aktiivsuse taustal tekkida võivad orgaanilised ja funktsionaalsed patoloogilised muutused. Sportlaste funktsionaalse seisundi ja kehalise aktiivsusega kohanemise taseme hindamiseks viiakse läbi regulaarne süvendatud arstlik läbivaatus, mille käigus uuritakse hematoloogilisi parameetreid ja ainevahetusprotsesside biokeemilisi markereid.
Igasuguse füüsilise tööga kaasneb ainevahetuse ja biokeemiliste protsesside kiiruse muutus kehas, töötavates lihastes, siseorganid ja veri. Lihaskoes, siseorganites, veres ja uriinis toimuvate biokeemiliste muutuste sügavus kehaline aktiivsus, sõltub selle võimsusest ja kestusest. Sportlase elutingimused erinevad oluliselt spordiga mittetegelevate inimeste seas täheldatust. See hõlmab rangest päevarežiimist kinnipidamist, pingelisi tingimusi võistluste ajal, sagedast reisimist, ajavööndite ja kliimavööndite muutumist, allutamist treeneri nõudmistele ja lõpuks vajadust süstemaatiliselt sooritada rasket füüsilist koormust.
Tuginedes Venemaa Tervishoiuministeeriumi 1. märtsi 2016. a korraldusele nr 134n „Kehalise kasvatuse ja spordiga (sealhulgas kehalise kasvatuse ürituste ettevalmistamisel ja läbiviimisel) seotud isikutele arstiabi osutamise korraldamise korra kohta ning spordiüritused), sealhulgas läbida soovivate isikute arstliku läbivaatuse kord sporditreeningud, tegeleda kehalise kasvatuse ja spordiga organisatsioonides ja (või) täita ülevenemaalise kehakultuuri- ja spordikompleksi "Tööle ja kaitseks valmis" testimise (testide) standardeid kehalise kasvatusega seotud isikute tervisliku seisundi süstemaatiliseks jälgimiseks. ja sportimine (sealhulgas kehalise kasvatuse ürituste ja spordiürituste ettevalmistamise ja läbiviimise ajal), mida spordimeditsiini arst viib pidevalt läbi nende tervise ning keha treeningu- ja võistluskoormustega kohanemise dünaamika operatiivse jälgimise eesmärgil ning hõlmab eelnevat ja perioodilist tervisekontrollid, sealhulgas põhjalik tervisekontrolli programm, etapilised ja pidevad tervisekontrollid, meditsiinilised ja pedagoogilised vaatlused. Selle korralduse lisa N2 alusel on Venemaa rahvuskoondiste sportlaste põhjaliku tervisekontrolli (IME) käigus koostatud kohustuslike biokeemiliste vereparameetrite loetelu.
Traditsiooniliselt on huvi pakkunud biokeemilised markerid sporditeadus sportlase sooritusvõime või ületreeningu taseme määramiseks. IN viimased aastad antakse Erilist tähelepanu vere biokeemiliste parameetrite seos kehalise aktiivsuse intensiivsusega. Tippspordis on biokeemilised markerid peamised parameetrid, mis võimaldavad hinnata kehalise koormuse mõju sportlase erinevatele organitele ja süsteemidele. Vereseerumi biokeemiliste parameetrite väärtused või kontsentratsioonid sõltuvad paljudest teguritest. See hõlmab sportlase füüsilise vormisoleku taset, tema psühho-emotsionaalse stabiilsuse taset, vanust, sugu ja loomulikult tervislikku seisundit. Sportlaste biokeemiliste parameetrite õige tõlgendamise peamine probleem on nende jaoks võrdlusväärtuste puudumine.
Oma artiklis püüdsime välja selgitada, kas kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste vere biokeemiliste parameetrite normid erinevad treenimata inimeste samadest näitajatest, ning tuua välja ka kõige olulisemad sportlaste biokeemilised markerid, mida tuleb sportlase töös arvesse võtta. spordimeditsiini arst.
Kõige olulisemad biokeemilised vereparameetrid sportlastel Venemaa ja välismaiste uuringute analüüsi põhjal on laktaat, kreatiinfosfokinaas (CPK), kreatiniin, laktaatdehüdrogenaas (LDH), kusihape, uurea, BNP, pro-BNP, alpartaataminotransferaas (AST) , alaniinaminotransferaas (ALT), bilirubiin, müoglabiin, troponiin, tsüstatiin C, raud.

Maksa parameetrid

Ühes uuringus määrati aminotransferaaside (ALT, AST) ja kehamassiindeksi (KMI) kontsentratsioon professionaalsed sportlased 7-st erinevat tüüpi spordialad (ragbi, triatlon, jalgpall, ujumine, jalgrattasõit, korvpall, suusatamine) enne treeningute ja võistlushooaja algust. Sportlaste ja kontrollrühma (inimesed, kes ei tegele profispordiga) kontsentratsioonides statistiliselt olulisi erinevusi ei olnud ning sportlaste (jooksjad, vasaraheitjad, maadlejad) vereseerumis ALT ja AST kontsentratsioonides olulisi erinevusi ei olnud. tõstjad) ja vanusele vastav kontrollrühm. AST aktiivsus suureneb märkimisväärselt kohe pärast treeningut ja langeb hokimängijatel tund pärast treeningut normaalväärtusteni. . ALT ja ASAT kontsentratsioonide täpne hindamine ja tõlgendamine tippsportlastel on patoloogiliste seisundite diagnoosimiseks ja ületreeningu ärahoidmiseks hädavajalik. Jalgpallurite seas viidi läbi uuring. Keskmised AST väärtused enne ja pärast treeningut olid kõrgemad kui kontrollrühmas. ALT tase jäi normi piiridesse. Keskmine GGT väärtus oli normist kõrgem alles pärast treeningut. Bilirubiini metabolismi osas oli selle tase sportlaste vereplasmas enne ja pärast võistlust soost sõltumata sarnane. . Samuti leiti, et sportlaste seas on bilirubiini kontsentratsiooni tõus AST tõusu järel teisel kohal. Kümne eliitjalgpalluriga tehtud uuringus võeti vereproovid hooaja lõpus, pärast taastumisperioodi ja seejärel pärast sellele järgnenud hooajaeelset treeningut. Keskmised bilirubiini väärtused tõusid taastumisperioodi lõpus märkimisväärselt ja jõudsid seejärel enne uue hooaja algust tagasi algtasemele.
Laktaatdehüdrogenaas on katalüütiline ensüüm, mida leidub enamikus inimkeha kudedes, eriti südames, maksas, neerudes, lihastes, vererakkudes, ajus ja kopsudes. Ägedate stressireaktsioonide ajal suureneb LDH aktiivsuse tase vereseerumis. LDH aktiivsuse taseme ja keha töövõime vahel on seos. LDH aktiivsuse suurenemist täheldatakse sportlastel puhkeolekus ja pärast intensiivset füüsilist aktiivsust. Uuringu tulemused näitasid LDH aktiivsuse vähenemist puhkeolekus teise rühma sportlastel, mis on seotud kiiruse-tugevuse omadusi treenivate sportlaste lihaskoe energiasäästlikuma töörežiimiga.
LDH, AST ja ALT tasemed olid pärast 100 km jooksu läbimist oluliselt kõrgemad kui maratonijooksjatel ja oluliselt kõrgemad pärast 308 km jooksu läbimist kui maratonijooksjatel või 100 km jooksus.

Lihaste näitajad

Kreatiinfosfokinaasi kasutatakse kahjustuste markerina lihaskiud. Verekontsentratsioon suureneb vastusena pidevale lihaste kokkutõmbed. Kergejõustiklaste seas läbi viidud uuring näitas, et kreatiinkinaasi tõus treeningu ajal sõltus treeningu intensiivsusest. Kuigi CPK kontsentratsioone on peamiselt uuritud individuaalspordialadel, on seda parameetrit huvitav hinnata ka meeskonnaspordialadel, mida iseloomustavad rasked ja intensiivne treening ja võistlused. Ragbit peetakse üheks füüsiliselt nõudlikumaks meeskonnaalaks maailmas. B. Cunniffe'i uuringus mõõdeti CPK-d 10 ragbimängijal ajal rahvusvaheline turniir. Leiti, et CPK väärtused pärast mängu olid oluliselt kõrgemad kui selle näitaja väärtused enne mängu. Türgis maadlejatega läbiviidud uuringus leiti, et kreatiinkinaasi tase on oluliselt kõrgem kui tavapopulatsiooni normaalne vahemik. Šveitsi teadlased viisid läbi uuringu, mille eesmärk oli uurida lihasmarkerite taset eliitsaalihoki mängijate vere biokeemilises analüüsis. Pärast treeningut leiti kreatiinfosfokinaasi ja müoglobiini oluline tõus. Brasiilias tennisistide seas läbi viidud lihaskahjustuse markerite uuring näitas müoglobiini ja CPK mõningast tõusu 24–48 tundi pärast mängu. Vahetult pärast mängu võetud vereproovides leiti aga nende näitajate taseme oluline tõus.

Südame näitajad

Aju natriureetiline peptiid (BNP) sünteesitakse kardiomüotsüütide poolt ja vabastatakse vereringesse. BNP prekursori NT-proBNP lõhustatud vormi saab mõõta ka veres ja see on marker südame patoloogiliste seisundite hindamiseks ja jälgimiseks. See hormoon, mis on reniin-angiotensiini süsteemi antagonist, vähendab natriureetilise, vasodilateeriva ja sümpatoinhibeeriva toime tõttu toimet müokardi seinale. See on ka südamerakkude kasvu regulaator. Treening põhjustab pro-BNP, troponiini taseme tõusu, kuid seerumikontsentratsioonid on harva üle üldpopulatsiooni normi ülemise piiri. 15 mägimaratoni jooksja puhul oli keskmine pro-BNP kontsentratsioon pärast võistlust enam kui 2 korda kõrgem kui enne võistlust. Pro-BNP-d mõõdeti 15 meessportlasel, kes osalesid maratonil ekstreemsetes tingimustes (distants 246 km, temperatuur 5-36 C ja õhuniiskus 60-85%). Vereanalüüsid võeti enne võistluse algust, 15 minuti jooksul pärast võistluse lõppu ja 48 tundi hiljem. Pärast maratoni leiti Pro-BNP järsk tõus võrreldes normaaljooksuga, kuid 48 tundi pärast võistluse lõppu langes kontsentratsioon pea poole võrra. . Vasaku vatsakese hüpertroofiaga sportlastel on suurenenud pro-BNP kontsentratsioon hüpertroofilise kardiomüopaatia sümptomiks. Müokardi markerite kõrgenenud kontsentratsiooni seerumis ei tohiks siiski tõlgendada ohusignaalina, vaid pigem füsioloogilise reaktsioonina intensiivsele südametegevusele. Lisaks tuleb NT-proBNP väärtusi õigesti tõlgendada seoses glomerulaarfiltratsiooni kiirusega (GFR).
On tõendeid selle kohta, et hokimängijate CPK-MB tase tõuseb. Pealegi on indikaatori kontsentratsioon tund pärast treeningut madalam kui enne treeningut.

Neerude näitajad

Spordimeditsiinis kasutatakse kreatiniini taset sportlase üldise tervise hindamiseks, kelle jaoks on oluline roll vee ja elektrolüütide tasakaalul. Seerumi kreatiniini kontsentratsioon on kõige laialdasemalt kasutatav ja aktsepteeritud neerufunktsiooni näitaja. Sportlasele spetsiifilised kreatiniini algväärtused puuduvad. Ja kasutatavad väärtused on tüüpilised elanikkonnale tervikuna. Siiski on tehtud uuringuid, mis näitavad, et kreatiniini kontsentratsioon sportlaste vereseerumis on suurem kui elanikkonnal. Uuringute tulemuste põhjal selgus, et spordiala tüüp ja sellega seotud sportlaste antropomeetrilised andmed võivad mõjutada kreatiniini kontsentratsiooni vereseerumis. Jalgratturite kreatiniinitase on võistlushooajal stabiilne, samas kui teistel spordialadel võistlevatel sportlastel võib see muutuda. Kreatiniini väärtuste tõlgendamisel on oluline arvestada ka treeningrežiimi ja sportliku soorituse erinevustega.
Kusihappesisaldus võib tõusta, kui lihased tõmbuvad intensiivse treeningu ajal pidevalt kokku. Samal ajal on kusihappe kontsentratsioon jooksjatel juures pikki vahemaid oli madala treeningu intensiivsusega minimaalne ja kõrgeim intensiivse treeningu ja võistluse ajal. Giovanni Lombardi jt jälgisid nelja hooaja jooksul 18 Itaalia koondise mäesuusatajat. Vereproovid võeti enne treeningu algust, treeningu lõpus, enne võistluse algust ja lõpus rahvusvahelised võistlused. Uuringu kohaselt ei põhjustanud kõrge intensiivsusega treening seerumi kusihappesisalduses olulisi muutusi.
Sportlaste biokeemiliste parameetrite dünaamika uurimisel on tsüstatiin C alternatiiv kreatiniinile. See on madala molekulmassiga valk, mida glomerulites vabalt filtreeritakse ja mis on neerude eritusfunktsiooni kvalitatiivne marker. See näitaja ei sõltu erinevalt kreatiniinist vanusest, soost ja kehamassiindeksist. Nende kahe markeri erinevused ilmnesid selgelt maratonijooksjate uuringus. Tsüstatiini C ja kreatiniini kontsentratsioon seerumis tõusis jooksjatel pärast maratoni vastavalt 26% ja 46%. Tsüstatiini C keskmine tõus oli kreatiniini omast poole väiksem. Uuringud on näidanud, et ragbimängijate tsüstatiin C väärtused olid normi piirides, samas kui kreatiniini kontsentratsioonid olid paljudel juhtudel normi ülemistest piiridest kõrgemad.

Laktaat

Vere laktaadisisaldus on tihedalt seotud kehalise aktiivsuse intensiivsusega. Teatud kehalise aktiivsuse intensiivsuse korral suureneb laktaadi sisaldus plahvatuslikult. Laktaaditaseme määramist sportlastel kasutatakse kogu maailmas. Seda võib pidada praeguseks "kuldstandardiks" kehalise aktiivsuse intensiivsuse ja sportlase keha sellega kohanemise määramisel.
I. P. Sivokhin ja kaasautorid viisid läbi uuringu, et uurida laktaadikontsentratsiooni muutuste dünaamikat kõrge kvalifikatsiooniga tõstjate perifeerses veres. Uuring näitas, et biokeemiline kontroll laktaadi muutuste dünaamika üle on tundlik näitaja sportlaste organismi reaktsioonist treeningkoormusele ning seda saab kasutada tõstmise õppe- ja treeningprotsessi juhtimiseks.
O.P. Petrushova ja kaasautorid viisid läbi uuringu, et uurida ujujate vere happe-aluse tasakaalu kohanemise mehhanisme treening- ja võistlusprotsessi ajal. Uuringu tulemused näitasid, et enne füüsilist koormust vastab sportlaste vere laktaadisisaldus füsioloogilisele normile ning testkoormuse sooritamisel leiti sportlaste veres laktaaditaseme oluline tõus. Samuti tuleb märkida, et ujujate vere happe-aluse tasakaalu taastumine füsioloogiliste normide juurde toimub üsna kiiresti, mis viitab sportlaste kõrgele treenituse tasemele.

Raud

Raua metabolismi uuringutes sportlastel on näidatud, et intensiivne füüsiline aktiivsus põhjustab heptsidiini sünteesi suurenemist, mis omakorda põhjustab raua imendumise blokeerimise, raua ülekande katkemist makrofaagidest erütroblastidesse ja võib põhjustada rauapuudust.
Raua tohutu funktsionaalse rolli tõttu on kõrge kvalifikatsiooniga sportlastel selle ainevahetuse häired. Negatiivsed tagajärjed ametialaste võimaluste kohta. Rauavaeguse tingimustes täheldatakse rakkudes aeroobse energia tootmise pärssimist juba varases staadiumis. On ilmne, et rauavaegusest tingitud füsioloogiliste muutuste kompleks võib järsult piirata sportlase professionaalseid võimeid ja kõrgete sportlike tulemuste saavutamise võimalust.
Vaba raua sisaldus vereseerumis on olenevalt kellaajast ja sportlase individuaalsest bioloogilisest rütmist väga erinev. Hommikused väärtused on enam kui kaks korda suuremad kui 12 tundi hiljem mõõdetud väärtused ja seetõttu ei saa neid kasutada keha rauataseme määramiseks. Lisaks väheneb seerumi vaba rauasisaldus põletikuliste reaktsioonide korral ja suureneb hemolüüsi korral pärast verevõtmist. Praegu on vaba raud aegunud marker ja seda tuleks kasutada ainult transferriini küllastumise arvutamiseks või ägeda mürgistuse korral.
Saadud tulemuste tõlgendamisel kasutavad arstid standardnäitajaid, mis on määratletud inimeste jaoks, kes ei ole kõrge kvalifikatsiooniga sportlased. Professionaalsete sportlaste kehale esitatavad nõudmised erinevad oluliselt tavainimese elustiilist ja seisnevad mitte ainult süstemaatilises intensiivses füüsilises tegevuses, vaid ka regulaarses psühho-emotsionaalses stressis, sagedases aja- ja kliimavööndite muutumises ning teatud, mõnikord toitumise tõsine piiramine mõnel spordialal.sport Peamised süstemaatilise kehalise aktiivsusega arenevad muutused mõjutavad lihasluukonna, endokriin- ja kardiovaskulaarsüsteeme. Nende süsteemide toimimise adekvaatseks hindamiseks profisportlastel ei ole õige kasutada üldrahvastiku normindikaatoreid.
Seega on kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste biokeemiliste ja hematoloogiliste parameetrite normatiivsete vahemike väljatöötamine ning teaduslik ja metoodiline põhjendamine spordimeditsiini kiireloomuline ülesanne. Just sportlastele kehtestatud normi näitajatest peaksid lähtuma sporti lubamise kriteeriumid ning põhjendama ajapiiranguid ja vabastusi kehalisest tegevusest.

järeldused

1. Tuleb meeles pidada, et alaniini aminotransferaas (ALT) vabaneb peamiselt maksast ja aspartaataminotransferaas (AST) lihastest intensiivse füüsilise koormuse ajal.
2. Üldbilirubiini tase võib tõusta pideva hemolüüsi (punalibled) tõttu, mis on tüüpiline intensiivsele füüsilisele tegevusele.
3. Seerumi CPK kontsentratsioon kipub pärast treeningut suurenema. CPK kontsentratsiooni mittetäielik taastumine on märk vigastusest või ületreeningust. CPK kontsentratsioone saab kasutada lihaskahjustusega sportlaste aktiivsuse taastumise jälgimiseks.
4. NT-pro-BNP, südameseina lagunemise marker, suureneb pärast treeningut. Suurenenud kontsentratsioon Seerumi NT-pro-BNP taset sportlastel ei tohiks tõlgendada kui signaali südamekahjustusest, vaid pigem märgina müokardi kohanemisest treeninguga.
5. Kreatiniini kontsentratsiooni tõlgendamisel tuleb arvestada sportlaste KMI-d ja võistlushooaja faasi. Hooaja jooksul mõõdetud kreatiniini kontsentratsioone ei tohiks tõlgendada seoses üldpopulatsiooni võrdlusvahemikega. Tuleb meeles pidada, et kreatiniini väärtused kõiguvad treening- ja võistlushooajal.
6. Tsüstatiini C tase on oluline alternatiiv kreatiniini tasemele. Kusihape on peamine antioksüdant veres ja suureneb vastusena intensiivsele treeningule.
7. Kusihappe kontsentratsioon on stabiilne kogu võistlushooaja vältel.
8. Sportlastel on diagnoositud kõrgel tasemel HDL võrreldes kontrollrühmaga. Füüsilise aktiivsuse positiivne mõju sportlase lipiidide profiilile püsib kogu elu jooksul, isegi pärast lõpetamist. spordikarjäär, Kui endine sportlane jätkab füüsilist treeningut.
9. Kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste biokeemiliste parameetrite jälgimine võimaldab tuvastada erinevate funktsionaalsete süsteemide kohanemise taset kehalise aktiivsusega. Kõrge kvalifikatsiooniga sportlaste biokeemiliste parameetrite standardsete kontrollväärtuste kehtestamine on vajalik sportlaste funktsionaalse seisundi tõhusaks hindamiseks, kuna pooleli sportlikud tegevused sportlase keha omandab funktsionaalsed omadused, mis ületavad rahvastiku norme. Nende omaduste arvessevõtmine võib parandada arstiabi kvaliteeti meditsiinilise ja bioloogilise toe kõigil etappidel.

Bibliograafia:

1. Butova O.A., Maslov S.V. Kohanemine füüsilise tegevusega: lihaskoe anaeroobne metabolism // Nižni Novgorodi ülikooli bülletään. N.I. Lobatševski. 2011. nr 1. lk 123-128.
2. Ganeeva L.A., Skripova V.S., Kasatova L.V. jm.. Mõnede energia metabolismi biokeemiliste parameetrite hindamine üliõpilassportlastel pärast pikaajalist treeningut // Uchen. zap. Kaasan. un-ta. Ser. Loomulik Teadused. 2013. T. 155. Raamat. 1. lk 40–49.
3. Nikulin B.A., Radionova I.I. Biokeemiline kontroll spordis. // Nõukogude sport. 2011. lk 9-24.
4. Pervushina O.P., Mikulyak N.I. Biomeditsiiniline keemia. 2014. T. 60. Väljaanne 5. Lk 591-595.
5. Sivokhin I.P., Fedorov A.I., Komarov O.V. Tippspordi funktsionaalse treeningu küsimusi // 2014. T 2. Lk 139-146.
6. Banfi G., Colombini A, Lombardi G. jt. Metaboolsed markerid spordimeditsiinis // Kliinilise keemia edusammud. 2012. 56. Lk 1-54.
7. Banfi G., Del Fabbro M., Lippi G. Seerumi kreatiniini kontsentratsioon ja kreatiniinipõhine glomerulaarfiltratsiooni kiiruse hindamine sportlastel // Spordimeditsiin. 2009. Lk 331–337.
8. Bernstein L., Zions M., Haq S. et al. Neerufunktsiooni kaotuse mõju NT-proBNP taseme variatsioonidele // Clinical Biochemistry. 2009. 42. Lk 1091–1098.
9. Chamera T., Spieszny M., Klocek T. jt. Kas biokeemiline maksaprofiil võib aidata hinnata metaboolset reaktsiooni sportlaste aeroobsele pingutusele // Jõu- ja konditsioneerimisuuringute ajakiri. 2014. 28(. Lk 2180–2186.
10. Cunniffe B1, Hore AJ, Whitcombe DM jt. Immuunsüsteemi endokriinsete markerite muutuste ajaline kulg pärast rahvusvahelist ragbimängu // European Journal of Applied Physiology. 2010. 108(1). Lk 113-22.
11. E. Clénina G., Cordesa M., Huberb A. Rauapuudus spordis – definitsioon, mõju sooritusvõimele ja teraapiale // Swiss Sports & Exercise Medicine. 2016. 64 (1). Lk 6–18.
12. Fallon K. Biokeemiliste parameetrite skriinimise kliiniline kasulikkus tippsportlastel: 100 juhtumi analüüs // British Journal of Sports Medicine. 2008. 42. Lk 334–337.
13. García M. Estudio de marcadores bioquímicos de interés en el diagnostico y pronóstico del sindrome coronario agudo // Doktoritöö. 2010. Lk 24-36.
14. Godon P., Griffet V., Vinsonneau U. jt. Sportlase süda või hüpertroofiline kardiomüopaatia: N-terminaalse pro-aju natriureetilise peptiidi kasulikkus // International Journal of Cardiology. 2009. 137. Lk 72–74.
15. Gomes RV, Santos RC, Nosaka K jt. Lihaskahjustused pärast tennisematši noortel mängijatel // Spordi bioloogia. 2014. Lk 27-32.
16. Herklotz R., Huber A. Labordiagnose von Eisenstoffwechselstörungen. Šveitsi meditsiinifoorum. 2010. 10. Lk 500–507.
17. Kafkas M., TAŞKIRAN C., ŞAHİN KAFKAS A. jt. Ägedad füsioloogilised muutused eliitmaadlejate vabastiilis ühepäevase turniiri ajal // The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2016. 56 (10). Lk 1113-1119.
18. Kyung-A Shin, Ki Deok Park, Jaeki Ahn jt. Skeletilihaste, maksa ainevahetuse ja neerufunktsiooni biokeemiliste markerite muutuste võrdlus pärast kolme tüüpi pikamaajooksmist // Vaatlusuuring. 2016. V. 95. 1-6.
19. Choi J., Masaratana P., Latunde-Dada G. jt. Kaksteistsõrmiksoole reduktaasi aktiivsus ja põrna rauavarud vähenevad ning erütropoees on ebanormaalne Dcytb knockout hiirtel, kes puutuvad kokku hüpoksiliste tingimustega // The Journal of nutrition. 2012. 142. Lk 1929–1934.
20. Lee H., Park J., Choi I. jt. Jooksjate ja maadlejate kõrge tihedusega lipoproteiinide täiustatud funktsionaalsed ja struktuursed omadused võrreldes heitjate ja tõstjatega // BMB Reports. 2009. 42. Lk 605–610.
21. Lombardi G., Colombini A., Ricci C. jt. Seerumi kusihape tipptasemel mäesuusatajatel neljal järjestikusel võistlushooajal // Clinica Chimica Acta. 2010. 411. Lk 645–648.
22. Mingels A., Jacobs L., Kleijnen V. jt. Tsüstatiin C on neerufunktsiooni marker pärast treeningut // International Journal of Sports Medicine. 2009. 30. Lk 668–671.
23. Muhsin H., Aynur O., İlhan O. jt. Maksimaalse aeroobse treeningu suurendamise mõju seerumi lihaste ensüümidele professionaalsetes hokimängijates // Global Journal of Health Science. 2015. V. 7. nr. 3. Lk 69-74.
24. Palacios G., Pedrero-Chamizo R., Palacios N. et al. Füüsilise aktiivsuse ja treeningu biomarkerid // Nutricion Hospitalaria. 2015. 31. Lk 237-244.
25. Reinke S., Karhausen T., Doehner W. jt. Taastumis- ja treeningfaaside mõju professionaalsete jalgpallurite keha koostisele, perifeersete veresoonte funktsioonile ja immuunsüsteemile // PLoS One. 2009. 4. Lk 4910.
26. Saraslanidis P., Manetzis C., Tsalis G. jt. 400-meetrise sprindi treeningutel kasutatud jooksutreeningu biokeemiline hindamine // National Strength and Conditioning Associationi ajakiri. 2009. 23. Lk 2266-2271.
27. Scharhag J., George K., Shave R. jt. Treeninguga seotud südame biomarkerite sisalduse suurenemine // Meditsiin ja teadus spordis ja treeningus. 2008. 40. Lk 1408–1415.
28. Wedin J., Henriksson A. Mängujärgne südamemarkerite tõus eliitsaalihoki mängijate seas // Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2015. Lk 495-500.
29. Zielinski J., Rychlewski T., Kusy K. jt. Vastupidavustreeningu mõju puriinide metabolismi muutustele: konkureerivate pikamaajooksjate pikisuunaline uuring // European Journal of Applied Physiology. 2009. 106. Lk 867–876.

Kehakultuuri Instituut (filiaal)

FSBEI HE "UralGUFK"

B1.V.10 SPORDI BIOKEEMIA

Õppe- ja metoodiline käsiraamat

praktilisteks tundideks ja õpilaste iseseisvaks tööks,

õpilased suunal 49.03.01 “Kehaline kasvatus”

UDC 577.1 (075)

BBK 28,072 ya73

Metoodilised soovitused üliõpilaste praktiliseks koolituseks ja iseseisvaks tööks erialal "Spordibiokeemia" / .- Ufa: Föderaalse Riigieelarvelise Kõrgkooli "Uurali Riikliku Kehakultuuriülikooli" Baškiiri Kehakultuuri Instituut (filiaal) 2015 .- 88 lk.

Arvustaja: Ph.D. biol. Sci., füüsikaliste vahendite osakonna dotsent

taastusravi -

Kavandatav väljaanne on koostatud vastavalt föderaalsele kõrghariduse haridusstandardile erialal "Spordibiokeemia". Mõeldud bakalaureuse ettevalmistuseks suunal 49.03.01 – “Kehaline kasvatus”.

Käsiraamat hõlmab distsipliini “Spordibiokeemia” uurimisega seotud põhiteemasid. Iga teema sisu käsitletakse nii teoreetilises plaanis kui ka praktilise kasutamise seisukohalt distsipliini iseseisva õppimise protsessis. Materjali sügavamaks uurimiseks on soovitatav kasutada kirjandust.

© Föderaalse Riigieelarvelise Kõrgkooli "Uurali Riikliku Kehakultuuriülikooli" Baškiiri kehakultuuri instituut (filiaal)

SISU

Õpilaste iseseisev töö 70

Teema 10. Ratsionaalse toitumise biokeemilised alused

sportlased 72

1. Sissejuhatus

Biomeditsiinilised distsipliinid, eriti bioloogiline keemia, omavad kaasaegses spordipraktikas suure osa. Treeningprotsessi efektiivne juhtimine pole võimalik ilma spordibiokeemia tundmiseta ja kehalise koormuse ajal toimuva ainevahetuse regulatsiooni seaduspärasusteta.

Vastavalt kõrgelt kvalifitseeritud kehakultuuri ja spordi valdkonna spetsialistile esitatavatele nõuetele seisavad spordibiokeemia kursust õppivad üliõpilased silmitsi järgmiste ülesannetega:

Teadmiste süvendamine sporditreeningu meditsiinilistest ja bioloogilistest seaduspärasustest, väsimusest ja tööjärgsest taastumisest;

Spordis toimuva biokeemilise kontrolli põhimeetodite tutvustus;

Peamiste teoreetiliste põhimõtete illustreerimine konkreetsete praktiliste töödega;

Teaduskirjandusega töötamiseks vajalike oskuste omandamine, mis võimaldab kiiresti kasutada teavet erialaste probleemide püstitamiseks ja lahendamiseks.

Soovitatav on alustada igaks käesolevas juhendis esitatud õppetunniks valmistumist loengumaterjali hoolika uurimisega ja lühikese teoreetilise sissejuhatusega, mis selgitab tehtud töö olulisust. Tunni küsimused suunavad õpilaste tähelepanu vaadeldava teema põhiosadele.

Pakutud kodutööde valikute küsimused hõlmavad kõiki vastava teema jaotisi ja nende täitmine võimaldab teoreetilist materjali koondada. Materjali valdamise enesekontrolliks antakse iga teema lõpus programmeeritud teadmiste kontrolli küsimused testide vormis valikvastustega, millest üks on õige.

Lisa sisaldab: spordibiokeemia põhimõistete loetelu, lühendite loetelu.

Viidatud kirjanduse loetelu sisaldab bibliograafiat, mida soovitatakse kavandatavate teemade põhjalikumaks ettevalmistamiseks.

Teemad 1, 2.

LIHASKOE KEEMILINE KOOSTIS.

Lihasraku üliõhuke struktuur.

LIHASKONTRAKTSIOONI MEHHANISM

Inimkeha lihaskude moodustab 40–45% inimese kehamassist. Naistel on lihasmass tavaliselt väiksem kui meestel, mis on seotud sooliste erinevustega manifestatsioonis lihasjõud ja füüsilise jõudluse tase. Lihased tagavad tänu oma kontraktiilsele funktsioonile liikumisprotsesse. Erinevate avaldumine motoorseid omadusi inimese sooritusvõime, eriti jõud ja kiirus, sõltub lihaste morfoloogilisest ehitusest, keemilisest koostisest, neis toimuvate biokeemiliste protsesside omadustest, aga ka närvisüsteemi reguleerivatest toimetest.

Lihaskiud on struktuuriüksus skeletilihased, mis esindavad suurt mitmetuumalist rakku või täpsemalt atsellulaarset moodustist – sümplasti, mis moodustub embrüonaalsel perioodil paljude müoblastide ühinemisel.

Lihasraku membraan on elektriliselt ergastav ja seda nimetatakse sarkolemmaks. Sarcolemmal on kokkupuutekohad motoorsete närvide otstega - sünapsid (neuromuskulaarsed ristmikud). Sarkolemma on sarnaselt teistele membraanidele selektiivselt läbilaskev erinevatele ainetele. Kõrgmolekulaarsed ained seda läbi ei liigu, küll aga vesi, glükoos, piim- ja püroviinamarihape, aminohapped, ketokehad ja mõned teised madala molekulmassiga ühendid küll. Sarkolemmas on ka transpordisüsteemid, mille abil säilib Na+ ja K+ ioonide, aga ka Cl- ioonide kontsentratsioonide erinevus rakus ja rakkudevahelises vedelikus, mis viib selle pinnale membraanipotentsiaali tekkimiseni. . Membraani aktsioonipotentsiaali moodustumine närviimpulsi mõjul on lihaskiudude ergutamise vajalik tingimus. Sarcolemma pinnal on käänulised kollageenkiud, mis annavad sellele tugevust ja elastsust. Lihasraku sisemist vedelikku nimetatakse sarkoplasmiks. Sarkoplasma sees on piki- ja põikisuunaliste membraanitorude ja vesiikulite süsteem, mida nimetatakse sarkoplasmaatiliseks retikulumiks (SR). SR reguleerib Ca2+ ioonide kontsentratsiooni rakus, mis on otseselt seotud lihaskiudude kokkutõmbumise ja lõõgastumisega. Nagu igas aktiivselt töötavas rakus, on lihaskiududel suur hulk mitokondreid. Umbes 80% kiu mahust on hõivatud pikkade filamentidega - müofibrillidega.

Müofibrillid- need on kontraktiilsed elemendid, mille arv lihaskius võib ulatuda mitme tuhandeni. Mikroskoobi all on märgata, et müofibrillidel on ristsuunalised triibud vahelduvate tumedate ja heledate alade - ketaste kujul. Tumedad kettad on kaksikmurdvad ja neid nimetatakse A-ketasteks (anisotroopsed), heledad aga ei ole kaksikmurdavad ja neid nimetatakse I-ketasteks (isotroopsed). Ketta A keskosas on valgusala - H-tsoon. I-ketta keskel on Z-membraan, mis läbib kogu kiudu, justkui hoiaks ja korraldaks paljude müofibrillide A- ja I-ketaste paigutust. Müofibrillide pindala kahe Z-membraani vahel nimetatakse sarkomeeri. See on lihase väikseim funktsionaalne, see tähendab kontraktiilne üksus. Sarkomeerid järgivad üksteist mööda müofibrilli, kordudes iga 1500-2300 nm järel. Müofibrill võib sisaldada mitusada sarkomeeri. Lihaste kokkutõmbumise kiirus ja jõud sõltuvad nende pikkusest ja kogusest müofibrillides. Enamik lihasrakke on rivistatud nii, et nende sarkomeerid paiknevad üksteisega paralleelselt ning kiu kõigi lihasrakkude A- ja I-kettad langevad vastavalt kokku, mis annab puhkelihasele risttriibulise välimuse (joonis 1). .

Elektronmikroskoopia andmetel (joonis 1) on müofibrillaarsed struktuurid agregaadid, mis koosnevad umbes 14 nm paksustest filamentidest ja nende vahel paiknevatest õhukestest filamentidest läbimõõduga 7-8 nm. Paksud niidid või niidid asuvad A-ketastel ja koosnevad kontraktiilsest valgust müosiinist. Õhukesed filamendid asuvad I-ketastes ja sisaldavad kontraktiilset valku aktiini, samuti regulaatorvalke tropomüosiini ja troponiini. Filamendid (niidid) on paigutatud nii, et peenikesed otsad mahuksid jämedate vahedesse (joonis 2).

Seega koosnevad kettad-I ainult õhukestest filamentidest ja kettad-A kahte tüüpi filamentidest. Puhkeolekus sisaldab tsoon H ainult jämedaid filamente, kuna õhukesed niidid sinna ei ulatu. Müofibrillide paksud ja õhukesed filamendid interakteeruvad üksteisega kontraktsiooni ajal, moodustades nende vahel ristsildu.

Lihaskiudude tüübid ja nende osalemine lihastegevuses

Skeletilihastes eristatakse kahte peamist lihaskiudude tüüpi: aeglased tõmblused (MS) ehk punased ja kiired tõmblused (FT) ehk valged, mis erinevad kontraktiilsete ja metaboolsete omaduste poolest (tabel 1).

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">