Základy športovej biochémie. Boli vyriešené vlastnosti biochemických parametrov krvi u vysokokvalifikovaných športovcov. Ultra tenká štruktúra svalových buniek

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené na http://www.allbest.ru/

Vysoká škola telesnej výchovy

PREDNÁŠKOVÝ KURZ

ZÁKLADY ŠPORTOVEJ BIOCHÉMIE

Kučeryavy Vsevolod Vladimirovič

Téma 1. Štruktúra bielkovín a enzymatická katalýza.

Téma 6. Metabolizmus bielkovín

ODDIEL 3. VÝMENA VODY A MINERÁLOV. VITAMÍNY. Hormóny

Téma 7. Výmena vody a solí. Vitamíny

Téma 8. Biochémia hormónov moču a krvi

2. ČASŤ. ZÁKLADY ŠPORTOVEJ BIOCHÉMIE

ODDIEL 4. BIOCHÉMIA SVALOVEJ ČINNOSTI

Téma 9. Biochémia svalovej kontrakcie

Téma 10. Energetické zásobovanie svalovej kontrakcie

SEKCIA 5. VŠEOBECNÁ BIOCHÉMIA ŠPORTOVÝCH ČINNOSTÍ

Téma 11. Biochemické posuny pri svalovej práci

Téma 12. Biochemické mechanizmy únavy

Téma 13. Obnova z pohľadu biochémie

Téma 14. Všeobecné biochemické vzorce adaptácie na svalovú prácu

SEKCIA 6. ŠPORTOVÝ VÝKON A BIOCHÉMIA

Téma 15. Biochemické základy pracovnej schopnosti

Téma 16. Biochemické spôsoby zlepšenia výkonnosti

PRÍLOHA 1. Otázky skúšky z biochémie

1. ČASŤ. ZÁKLADY VŠEOBECNEJ BIOCHÉMIE

ODDIEL 1. VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY METABOLIZMU

Téma 1. Štruktúra bielkovín a enzymatická katalýza

1. Biologická úloha bielkovín

2. Štruktúra molekuly proteínu

3. Klasifikácia bielkovín

5. Štruktúra enzýmov

Úvod. Čo robí biochémia?

Biochémia študuje chemické procesy, ktoré prebiehajú v živých systémoch. Inými slovami, biochémia študuje chémiu života. Táto veda je relatívne mladá. Narodila sa v 20. storočí. Tradične možno kurz biochémie rozdeliť do troch častí.

Všeobecná biochémia sa zaoberá všeobecnými zákonitosťami chemického zloženia a metabolizmu rôznych živých vecí od najmenších mikroorganizmov až po človeka. Ukázalo sa, že tieto vzory sa do značnej miery opakujú.

Súkromná biochémia sa zaoberá osobitosťami chemických procesov prebiehajúcich v jednotlivých skupinách živých bytostí. Napríklad biochemické procesy v rastlinách, zvieratách, hubách a mikroorganizmoch majú svoje vlastné charakteristiky a v niektorých prípadoch veľmi významné.

Funkčná biochémia sa zaoberá osobitosťami biochemických procesov prebiehajúcich v jednotlivých organizmoch, spojených s charakteristikami ich životného štýlu. Smer funkčnej biochémie, skúmanie vplyvu fyzické cvičenie na tele športovca sa nazýva športová biochémia alebo športová biochémia.

Rozvoj telesnej kultúry a športu si vyžaduje od športovcov a trénerov dobré znalosti v oblasti biochémie. Je to spôsobené tým, že bez pochopenia toho, ako telo funguje na chemickej, molekulárnej úrovni, je ťažké dúfať v úspech moderné športy... Mnohé tréningové a regeneračné techniky sú dnes založené práve na hlbokom pochopení toho, ako telo funguje na subcelulárnej a molekulárnej úrovni. Bez hlbokého pochopenia biochemických procesov nie je možné bojovať s dopingom – zlom, ktoré môže šport zničiť.

1. Biologická úloha bielkovín

Úlohu bielkovín v tele možno len ťažko preceňovať. Preto náš kurz začína popisom úlohy a štruktúry tejto konkrétnej triedy bioorganických zlúčenín. Proteíny v tele vykonávajú nasledujúce funkcie.

1. Štrukturálna alebo plastická funkcia. Proteíny sú univerzálnym stavebným materiálom, z ktorého sa skladajú takmer všetky štruktúry živých buniek. Napríklad v ľudskom tele tvoria bielkoviny asi 1/6 telesnej hmotnosti. Navyše u trénovaných ľudí s dobre vyvinutými svalmi môže byť toto číslo vyššie.

2. Katalytická funkcia. Mnoho proteínov, nazývaných enzýmy alebo enzýmy, plní funkciu katalyzátorov v živých systémoch, to znamená, že menia rýchlosť chemických reakcií (o čom sa bude podrobnejšie diskutovať nižšie)

3. Kontraktilná funkcia. Sú to molekuly bielkovín, ktoré sú základom všetkých foriem pohybu živých systémov. Svalová kontrakcia = to je predovšetkým práca bielkovín.

4. Regulačná funkcia. Táto funkcia je založená na schopnosti molekúl bielkovín reagovať s kyselinami a zásadami, čo sa v chémii nazýva amfotérne. Proteíny sa podieľajú na vytváraní homeostázy v tele. Mnohé proteíny sú hormóny.

5. Funkcia receptora. Táto funkcia je založená na schopnosti bielkovín reagovať na vznikajúce zmeny podmienok vnútorného prostredia organizmu. Rôzne receptory v tele, ktoré sú citlivé na teplotu, tlak a svetlo, sú proteíny. Hormonálne receptory sú tiež proteíny.

6. Transportná funkcia. Molekuly bielkovín sú veľké, ľahko rozpustné vo vode, čo im umožňuje ľahko sa pohybovať vodnými roztokmi a prenášať rôzne látky. Napríklad hemoglobín prenáša plyny, krvný albumín prenáša tuky a mastné kyseliny.

7. Ochranná funkcia. Proteíny chránia organizmus predovšetkým tým, že sa podieľajú na tvorbe imunity.

8. Energetická funkcia. Proteíny nie sú hlavnými účastníkmi energetického metabolizmu, no napriek tomu zabezpečujú až 10 % dennej energetickej potreby organizmu. Zároveň je to príliš cenný produkt na to, aby sa dal použiť ako zdroj energie. Preto sa bielkoviny využívajú ako zdroj energie až po sacharidoch a tukoch.

2. Štruktúra molekuly proteínu

Proteíny sú dusíkaté zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou zložené z aminokyselín. Proteíny obsahujú stovky aminokyselinových zvyškov. Všetky bielkoviny bez ohľadu na pôvod sú však tvorené 20 druhmi aminokyselín. Týchto 20 aminokyselín sa preto nazýva proteinogénne.

Aminokyseliny obsahujú karboxylovú skupinu COOH a aminoskupinu NH2. Pravda, niektoré proteíny ešte stále obsahujú veľmi malé množstvo aminokyselín, ktoré nie sú súčasťou proteínogénnych. Takéto aminokyseliny sa nazývajú minoritné. Vznikajú z proteinogénnych aminokyselín po dokončení syntézy molekúl bielkovín.

Aminokyseliny sú navzájom spojené peptidovými väzbami, čím vznikajú dlhé nerozvetvené reťazce – polypeptidy. Peptidová väzba vzniká interakciou karboxylovej skupiny jednej aminokyseliny a aminoskupiny druhej za uvoľnenia vody. Peptidové väzby sú vysoko odolné, tvoria ich všetky aminokyseliny. Konkrétne tieto väzby tvoria prvú úroveň organizácie proteínovej molekuly - primárnu štruktúru proteínu. Primárna štruktúra je sekvencia aminokyselinových zvyškov v polypeptidovom reťazci proteínu.

Sekundárna štruktúra proteínu je špirálovitá štruktúra tvorená hlavne vodíkovými väzbami.

Terciárna štruktúra proteínu je globula alebo glomerulus, do ktorého je v niektorých proteínoch zložená sekundárna špirála. Na tvorbe globule sa podieľajú rôzne medzimolekulové sily, predovšetkým disulfidové mostíky. Keďže disulfidové väzby sú tvorené aminokyselinami, ktoré obsahujú síru, globulárne proteíny zvyčajne obsahujú veľa síry.

Niektoré proteíny tvoria kvartérnu štruktúru pozostávajúcu z niekoľkých guľôčok, ktoré sa potom nazývajú podjednotky. Napríklad molekula hemoglobínu pozostáva zo štyroch podjednotiek, ktoré vykonávajú jednu funkciu.

Všetky štrukturálne úrovne molekuly proteínu sú závislé od primárnej štruktúry. Zmeny v primárnej štruktúre vedú k zmenám na iných úrovniach organizácie proteínov.

3. Klasifikácia bielkovín

Klasifikácia proteínov je založená na ich chemickom zložení. Podľa tejto klasifikácie sú proteíny jednoduché a zložité. Jednoduché proteíny sú zložené iba z aminokyselín, to znamená z jedného alebo viacerých polypeptidov. Jednoduché proteíny nachádzajúce sa v ľudskom tele zahŕňajú albumíny, globulíny, históny, proteíny podporných tkanív.

V molekule komplexného proteínu sa okrem aminokyselín nachádza aj neaminokyselinová časť, nazývaná protetická skupina. V závislosti od štruktúry tejto skupiny sa izolujú komplexné proteíny ako fosfoproteíny (obsahujúce kyselinu fosforečnú), nukleoproteíny (obsahujúce nukleovú kyselinu), glykoproteíny (obsahujúce sacharidy), lipoproteíny (obsahujúce lipoid) a iné.

Podľa klasifikácie, ktorá vychádza z priestorovej formy bielkovín, sa bielkoviny delia na fibrilárne a globulárne.

Fibrilárne proteíny sú zložené zo závitníc, to znamená prevažne zo sekundárnej štruktúry. Globulárne proteínové molekuly sú sférické a elipsoidné.

Príkladom fibrilárnych proteínov je kolagén, najrozšírenejší proteín v ľudskom tele. Tento proteín tvorí 25 – 30 % z celkového množstva bielkovín v tele. Kolagén je vysoko odolný a elastický. Je súčasťou ciev svalov, šliach, chrupaviek, kostí, cievnych stien.

Príkladmi globulárnych proteínov sú albumín a globulíny krvnej plazmy.

4. Fyzikálno-chemické vlastnosti bielkovín

Jednou z hlavných vlastností bielkovín je ich veľká molekulová hmotnosť, ktorá sa pohybuje od 6 000 do niekoľkých miliónov daltonov.

Ďalšou dôležitou fyzikálno-chemickou vlastnosťou proteínov je ich amfoterita, teda prítomnosť kyslých aj zásaditých vlastností. Amfoterita je spojená s prítomnosťou v zložení niektorých aminokyselín voľných karboxylových skupín, to znamená kyslých, a aminoskupín, to znamená alkalických. To vedie k tomu, že v kyslom prostredí proteíny vykazujú alkalické vlastnosti av alkalickom prostredí - kyslé. Za určitých podmienok však proteíny vykazujú neutrálne vlastnosti. Hodnota pH, pri ktorej sú proteíny neutrálne, sa nazýva izoelektrický bod. Izoelektrický bod pre každý proteín je individuálny. Podľa tohto ukazovateľa sú proteíny rozdelené do dvoch veľkých tried - kyslé a alkalické, pretože izoelektrický bod môže byť posunutý jedným alebo druhým smerom.

Ďalšou dôležitou vlastnosťou proteínových molekúl je rozpustnosť. Napriek veľkej veľkosti molekúl sú proteíny celkom ľahko rozpustné vo vode. Okrem toho sú roztoky bielkovín vo vode veľmi stabilné. Prvým dôvodom rozpustnosti proteínov je prítomnosť náboja na povrchu proteínových molekúl, vďaka čomu proteínové molekuly prakticky netvoria vo vode nerozpustné agregáty. Druhým dôvodom stability proteínových roztokov je prítomnosť hydratovaného (vodného) obalu v molekule proteínu. Hydratačný obal oddeľuje proteíny od seba.

Treťou dôležitou fyzikálno-chemickou vlastnosťou bielkovín je vysolenie, teda schopnosť zrážať sa pôsobením dehydratačných činidiel. Vysolenie je reverzibilný proces. Táto schopnosť prejsť do roztoku a potom ho opustiť je veľmi dôležitá pre prejav mnohých životne dôležitých vlastností.

Nakoniec najdôležitejšou vlastnosťou bielkovín je ich denaturačná schopnosť. Denaturácia je strata prirodzeného pôvodu proteínom. Keď na panvici pripravíme praženicu, dôjde k nevratnej denaturácii bielkovín. Denaturácia je trvalé alebo dočasné narušenie sekundárnej a terciárnej štruktúry proteínu, ale primárna štruktúra je zachovaná. Okrem teploty (nad 50 stupňov) môžu denaturáciu spôsobiť aj ďalšie fyzikálne faktory: žiarenie, ultrazvuk, vibrácie, silné kyseliny a zásady. Denaturácia môže byť reverzibilná a nezvratná. Pri malých vplyvoch dochádza k deštrukcii sekundárnych a terciárnych štruktúr proteínu nevýznamne. Preto v neprítomnosti denaturačného proteínu môže proteín obnoviť svoju natívnu štruktúru. Proces reverznej denaturácie sa nazýva renaturácia. Pri dlhšej a silnej expozícii sa však renaturácia stáva nemožnou a denaturácia je teda nezvratná.

5. Štruktúra enzýmov

Enzýmy alebo enzýmy sú proteíny, ktoré v tele vykonávajú katalytické funkcie. Katalýza zabezpečuje zrýchlenie aj spomalenie chemických reakcií.

Enzýmy takmer vždy urýchľujú chemické reakcie v tele a navyše zrýchľujú desiatky a stovky krát. Pri iných reakciách pod kontrolou enzýmov rýchlosť v ich neprítomnosti klesá takmer na nulu.

Miesto enzýmu, ktoré sa priamo podieľa na katalýze, sa nazýva aktívne miesto. V enzýmoch, ktoré majú iba terciárne a kvartérne štruktúry, môže byť organizovaná rôzne. V komplexných proteínoch sa spravidla všetky podjednotky, ako aj ich protetické skupiny podieľajú na tvorbe aktívneho centra.

V aktívnom centre sa rozlišujú dve oblasti - adsorpčná a katalytická.

Adsorpčné miesto je väzbové miesto. Jeho štruktúra zodpovedá štruktúre reagujúcich látok, ktoré sa v biochémii nazývajú substráty. Hovorí sa, že substráty a adsorpčné centrum enzýmu sú rovnaké ako kľúč a zámok. Väčšina enzýmov má jedno aktívne miesto, ale existujú enzýmy, ktoré majú niekoľko aktívnych miest.

Treba povedať, že na enzymatickej reakcii sa nezúčastňuje len aktívne centrum enzýmu, ale aj jeho ostatné časti. Dôležitú úlohu v jeho aktivite zohráva celková konformácia enzýmu. Preto zmena čo i len jednej aminokyseliny v časti molekuly, ktorá priamo nesúvisí s aktívnym centrom, môže výrazne ovplyvniť aktivitu enzýmu a dokonca ju znížiť na nulu. Zmenou konformácie enzýmu sa jeho aktívne centrum „prispôsobí“ štruktúre substrátov zúčastňujúcich sa enzýmom zrýchlenej reakcie.

6. Mechanizmus účinku enzýmov. Špecifickosť

Je potrebné mať na pamäti, že počas implementácie katalytickej funkcie samotný katalyzátor nemení svoju chemickú povahu. Toto tvrdenie platí aj pre enzýmy.

V každej katalytickej reakcii uskutočňovanej enzýmami sa rozlišujú tri stupne.

1. Tvorba komplexu enzým-substrát. V tomto štádiu sa aktívne miesto enzýmu viaže na substráty prostredníctvom slabých väzieb, zvyčajne vodíka. Charakteristickým znakom tohto štádia je úplná reverzibilita, pretože komplex enzým-substrát sa môže ľahko rozložiť na enzým a substráty. V tomto štádiu vzniká priaznivá orientácia molekúl substrátu, čo prispieva k urýchleniu ich interakcie.

2. Táto fáza prebieha za účasti katalytického miesta aktívneho miesta. Podstatou tohto štádia je zníženie aktivačnej energie a urýchlenie reakcie medzi substrátmi. Výsledkom tejto fázy je vytvorenie nového produktu.

3. V tejto fáze sa hotový produkt oddelí od aktívneho centra s uvoľnením enzýmu, ktorý je opäť pripravený plniť svoju funkciu.

V bunke sa enzýmy, ktoré katalyzujú viacstupňové procesy, často spájajú do komplexov nazývaných multienzýmové systémy. Najčastejšie sú tieto komplexy vložené do biomembrán alebo spojené s bunkovými organelami. Vďaka tejto kombinácii enzýmov fungujú efektívnejšie.

V niektorých prípadoch enzýmové proteíny obsahujú neproteínové zložky zapojené do katalýzy. Tieto neproteínové prvky sa nazývajú koenzýmy. Väčšina koenzýmov obsahuje vitamíny.

Najdôležitejšou vlastnosťou enzýmov je ich vysoká špecifickosť. V biochémii platí pravidlo: jedna reakcia – jeden enzým. Existujú dva typy špecifickosti: akčná špecifickosť a substrátová špecifickosť.

Špecifickosť účinku je schopnosť enzýmu katalyzovať iba jeden špecifický typ chemickej reakcie. Ak substrát môže vstúpiť do rôznych reakcií, potom každá reakcia vyžaduje svoj vlastný enzým.

Substrátová špecifickosť je schopnosť enzýmu pôsobiť len na určité substráty.

Špecifickosť substrátu je absolútna a relatívna.

S absolútnou špecifickosťou enzým katalyzuje transformáciu iba jedného substrátu.

S relatívnou - môže existovať skupina podobných substrátov.

7. Čo určuje rýchlosť enzymatických reakcií?

Aktivačná energia je základným kameňom chemických reakcií. Ak je aktivačná energia vysoká, potom látky nemôžu vstúpiť do reakcie alebo rýchlosť ich interakcie bude nízka. Enzýmy znižujú prah aktivačnej energie.

Rýchlosť enzymatickej reakcie veľmi závisí od mnohých faktorov. Patrí medzi ne koncentrácia látok zapojených do enzymatickej reakcie, ako aj podmienky prostredia, v ktorých reakcia prebieha.

Ukázalo sa, že čím vyššia je koncentrácia enzýmu, tým vyššia je rýchlosť reakcie. Je to preto, že koncentrácia enzýmu je oveľa nižšia ako koncentrácia substrátu.

Pri nízkych koncentráciách substrátu je rýchlosť reakcie priamo úmerná koncentrácii substrátu. Keď sa však koncentrácia substrátu zvyšuje, začína sa spomaľovať a nakoniec po dosiahnutí maximálnej rýchlosti prestane rásť. Je to preto, že so zvyšujúcou sa koncentráciou substrátu sa množstvo voľných aktívnych centov stáva limitujúcim faktorom.

Teplota zvláštnym spôsobom ovplyvňuje enzymatické reakcie. Faktom je, že enzýmy sú bielkoviny, čo znamená, že pri vysokých teplotách (nad 80 stupňov) úplne strácajú svoju aktivitu. Preto pre enzymatické reakcie existuje koncept teplotného optima. Takéto optimum pre väčšinu enzýmov je telesná teplota 37 - 40 stupňov. Pri nízkych teplotách sú neaktívne aj enzýmy.

Ďalším faktorom, ktorý určuje aktivitu enzýmov, je pH média. Tu má každý enzým svoje vlastné pH optimum. Napríklad enzýmy žalúdočnej šťavy majú pH optimum v kyslom prostredí (pH - 1,0 až 2,0) a pankreatické enzýmy preferujú zásadité prostredie (pH - 9,0 - 10,0).

Okrem vyššie uvedených faktorov ovplyvňujú rýchlosť enzymatických reakcií rôzne látky – inhibítory a aktivátory.

Inhibítory sú najčastejšie látky s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré spomaľujú rýchlosť reakcie. Inhibítor sa viaže na enzým a interferuje s jeho funkciou.

Aktivátory sú látky, ktoré selektívne zvyšujú rýchlosť enzymatických reakcií.

Hormóny môžu pôsobiť ako aktivátory aj inhibítory enzýmov.

Rýchlosť enzymatických reakcií závisí aj od mnohých ďalších faktorov:

· Zmeny v rýchlosti syntézy enzýmov;

·. enzýmové modifikácie;

Zmena konformácie enzýmu

8. Klasifikácia a nomenklatúra enzýmov

Moderná klasifikácia enzýmov je založená na charakterizácii chemickej reakcie katalyzovanej enzýmom. Existuje šesť hlavných tried enzýmov.

1. Oxidoreduktázy – enzýmy, ktoré katalyzujú redoxné reakcie. Schematicky to vyzerá takto:

2. Transferázy – enzýmy, ktoré katalyzujú prenos chemických skupín z jednej molekuly do druhej

AB + C> A + BC

3. Hydrolázy – enzýmy, ktoré rozkladajú chemické väzby pridaním vody, teda hydrolýzou.

AB + H20> A - H + B - OH

4. Lyázy - enzýmy, ktoré katalyzujú štiepenie chemických väzieb bez pridania vody:

5. Izomerázy - enzýmy, ktoré katalyzujú izomérne premeny, čiže prenos jednotlivých chemických skupín v rámci jednej molekuly:

6. Syntetázy - enzýmy katalyzujúce syntézne reakcie prebiehajúce v dôsledku energie ATP:

ATP + H2O> ADP + H3PO4

Každá trieda je zase rozdelená na podtriedy a tie na podtriedy.

Názov enzýmu sa zvyčajne skladá z dvoch častí. Prvá časť odráža názov substrátu, ktorého premenu katalyzuje tento enzým. Druhá časť názvu má koncovku „-aza“, čo naznačuje povahu reakcie. Napríklad enzým, ktorý štiepi atómy vodíka z kyseliny mliečnej (laktát), sa nazýva laktátdehydrogenáza. Enzým, ktorý katalyzuje izomerizáciu glukóza-6-fosfátu na fruktóza-6-fosfát, sa nazýva glukózofosfát izomeráza. Enzým zapojený do syntézy glykogénu sa nazýva glykogénsyntetáza.

Téma 2. Štádiá metabolizmu a biologickej oxidácie

3. Tkanivové dýchanie

1. Všeobecná charakteristika metabolizmu

Metabolizmus a energetický metabolizmus je predpokladom existencie živých organizmov.

Telo prijíma energiu a stavebné látky z vonkajšieho prostredia, následne sa tieto látky spracovávajú a nakoniec sa nepotrebné produkty spracovania vylučujú z tela do okolia. Metabolizmus teda môže byť reprezentovaný vo forme troch procesov.

1. Trávenie je proces, pri ktorom sa pôsobením tráviacich enzýmov rozkladajú potravinové látky, zvyčajne vysokomolekulárne a telu cudzie, a premieňajú sa na jednoduché zlúčeniny – univerzálne pre všetky živé organizmy. Napríklad bielkoviny sa rozkladajú na aminokyseliny rovnako ako aminokyseliny samotného tela. Zo sacharidov v potrave vzniká univerzálny monosacharid, glukóza. Preto môžu byť konečné produkty trávenia zavedené do vnútorného prostredia tela a použité bunkami na rôzne účely.

2. Metabolizmus je súbor chemických reakcií, ktoré prebiehajú vo vnútornom prostredí organizmu. Niekedy sa však slovo „metabolizmus“ chápe ako synonymum metabolizmu.

3. Vylučovanie je proces odstraňovania odpadových látok z tela. Tento proces prebieha ako v posledných fázach trávenia, tak aj v priebehu metabolizmu. V druhom prípade sa na vylučovaní podieľa krv a špeciálne orgány vylučovania produktov rozpadu dusíkatých látok - obličky.

Pozrime sa však podrobnejšie na skutočný metabolizmus.

Metabolizmus zahŕňa dva procesy, ktoré sú jeho dvoma neoddeliteľnými stránkami: katabolizmus a anabolizmus.

Katabolizmus je proces rozkladu látok, ktorého výsledkom je získavanie energie a tvorba menších molekúl. Konečnými produktmi katabolizmu sú oxid uhličitý, voda a amoniak.

Katabolizmus v ľudskom tele a vo väčšine živých vecí je charakterizovaný nasledujúcimi vlastnosťami.

· V procese katabolizmu prevládajú oxidačné reakcie.

· Pri spotrebe kyslíka dochádza ku katabolizmu.

· V procese katabolizmu sa uvoľňuje energia, z ktorej sa asi polovica akumuluje vo forme molekúl adenozíntrifosfátu (ATP). Značná časť energie sa odovzdáva vo forme tepla.

Anabolizmus je syntézna reakcia. Tieto procesy sa vyznačujú nasledujúcimi vlastnosťami.

· Anabolizmus je hlavne zotavovacia reakcia.

· V procese anabolizmu sa spotrebúva vodík.

· Zdrojom energie pre reakcie anabolizmu je ATP.

2. Štruktúra a biologická úloha ATP

Adenozíntrifosfát alebo skrátene ATP je univerzálna energetická látka tela. ATP je nukleotid, ktorého molekula obsahuje dusíkatú bázu - adenín, uhľohydrát - ribózu a tri zvyšky kyseliny fosforečnej.

Charakteristickým znakom molekuly ATP je, že druhý a tretí zvyšok kyseliny fosforečnej sú pripojené energeticky bohatou väzbou, inak nazývanou vysokoenergetická väzba. Často zlúčeniny, ktoré majú vysokoenergetické spojenie (a stretneme sa s nimi v procese štúdia predmetu), sa často označujú pojmom "makroenergetické" alebo vysokoenergetické látky.

Štruktúra ATP môže byť vyjadrená diagramom

Adenín-ribóza - F.K. - F.K. - F.K.

adenozín

Keď sa ako zdroj energie používa ATP, posledný zvyšok kyseliny fosforečnej sa zvyčajne štiepi hydrolýzou.

ATP + H2O> ADP + H3PO4 + energia

Za fyziologických podmienok, teda za podmienok, ktoré existujú v živej bunke, je rozklad molu ATP sprevádzaný uvoľnením 10-12 kcal energie (43-50 kJ).

Hlavnými konzumentmi energie ATP v tele sú

· Syntézne reakcie;

· Svalová aktivita;

· Transport molekúl a iónov cez membrány.

Biologická úloha ATP teda spočíva v tom, že táto látka v tele je akýmsi ekvivalentom EURO alebo dolára v ekonomike. Hlavným dodávateľom ATP v bunke je tkanivové dýchanie – konečné štádium katabolizmu, ku ktorému dochádza v mitochondriách väčšiny buniek tela.

3. Tkanivové dýchanie

Tkanivové dýchanie je hlavnou metódou získavania ATP, ktorú využíva absolútna väčšina buniek v tele.

V procese tkanivového dýchania sa oxidovanej látke odoberú dva atómy vodíka a cez dýchací reťazec pozostávajúci z enzýmov a koenzýmov sa prenesú na molekulárny kyslík, dodávaný krvou zo vzduchu do všetkých tkanív tela. V dôsledku pridávania atómov kyslíka a vodíka vzniká voda. V dôsledku energie uvoľnenej počas pohybu elektrónov pozdĺž dýchacieho reťazca sa ATP syntetizuje v mitochondriách z ADP a kyseliny fosforečnej. Zvyčajne je syntéza troch molekúl ATP sprevádzaná tvorbou jednej molekuly vody.

Rôzne medziprodukty rozkladu uhľohydrátov, tukov a bielkovín sa používajú ako substrát na oxidáciu pri dýchaní tkanív. Najčastejšie však oxidované medziprodukty cyklu kyseliny citrónovej, inak nazývaného cyklus trikarboxylových kyselín alebo Krebsov cyklus (kyseliny izolikonová, alfa-ketoglutarová, jantárová, jablčná sú substrátmi cyklu trikarboxylových kyselín). Cyklus kyseliny citrónovej je konečným štádiom katabolizmu, počas ktorého sa zvyšok kyseliny octovej, ktorý je súčasťou acetylkoenzýmu A, oxiduje na oxid uhličitý a vodu. Acetylkoenzým A je zasa univerzálna látka organizmu, na ktorú sa pri jej rozklade premieňajú hlavné organické látky – bielkoviny, tuky a sacharidy. Tkanivové dýchanie je zložitý enzymatický proces. Enzýmy tkanivového dýchania sa delia do troch skupín: nikotínamiddehydrogenázy, flavíndehydrogenázy a cytochrómy. Tieto enzýmy tvoria dýchací reťazec.

Nikotínamiddehydrogenázy odoberú oxidovanému substrátu dva atómy vodíka a naviažu ho na molekulu koenzýmu NAD (nikotínamidadeníndinukleotid), v tomto prípade sa NAD transformuje na svoju redukovanú formu NAD.H2.

Flavíndehydrogenázy odstraňujú dva atómy vodíka z NAD.H2 a dočasne sa viažu na FMN (flavínmononukleotid). Ide o koenzým, ktorý obsahuje vitamín B2. Potom dôjde k prenosu dvoch atómov vodíka na flavín, ktorý následne tieto atómy prenesie na cytochrómy.

Cytochrómy sú enzýmy obsahujúce železité ióny, ktoré sa pridaním vodíka premieňajú na dvojmocnú formu. Existuje niekoľko cytochrómov a označujú sa latinskými písmenami a, a-3 b, c. Cytochrómy prenášajú vodík na molekulárny kyslík a vzniká voda.

Pri pohybe pozdĺž dýchacieho reťazca sa uvoľňuje energia, ktorá sa hromadí vo forme molekúl ATP. Tento proces sa nazýva oxidatívna alebo respiračná fosforylácia. Telo produkuje najmenej 40 kg ATP denne. Tieto procesy sú obzvlášť intenzívne vo svaloch pri fyzickej práci.

4. Anaeróbna, mikrozomálna a radikálová oxidácia

V niektorých prípadoch dochádza k odstráneniu atómu vodíka z oxidovateľných látok v cytoplazme. Tieto procesy prebiehajú bez účasti kyslíka. Preto sú tu akceptory vodíka odlišné. Najčastejšie vodík pridáva kyselina pyrohroznová, ktorá vzniká pri rozklade sacharidov a aminokyselín. Kyselina pyrohroznová môže pridať vodík a tak sa premeniť na laktát alebo kyselinu mliečnu. Takýto proces, ktorý prebieha najmä vo svaloch s nedostatkom kyslíka, sa nazýva anaeróbna oxidácia alebo glykolýza. V dôsledku energie uvoľnenej pri tomto procese sa v cytoplazme tvorí aj ATP. Proces tvorby ATP v cytoplazme sa nazýva anaeróbna alebo substrátová fosforylácia. Tento proces je oveľa menej účinný ako tkanivové dýchanie.

V niektorých prípadoch dochádza pri oxidácii k inkorporácii atómov kyslíka do molekúl oxidovaných látok. K tejto oxidácii dochádza na membránach endoplazmatického retikula a nazýva sa mikrozomálna oxidácia. V dôsledku inklúzie kyslíka oxidovaného substrátu vzniká hydroxylová skupina (-OH). Preto sa tento proces často označuje ako hydroxylácia. Na tomto procese sa aktívne podieľa kyselina askorbová alebo vitamín C.

Biologická úloha tohto procesu nie je spojená so syntézou ATP. Je to nasledovné.

1. Atómy kyslíka sú zahrnuté v syntetizovanej látke.

2. Rôzne toxické látky sa stávajú neškodnými, pretože zahrnutie atómu kyslíka do molekuly jedu znižuje toxicitu tohto jedu, robí ho rozpustným vo vode a uľahčuje jeho vylučovanie obličkami.

V zriedkavých prípadoch sa kyslík vstupujúci do tela zo vzduchu premieňa na aktívne formy (O2, HO2, HO +, H2O2 atď.), ktoré sa nazývajú voľné radikály alebo oxidanty.

Voľné kyslíkové radikály spôsobujú oxidačné reakcie ovplyvňujúce bielkoviny, tuky, nukleové kyseliny. Táto oxidácia sa nazýva oxidácia voľných radikálov.

Tento proces má osobitný vplyv na mastné kyseliny. Lipidová peroxidácia (LPO) pomáha obnovovať lipidovú vrstvu biologických membrán.

Oxidácia voľnými radikálmi môže byť škodlivá, ak je príliš intenzívna. Preto má telo špeciálny antioxidačný systém, ktorého najdôležitejšou súčasťou je vitamín E (tokoferol).

ODDIEL 2. METABOLIZMUS JEDNOTLIVÝCH SKUPÍN LÁTOK

Téma 3. Štruktúra a metabolizmus sacharidov

3. Spôsoby katabolizmu sacharidov. Hexózadifosfátová dráha na rozklad glukózy

1. Všeobecná charakteristika a klasifikácia sacharidov. Funkcie uhľohydrátov v tele

Sacharidy tvoria viac ako 80 % všetkých organických zlúčenín biosféry Zeme.

Glukóza zohráva výnimočnú úlohu v energetickom metabolizme biosféry. Práve tento sacharid vzniká pri fotosyntéze. A práve glukóza spúšťa energetický metabolizmus v našom tele.

Sacharidy sa delia do troch hlavných tried: monosacharidy, oligosacharidy a polysacharidy.

Monosacharidy alebo jednoduché cukry nepodliehajú hydrolýze a nie je možné z nich získať jednoduchšie sacharidy. Monosacharidy zahŕňajú ribózu, deoxyribózu, glukózu, fruktózu, galaktózu a iné.

Oligosacharidy sa skladajú z niekoľkých monosacharidov spojených kovalentnými väzbami. Počas hydrolýzy sa rozkladajú na monosacharidy, ktoré sú ich súčasťou. Príkladom oligosacharidov sú disacharidy, ktoré pozostávajú z dvoch molekúl monosacharidov. Najbežnejšími disacharidmi sú sacharóza (potravinový alebo trstinový cukor), pozostávajúca zo zvyškov glukózy a fruktózy, laktóza (mliečny cukor), pozostávajúca zo zvyškov glukózy a galaktózy.

Polysacharidy sú dlhé, nerozvetvené reťazce. Vrátane stoviek a tisícok monosacharidových zvyškov. Najznámejšie z nich - škrob, celulóza, glykogén - pozostávajú zo zvyškov glukózy.

Funkcie uhľohydrátov v tele sú veľmi rôznorodé.

1. Energia.

2. Štrukturálna funkcia (súčasť bunkových štruktúr).

3. Ochranné (syntéza imunitných telies v reakcii na antigény).

4.Proti zrážanlivosti (heparín).

5. Homeostatika (udržiavanie metabolizmu voda-soľ)

6. Mechanické (zahrnuté v spojivových a podporných tkanivách).

2. Štruktúra a biologická úloha glukózy a glykogénu. Syntéza a rozklad glykogénu

Empirický vzorec glukózy je С6Н12О6. Môže mať rôzne priestorové podoby. V ľudskom tele je glukóza zvyčajne v cyklickej forme:

Voľná ​​glukóza sa v ľudskom tele nachádza najmä v krvi, kde je jej obsah pomerne konštantný a pohybuje sa v rozmedzí od 3,9 do 6,1 mmol/l.

Glukóza je hlavným zdrojom energie v tele.

Ďalším typickým sacharidom pre človeka je glykogén. Glykogén pozostáva z vysoko rozvetvených veľkých molekúl obsahujúcich desiatky tisíc glukózových zvyškov. Empirický vzorec glykogénu: (C6H12O5)n kde n je počet glukózových zvyškov.

Hlavné zásoby glykogénu sú sústredené v pečeni a svaloch.

Glykogén je zásobná forma glukózy.

Bežne sa s jedlom dodáva 400-500 g sacharidov. Ide najmä o škrob, vlákninu, sacharózu, laktózu, glykogén. Trávenie sacharidov sa vyskytuje v rôznych častiach tráviaceho traktu, počnúc ústami. Vykonáva sa pomocou enzýmov amylázy. Jediným sacharidom, ktorý sa v našom tele nerozkladá, je vláknina. Všetky ostatné sa rozkladajú na glukózu, fruktózu, galaktózu atď. a podieľajú sa na katabolických procesoch, významná časť glukózy sa v pečeni premieňa na glykogén. Medzi jedlami sa časť glykogénu v pečeni premieňa na glukózu, ktorá sa uvoľňuje do krvného obehu.

Glukóza používaná na syntézu glykogénu je vopred aktivovaná. Potom, po sérii transformácií, tvorí glykogén. Tento proces zahŕňa UTP nukleotid (uridíntrifosfát), ktorý sa štruktúrou podobá ATP. V priebehu reakcií vzniká medziprodukt - uridíndifosfátglukóza (UDP-glukóza). Práve táto zlúčenina tvorí molekuly glykogénu, ktoré reagujú so semenom tzv. Molekuly glykogénu prítomné v pečeni slúžia ako semeno.

Reakcie tvoriace glykogén dodávajú energiu molekuly ATP. Syntézu glykogénu urýchľuje hormón inzulín.

Rozklad glykogénu v pečeni je obrátený a nakoniec vzniká glukóza a kyselina fosforečná. Tento proces urýchľujú hormóny glukagón a adrenalín. Rozklad glykogénu vo svaloch stimuluje hormón adrenalín, ktorý sa pri svalovej práci uvoľňuje do krvného obehu. Vo svaloch sa zároveň netvorí voľná glukóza a cesta štiepenia glykogénu je trochu odlišná.

3. Katabolizmus sacharidov. Hexózadifosfátová dráha na rozklad glukózy.

Katabolizmus glukózy prebieha dvoma spôsobmi.

· Hlavná časť sacharidov (až 95 %) podlieha rozkladu hexosodinofosfátovou cestou. Práve táto cesta je hlavným zdrojom energie pre telo.

· Zvyšok glukózy sa štiepi hexózo-monofosfátovou cestou.

Dráha HDF môže prebiehať v neprítomnosti kyslíka – anaeróbne a v prítomnosti kyslíka, teda v aeróbnych podmienkach. Ide o veľmi zložitý reťazec sekvenčných reakcií, ktorých konečným výsledkom je tvorba oxidu uhličitého a vody. Tento proces možno rozdeliť do troch etáp, ktoré sú po sebe idúce.

Prvá fáza, nazývaná glykolýza, prebieha v cytoplazme buniek. Konečným produktom tohto kroku je kyselina pyrohroznová.

1. Reakcia spočíva v tom, že glukóza sa premení na glukóza-6fosfát.

Glukóza + ATP> glukóza-6-fosfát + ADP

2. Glukóza-6-fosfát sa premieňa na fruktóza-6-fosfát

3. Fruktóza-6-fosfát sa premieňa na fruktóza-1,6-fosfát

5. Potom sa z fosfoglycerolaldehydu vytvorí 1,3-difosfoglycerát

6.1.3 difosfoglycerát sa premieňa na 3-fosfoglycerát,

7.ktorý prechádza do 2-fosfoglycerátu a potom

8 vo fosfopyruváte a to

9 v pyruváte (kyseline pyrohroznovej).

Všeobecná rovnica pre glykolýzu vyzerá takto:

Glukóza + O2 + 8ADP + 8 H3PO4> 2 pyruvát + 2H2O + 8 ATP

Prvá fáza rozkladu sacharidov je prakticky reverzibilná. Z pyruvátu, ako aj z laktátu (kyseliny mliečnej), vznikajúceho v anaeróbnych podmienkach, možno syntetizovať glukózu a z nej glykogén.

Druhá a tretia fáza dráhy HDP prebieha v mitochondriách. Tieto kroky vyžadujú prítomnosť kyslíka. Počas druhej fázy sa z kyseliny pyrohroznovej odštiepi oxid uhličitý a dva atómy vodíka. Odštiepené atómy vodíka pozdĺž dýchacieho reťazca sa prenášajú na kyslík so súčasnou syntézou ATP. Kyselina octová vzniká z pyruvátu. Viaže sa na špeciálnu látku, koenzým A. Táto látka je nosičom zvyškov kyselín. Výsledkom tohto procesu je vznik látky acetylkoenzým A. Táto látka má vysokú chemickú aktivitu.

Acetylkoenzým A podlieha ďalšej oxidácii v cykle trikarboxylových kyselín. Toto je tretia etapa. Prvou reakciou cyklu je interakcia acetylkoenzýmu A s kyselinou šťaveľovou-octovou za vzniku kyseliny citrónovej. Preto sa tieto reakcie nazývajú cyklus kyseliny citrónovej. Kyselina citrónová, ktorá tvorí sériu intermediárnych trikarboxylových kyselín, sa opäť mení na kyselinu šťaveľovú-octovú a cyklus sa opakuje.Výsledkom týchto reakcií je tvorba odštiepeného vodíka, ktorý pri prechode dýchacím reťazcom (pozri predchádzajúcu prednášku) tvorí vodu s kyslíkom. V dôsledku všetkých týchto reakcií sa vytvorí 36 molekúl ATP. Celkovo dáva HDF dráha 38 molekúl ATP na jednu molekulu glukózy

Glukóza + 6 О2 + 38 ADP + 38 Н3 РО4> 6СО2 + 6 Н2О + 38 ATP

Rozklad glykogénu pridáva do tejto rovnice ďalšiu molekulu ATP,

Pri nedostatku kyslíka je aeróbna dráha prerušená tvorbou pyruvátu, ktorý sa mení na laktát. V dôsledku takýchto premien vznikajú iba dve molekuly ATP.

4. Hexóza-monofosfátová dráha rozkladu sacharidov

Ako už bolo zdôraznené vyššie, GMF cesta rozkladu sacharidov je vedľajšia cesta. Táto dráha sa nachádza v nadobličkách, erytrocytoch, tukovom tkanive, pečeni a prebieha v cytoplazme buniek.

Cesta GMF štiepenia glukózy má anabolický účel a poskytuje rôzne syntézne reakcie s ribózou a vodíkom.

Cesta GMF môže byť rozdelená do dvoch štádií, pričom prvá fáza nevyhnutne prebieha a druhá nie vždy.

Prvá fáza začína prechodom glukózy na aktívnu formu glukóza-6-fosfát, z ktorej sa následne odštiepi molekula oxidu uhličitého a dva páry vodíkových atómov, ktoré sa spojili s koenzýmom NADP (nikotínamid adenín dinukleotid fosfát). Konečným produktom prvého kroku je ribóza-5-fosfát.

NADP.H2, ktorý vznikol ako výsledok prvého stupňa, dodáva atómy vodíka rôznym procesom syntézy, najmä syntéze mastných kyselín a cholesterolu. Ribóza-5-fosfát sa používa na syntézu nukleotidov, z ktorých potom vznikajú nukleové kyseliny a koenzýmy.

Druhá fáza nastáva, keď ribóza-5-fosfát nie je úplne spotrebovaný na syntézu. Nevyužité molekuly tejto látky medzi sebou interagujú, počas ktorých si vymieňajú skupiny atómov a ako medziprodukty vystupujú monosacharidy s rôznym počtom atómov uhlíka, ako sú triózy, pentózy, tetrózy, hexózy. V konečnom dôsledku sa zo šiestich molekúl ribóza-5-fosfátu vytvorí 5 molekúl glukóza-6-fosfátu.

Druhý stupeň teda robí tento spôsob štiepenia glukózy cyklickým, preto sa nazýva pentózový cyklus.

Pentózový cyklus je rezervná dráha energetického metabolizmu, ktorá sa v niektorých prípadoch môže dostať do popredia.

Téma 4. Štruktúra a metabolizmus tukov a lipoidov

3. Katabolizmus tukov

4. Syntéza tukov

1. Chemická štruktúra a biologická úloha tukov a lipoidov

Tuky alebo lipidy sú skupinou štrukturálne odlišných látok s rovnakými fyzikálno-chemickými vlastnosťami: sú nerozpustné vo vode, ale ľahko rozpustné v organických rozpúšťadlách (benzén, toluén, benzín, hexán atď.)

Tuky sa delia do dvoch skupín – vlastne tuky alebo lipidy a tukom podobné látky alebo lipoidy.

Molekula tuku pozostáva z glycerolu a troch zvyškov mastných kyselín spojených esterovou väzbou. Ide o takzvané pravé tuky alebo triglyceridy.

Mastné kyseliny, ktoré tvoria tuky, sa delia na obmedzujúce a nenasýtené. Prvé nemajú dvojité väzby a nazývajú sa aj nasýtené, zatiaľ čo druhé majú dvojité väzby a nazývajú sa nenasýtené. Existujú aj polynenasýtené mastné kyseliny, ktoré majú dve alebo viac dvojitých väzieb. Takéto mastné kyseliny sa v ľudskom tele nesyntetizujú a musia byť nevyhnutne dodávané potravou, pretože slúžia na syntézu niektorých dôležitých lipoidov. Čím viac dvojitých väzieb, tým nižšia je teplota topenia tuku. Nenasýtené mastné kyseliny spôsobujú rednutie tukov. V rastlinnom oleji je ich veľa.

Tuky rôzneho pôvodu sa líšia v súbore mastných kyselín, ktoré tvoria ich zloženie.

Tuky sú nerozpustné vo vode. V prítomnosti špeciálnych látok – emulgátorov – tukov však po zmiešaní s vodou vytvoria stabilnú zmes – emulziu. Príkladom emulzie je mlieko a príkladom emulgátora je mydlo, sodné soli mastných kyselín. V ľudskom tele pôsobia žlčové kyseliny a niektoré bielkoviny ako emulgátory.

V tele zvierat a ľudí možno rozlíšiť tri triedy lipoidov.

1. Fosfolipidy, pozostávajúce z mastných kyselín, alkoholu a nevyhnutne kyseliny fosforečnej.

2. Glykolipidy, pozostávajúce z mastnej kyseliny, alkoholu a niektorých jednoduchých sacharidov, najčastejšie galaktózy.

3. Steroidy obsahujúce komplexný steránový kruh.

Hodnota tukov a steroidov v tele je veľmi vysoká.

· Tuky sú dôležitým zdrojom energie. Z jedného gramu tuku telo vyťaží asi 9 kcal energie, čo je 2x viac ako z 1 g sacharidov.

· Tuky chránia telo pred podchladením a mechanickým namáhaním (napríklad šokom).

· Mastné kyseliny a lipoidy sa nachádzajú v mnohých hormónoch.

· Lipoidy sú základnými zložkami bunkových membrán.

Vitamín D sa tvorí z lipoidu – cholesterolu pod vplyvom UV žiarenia.

2. Trávenie a vstrebávanie tukov

Denná strava zvyčajne obsahuje 80-100 g tuku. Trávenie tuku v ľudskom tele prebieha v tenkom čreve. Tuky sa pomocou žlčových kyselín predbežne premieňajú na emulziu. V procese emulgácie sa veľké kvapky tuku menia na malé, čo výrazne zväčšuje ich celkový povrch. Enzýmy pankreatickej šťavy - lipázy, ako bielkoviny, nemôžu preniknúť do tukových kvapôčok a rozkladajú len molekuly tuku na povrchu. Preto zvýšenie celkového povrchu tukových kvapôčok v dôsledku emulgácie výrazne zvyšuje účinnosť tohto enzýmu. Lipáza rozkladá tuk hydrolýzou na glycerol a mastné kyseliny.

Keďže v potravinách sú prítomné rôzne tuky, v dôsledku ich trávenia vzniká veľké množstvo druhov mastných kyselín.

Produkty rozkladu tukov sú absorbované sliznicou tenkého čreva. Glycerín je rozpustný vo vode, takže jeho vstrebávanie je jednoduché. Mastné kyseliny, nerozpustné vo vode, sa vstrebávajú vo forme komplexov so žlčovými kyselinami (komplexy pozostávajúce z mastných a žlčových kyselín sa nazývajú choleové kyseliny) V bunkách tenkého čreva sa choleové kyseliny rozkladajú na mastné a žlčové kyseliny. Žlčové kyseliny zo steny tenkého čreva vstupujú do pečene a potom sa opäť vylučujú do dutiny tenkého čreva.

Uvoľnené mastné kyseliny v bunkách steny tenkého čreva sa znovu spoja s glycerínom, čím sa opäť vytvorí molekula tuku. Do tohto procesu ale vstupujú len mastné kyseliny, ktoré sú súčasťou ľudského tuku. Tak sa syntetizuje ľudský tuk. Táto premena mastných kyselín z potravy na vlastné tuky sa nazýva resyntéza tukov.

Resyntetizované tuky cez lymfatické cievy, obchádzajúce pečeň, vstupujú do systémového obehu a ukladajú sa do zásob v tukových zásobách. Hlavné tukové zásoby tela sa nachádzajú v podkožnom tukovom tkanive, väčšom a menšom omente, perirenálnej kapsule.

3. Katabolizmus tukov

Využitie tuku ako zdroja energie začína jeho uvoľnením z tukových zásob do krvného obehu. Tento proces sa nazýva mobilizácia tuku. Mobilizáciu tuku urýchľuje sympatický nervový systém a hormón adrenalín.

V pečeni sa tuk hydrolyzuje na glycerol a mastné kyseliny.

Glycerín sa ľahko premieňa na fosfoglycerolaldehyd. Táto látka je tiež medziproduktom sacharidov, preto sa ľahko zapája do metabolizmu sacharidov.

Mastné kyseliny sa spájajú s koenzýmom A za vzniku zlúčeniny acylkoenzýmu A (acyl-CoA). tieto procesy prebiehajú v cytoplazme. Ďalej acyl-CoA prenáša mastnú kyselinu na kornetín. Kornetín prenáša mastnú kyselinu do mitochondrií a opäť ju dáva do koenzýmu A, ale tentoraz do mitochondrií. V mitochondriách prebieha oxidácia mastných kyselín v dvoch fázach.

Prvým stupňom je β-oxidácia. Atóm uhlíka mastnej kyseliny umiestnený v polohe "beta" podlieha oxidácii. Z mastnej kyseliny spojenej s CoA sa dvakrát odštiepia dva atómy vodíka, ktoré sa potom cez dýchací reťazec prenesú na molekulárny kyslík. V dôsledku toho vzniká voda a vzniká päť molekúl ATP. Tento proces sa mnohokrát opakuje, kým sa mastná kyselina úplne nepremení na acetyl-CoA.

Druhým stupňom oxidácie je cyklus trikarboxylových kyselín, v ktorom dochádza k ďalšej oxidácii zvyšku kyseliny octovej, ktorý je súčasťou acetylkoenzýmu A, na oxid uhličitý a vodu. Pri oxidácii jednej molekuly acetylkoenzýmu A sa uvoľní až 12 molekúl ATP. Oxidácia mastných kyselín na oxid uhličitý a vodu teda poskytuje veľké množstvo energie. Napríklad z jednej molekuly kyseliny palmitovej (C15 H31COOH) sa vytvorí 130 molekúl ATP. Vzhľadom na zvláštnosti štruktúry mastných kyselín (príliš veľa atómov uhlíka v porovnaní s kyslíkom) je však ich oxidácia v porovnaní so sacharidmi výrazne ťažšia. Tuk teda dodáva telu energiu pri práci so stredným výkonom, ale dlhodobo. Z toho vyplýva záver, že na spaľovanie tukov musíte vykonávať prácu so stredným výkonom, ale dlhodobo.

Schéma beta oxidácie

Pri dlhšej fyzickej námahe a nadmernej tvorbe acetylkoenzýmu A dochádza ku kondenzačnej reakcii kyseliny octovej s tvorbou ketolátok. Vo svaloch, obličkách a myokarde sa tieto telieska opäť premieňajú na acetylkoenzým A. Ketolátky teda zohrávajú dôležitú úlohu v dlhodobom športovom tréningu. Pri pretrénovaní však môžu v krvi vytvárať acetón, ktorý sa uvoľňuje v pote, moči a vydychovanom vzduchu.

Aktivácia syntézy ketolátok počas hladovania. Bodkované čiary - rýchlosť metabolických ciest je znížená; plné čiary - rýchlosť metabolických dráh je zvýšená. Počas pôstu sa v dôsledku pôsobenia glukagónu aktivuje lipolýza v tukovom tkanive a 3-oxidácia v pečeni. Množstvo oxalacetátu v mitochondriách klesá, pretože po redukcii na malát sa uvoľňuje do cytosólu, kde sa opäť mení na oxalacetát a využíva sa pri glukoneogenéze. V dôsledku toho sa rýchlosť reakcií CTX znižuje, a preto sa oxidácia acetyl-CoA spomaľuje. Zvyšuje sa koncentrácia acetyl-CoA v mitochondriách a aktivuje sa syntéza ketolátok. Syntéza ketolátok je tiež zvýšená pri diabetes mellitus

4. Syntéza tukov

Tuky sa syntetizujú z glycerínu a mastných kyselín

Glycerín v tele vzniká pri rozklade tuku (potravinového aj vlastného), a ľahko sa tvorí aj zo sacharidov.

Mastné kyseliny sú syntetizované z acetylkoenzýmu A. Acetylkoenzým A je univerzálny metabolit. Jeho syntéza vyžaduje energiu vodíka a ATP. Vodík sa získava z NADP.H2. Telo si syntetizuje iba nasýtené a mononenasýtené (s jednou dvojitou väzbou) mastné kyseliny. Mastné kyseliny, ktoré majú v molekule dve alebo viac dvojitých väzieb, nazývané polynenasýtené, sa v tele nesyntetizujú a musia byť dodávané potravou. Na syntézu tuku možno použiť mastné kyseliny - produkty hydrolýzy jedlých a vlastných tukov.

Všetci účastníci syntézy tuku musia byť in aktívna forma: glycerol vo forme glycerofosfátu a mastné kyseliny vo forme acetylkoenzýmu A. Syntéza tukov prebieha v cytoplazme buniek (hlavne tukové tkanivo, pečeň, tenké črevo). Spôsoby syntézy tukov sú znázornené v diagrame.

Treba poznamenať, že glycerol a mastné kyseliny možno získať zo sacharidov. Preto pri ich nadmernej konzumácii na pozadí sedavého životného štýlu vzniká obezita.

Téma 5. Štruktúra a výmena nukleových kyselín

1. Štruktúra mononukleotidov

3. Trávenie nukleových kyselín. Katabolizmus

4. Syntéza nukleotidov

5. Syntéza nukleových kyselín

1. Štruktúra mononukleotidov

Nukleové kyseliny sú svojou štruktúrou polynukleotidy pozostávajúce z mononukleotidov alebo nukleotidov.

Nukleotid je komplexná organická zlúčenina pozostávajúca z troch častí: dusíkatej bázy, sacharidov a zvyškov kyseliny fosforečnej.

Dusíkaté zásady sú heterocyklické organické zlúčeniny patriace do dvoch tried - puríny a pyrimidíny. Z purínov medzi nukleové kyseliny patrí adenín a guanín

A z pyrimidínov cytozín, tymín (DNA) a uracil (RNA).

Sacharid, ktorý je súčasťou nukleotidov, môže byť ribóza (RNA) a deoxyribóza (DNA).

Dusíkatá báza spojená so sacharidom sa nazýva nukleozid.

Kyselina fosforečná je pripojená esterovou väzbou k piatemu atómu uhlíka ribózy alebo deoxyribózy. Nukleotidy, ktoré tvoria nukleové kyseliny, majú jeden zvyšok kyseliny fosforečnej a nazývajú sa mononukleotidy. V bunke sa však nachádzajú di- a trinukleotidy.

Napríklad nukleotid pozostávajúci z adenínu, ribózy a jedného zvyšku kyseliny fosforečnej sa nazýva adenozínmonofosfát alebo AMP a z cytozínu a jedného zvyšku kyseliny fosforečnej cytozínmonofosfát alebo CMP.

2. Štruktúra nukleových kyselín

Z hľadiska chémie sú nukleové kyseliny nepravidelné polyméry pozostávajúce z pomerne zložitých monomérov nazývaných nukleotidy.

V bunkách sú dve triedy nukleových kyselín – DNA a RNA. DNA je kyselina deoxyribonukleová a RNA je kyselina ribonukleová.

Štruktúra DNA je veľmi zložitá a jedinečná. Každý nukleotid, ktorý tvorí DNA, pozostáva z deoxyribózových cukrových zvyškov, zvyšku kyseliny fosforečnej a dusíkatej bázy. Existujú štyri druhy dusíkatých zásad: adenín, guanín, cytozín a tymín. Nukleotidy sú spojené do dlhých reťazcov pomocou väzieb fosfor-diester.

V roku 1953 výskumníci James Watson a Francis Crick navrhli model, ktorý vysvetlil štruktúru molekuly DNA. Podľa ich teórie pozostáva DNA z dvoch špirálových reťazcov spojených vodíkovými väzbami. Dusíkaté bázy oboch reťazcov sú vo vnútri špirály a tvoria vodíkové väzby. Tieto väzby spájajú reťazce DNA nie náhodne, ale podľa princípu komplementarity alebo korešpondencie. Podstata tohto princípu je nasledovná, ak je tymín v jednom reťazci, tak v opačnom reťazci tomu zodpovedá adenín a cytozín je vždy proti guanínu. To znamená, že keď je DNA zdvojená na každom z jej reťazcov, môže byť dokončená ďalšia a namiesto jednej molekuly sa objavia dve naraz.

Princíp komplementarity je základom všetkých procesov spojených s implementáciou genetickej informácie: replikácia DNA (duplikácia DNA), transkripcia (syntéza RNA na templátoch DNA) a translácia (biosyntéza bielkovín založená na templátoch RNA).

Nižšie uvedené diagramy demonštrujú štruktúru DNA a princíp komplementarity.

štruktúra DNA

Princíp komplementarity

Okrem DNA existujú v bunkách tri typy RNA: informačná (i-RNA), transportná (t-RNA) a ribozomálna (r-RNA). Všetky sa líšia od DNA mnohými spôsobmi. Po prvé, namiesto dusíkatého základu tymínu obsahujú uracil. Po druhé, namiesto cukru deoxyribózy obsahujú ribózu. Po tretie, zvyčajne sú jednozávitnicové.

3. Trávenie a vstrebávanie nukleových kyselín. Katabolizmus

S jedlom sa do tela dostane asi 1 g nukleových kyselín denne.

Trávenie nukleových kyselín prebieha v tenkom čreve. Najprv sa nukleové kyseliny prijaté s jedlom premenia na mononukleotidy pôsobením enzýmov pankreatickej šťavy - nukleáz. Potom sa pod vplyvom enzýmov tenkého čreva z mononukleotidov odštiepi kyselina fosforečná a vytvoria sa nukleozidy. Niektoré z nukleozidov sa potom štiepia na dusíkatú bázu a sacharid.

Produkty trávenia nukleových kyselín vstupujú do krvného obehu a potom do pečene a ďalších orgánov.

Podobné dokumenty

Výsledok rozkladu a funkcie bielkovín, tukov a sacharidov. Zloženie bielkovín a ich obsah v potravinách. Mechanizmy regulácie metabolizmu bielkovín a tukov. Úloha uhľohydrátov v tele. Pomer bielkovín, tukov a sacharidov v plnohodnotnej strave.

prezentácia pridaná dňa 28.11.2013


Špecifické vlastnosti, štruktúra a hlavné funkcie, produkty rozkladu tukov, bielkovín a sacharidov. Trávenie a vstrebávanie tukov v tele. Rozklad komplexných potravinových sacharidov. Parametre na reguláciu metabolizmu uhľohydrátov. Úloha pečene v metabolizme.

ročníková práca, pridaná 12.11.2014


Metabolické funkcie v tele: zásobovanie orgánov a systémov energiou generovanou počas rozkladu živín; premena molekúl potravy na stavebné prvky; tvorba nukleových kyselín, lipidov, sacharidov a iných zložiek.

abstrakt, pridaný 20.01.2009


Metabolizmus bielkovín, lipidov a sacharidov. Druhy výživy človeka: všežravá, oddelená a nízkosacharidová strava, vegetariánstvo, surová strava. Úloha bielkovín v metabolizme. Nedostatok tuku v tele. Zmeny v tele v dôsledku zmeny typu stravy.

semestrálna práca pridaná 02.02.2014


Bunka ako základná jednotka štruktúry a životnej činnosti organizmov. Molekulová hmotnosť bielkovín, metódy jej stanovenia. Klasifikácia proteínov podľa stupňa zložitosti. Typy nukleových kyselín, ich biologická úloha. Vitamíny vo výžive ľudí a zvierat.

test, pridaný 17.10.2015


Hodnota pre telo bielkovín, tukov a sacharidov, vody a minerálnych solí. Metabolizmus bielkovín, sacharidov, tukov ľudského tela. Nutričné ​​normy. Vitamíny, ich úloha v metabolizme. Základný nedostatok vitamínov. Úloha minerálov vo výžive človeka.

test, pridané 24.01.2009


Úloha a význam bielkovín, tukov a sacharidov pre normálny priebeh všetkých životne dôležitých procesov. Zloženie, štruktúra a kľúčové vlastnosti bielkovín, tukov a sacharidov, ich najdôležitejšie úlohy a funkcie v organizme. Hlavným zdrojom týchto živín.

prezentácia pridaná dňa 04.11.2013


Metabolizmus a energia ako hlavná funkcia organizmu, jeho hlavné fázy a prebiehajúce procesy – asimilácia a disimilácia. Úloha bielkovín v tele, mechanizmus ich výmeny. Výmena vody, vitamínov, tukov, sacharidov. Regulácia tvorby tepla a prenosu tepla.

abstrakt, pridaný 08.08.2009


Inzulín a glukagón ako regulátory ukladania a mobilizácie sacharidov a tukov. Syntéza a sekrécia inzulínu. Poruchy metabolizmu sacharidov a lipidov pri diabetes mellitus. Komatózne stavy v dôsledku poruchy metabolizmu tukov pri diabetes mellitus.

ročníková práca, pridaná 25.05.2009


Premena chemickej energie na mechanickú prácu alebo silu ako hlavná funkcia svalov, ich mechanické vlastnosti. Aplikácia Hookovho zákona na nízke napätia a deformácie. Mechanizmus svalovej kontrakcie. Enzymatické vlastnosti aktomyozínu.

Biochemické štúdie v športovej praxi sa vykonávajú buď samostatne, alebo sú súčasťou komplexnej lekárskej a biologickej kontroly prípravy vysokokvalifikovaných športovcov.

HLAVNÉ ÚLOHY BIOCHEMICKEJ KONTROLY:

Hodnotenie úrovne všeobecnej a špeciálnej zdatnosti športovca (treba poznamenať, že biochemické štúdie sú efektívnejšie na charakterizáciu všeobecnej zdatnosti, t.j. fyzická zdatnosťšportovec. Špeciálna príprava do značnej miery závisí od technickej, taktickej a psychologickej prípravy športovca).

Hodnotenie súladu aplikovaných tréningových zaťažení s funkčným stavom športovca, identifikácia pretrénovania.

Monitorovanie regenerácie po tréningu.

Hodnotenie účinnosti nových metód a prostriedkov rozvoja rýchlostno-silových kvalít, zvyšovania vytrvalosti, urýchľovania regenerácie a pod.

Posúdenie zdravotného stavu športovca, zistenie prvotných príznakov chorôb.

METÓDY BIOCHEMICKEJ KONTROLY

Charakteristickým znakom biochemického výskumu v športe je ich kombinácia s fyzickou aktivitou. Je to spôsobené tým, že v pokoji sú biochemické parametre trénovaného športovca v normálnom rozmedzí a nelíšia sa od zdravého človeka.

Charakter a závažnosť biochemických posunov vznikajúcich pod vplyvom pohybovej aktivity však výrazne závisí od úrovne kondície a funkčného stavu športovca. Preto sa pri vykonávaní biochemických štúdií v športe odoberajú vzorky na analýzu (napríklad krv alebo moč) pred testovaním fyzickej aktivity, počas jej vykonávania, po jej ukončení a v rôznych obdobiach zotavenia.

Fyzickú aktivitu používanú na testovanie možno rozdeliť na dva typy.: štandardné a maximálne.

Štandardná fyzická aktivita je prísne meraná. Ich parametre sú preddefinované. Pri vykonávaní biochemickej kontroly v skupine športovcov (napríklad hráči rovnakého tímu, členovia rovnakej športovej sekcie atď.) by tieto záťaže mali byť prístupné všetkým subjektom a dobre reprodukovateľné.

Ako záťaž možno použiť Harvardský krokový test, prácu na bicyklovom ergometri a iných simulátoroch a beh na bežeckom páse. Pri použití Harvardského krokového testu (výstup na lavicu 50 cm pre mužov a 40 cm pre ženy) výška lavice, frekvencia stúpania (výška lavice a tempo záťaže určujú silu vykonaná práca) a čas vykonania sú vopred stanovené.tento test.

Pri vykonávaní štandardnej práce na bicyklovom ergometri a iných trenažéroch sa námaha, s akou sa pedály otáčajú, prípadne hmotnosť závaží, miera plnenia záťaže (v prípade cyklistického trenažéra rýchlosť šliapania) a dĺžka trvania záťaž je nastavená.

Pri práci na bežiacom páse ("bežeckom páse") sa reguluje uhol sklonu dráhy, rýchlosť pásu a čas vyhradený na vykonanie záťaže.

Cyklické cvičenia ako beh, chôdza, veslovanie, plávanie, lyžovanie, bicyklovanie, korčuľovanie atď., vykonávané všetkými subjektmi rovnakou rýchlosťou, môžu byť tiež použité ako štandardná práca vo vopred stanovenom čase alebo na rovnakú vzdialenosť.

Zo všetkých popísaných štandardných záťaží je stále výhodnejšia práca na stacionárnom bicykli, pretože v tomto prípade je možné objem vykonanej práce určiť s veľkou presnosťou a veľmi nezávisí od telesnej hmotnosti subjektov.

Pri hodnotení úrovne zdatnosti pomocou štandardných záťaží je žiaduce vybrať skupiny športovcov približne rovnakej kvalifikácie.

Štandardné zaťaženie možno použiť aj na posúdenie efektívnosti tréningu jedného športovca. Na tento účel sa vykonávajú biochemické štúdie tohto športovca v rôznych fázach tréningového procesu s použitím rovnakých štandardných záťaží.

Maximálna, či extrémna fyzická aktivita (práca „do zlyhania“) nemá vopred daný objem. Môžu byť vykonávané v danej intenzite počas maximálnej možnej doby pre každý subjekt, alebo počas stanoveného času, alebo v určitej vzdialenosti s maximálnym možným výkonom. V týchto prípadoch je objem záťaže určený tréningovou úrovňou športovca.

Ako maximálne zaťaženie môžete použiť vyššie popísaný Harvardský krokový test, bicyklový ergometrický test, beh na tradovom kúpeli, vykonaný „do zlyhania“. Za „odmietnutie“ treba považovať zníženie daného tempa (frekvencia stúpania na lavičke alebo pedálovania, rýchlosť behu na bežiacom páse).

Súťažné záťaže v mnohých športoch sú tiež prácou „do neúspechu“ (napríklad gymnastické a atletické cvičenia, závodná chôdza, veslovanie, plávanie, cyklistika, lyžovanie a korčuľovanie).

Štandardné a maximálne zaťaženie môže byť nepretržité, krokové a intervalové.

Na posúdenie všeobecnej zdatnosti (všeobecná fyzická zdatnosť - GPP) sa zvyčajne používajú štandardné záťaže, ktoré nie sú špecifické pre daný šport (aby sa vylúčil vplyv technicko-taktickej prípravy skúmaných športovcov). Príkladom takéhoto nešpecifického cvičenia môže byť bicyklový ergometrický test.

Hodnotenie špeciálneho tréningu sa vykonáva najčastejšie s využitím cvičení, ktoré sú vlastné príslušnej športovej špecializácii.

Sila testovacej záťaže (štandardná a maximálna) je určená úlohami biochemickej kontroly.

Na posúdenie anaeróbneho výkonu sa používajú záťaže v zóne maximálneho a submaximálneho výkonu. Aeróbne schopnosti športovca sa určujú pomocou záťaže v zóne vysokého a stredného výkonu.

VŠEOBECNÉ SMEROVANIE BIOCHEMICKÝCH POSUNUTÍ V TELESE PO VYKONANÍ ŠTANDARDNÉHO A MAXIMÁLNEHO ZÁŤAŽE V ZÁVISLOSTI OD STUPŇA TRÉNINGU

Biochemické zmeny, ktoré nastanú po vykonaní štandardnej záťaže, sú väčšinou tým väčšie, čím je úroveň trénovanosti športovca nižšia. Preto štandardná práca rovnakého objemu spôsobuje výrazné biochemické zmeny u slabo trénovaných subjektov a má malý vplyv na biochemické parametre dobre trénovaných športovcov.

Napríklad výrazné zvýšenie obsahu laktátu v krvi po štandardnej záťaži naznačuje nízky potenciál tvorby aeróbnej energie, v dôsledku čoho svaly museli vo veľkej miere využívať glykolytickú resyntézu ATP na dodávanie energie vykonávanej práci. Športovci s vysokou úrovňou kondície majú dobre vyvinutý aeróbny prísun energie (tkanivové dýchanie) a pri štandardnej záťaži je hlavným zdrojom energie, a preto je potreba glykolytického spôsobu výroby ATP nízka, čo v konečnom dôsledku sa prejavuje len miernym zvýšením koncentrácie laktátu v krvi.

Vodíkový exponent (pH);

Alkalická krvná rezerva;

Koncentrácia plazmatického proteínu;

Koncentrácia glukózy;

koncentrácia laktátu;

Koncentrácia tukov a mastných kyselín;

Koncentrácia močoviny.

Biologický význam uvedených biochemických ukazovateľov, ich hodnoty v pokoji, ako aj ich zmeny pod vplyvom fyzickej námahy sú popísané vyššie v kapitolách 12 „Biochémia krvi“ a 16 „Biochemické zmeny v organizme pri svalovej práci“.

Je potrebné ešte raz zdôrazniť, že pri interpretácii výsledkov biochemických štúdií je nevyhnutné brať do úvahy charakter vykonávanej fyzickej práce.

Moč

Kvôli možnosti infekcie pri odbere krvi (napríklad infekcia hepatitídou alebo AIDS) sa moč v poslednom čase stáva predmetom biochemickej kontroly v športe.

Na biochemické štúdie sa môže použiť denný moč (to znamená moč zozbieraný počas dňa), ako aj časti moču získané pred a po fyzickej námahe.

V dennom moči sa zvyčajne stanovuje kreatinínový koeficient – ​​vylučovanie kreatinínu močom za deň na 1 kg telesnej hmotnosti. U mužov sa uvoľňovanie kreatinínu pohybuje od 18-32 mg / deň-kg, u žien - 10-25 mg / deň-kg. Pomer kreatinínu charakterizuje zásoby kreatínfosfátu vo svaloch a koreluje so svalovou hmotou. Preto hodnota kreatinínového koeficientu umožňuje posúdiť možnosti kreatínfosfátovej resyntézy ATP a stupeň svalového rozvoja. Pomocou tohto ukazovateľa je možné posúdiť aj dynamiku nárastu zásob kreatínfosfátu a nárastu svalovej hmoty u jednotlivých športovcov počas tréningového procesu.

Na biochemický rozbor sa používajú aj časti moču odobraté pred a po cvičení. V tomto prípade, bezprostredne pred vykonaním testovacej záťaže, musia subjekty úplne vyprázdniť močový mechúr a zber moču po záťaži sa uskutoční 15-30 minút po jej vykonaní. Na posúdenie priebehu regeneračných procesov je možné vyšetriť časti moču získané nasledujúce ráno po vykonaní testovacej záťaže.

Výskum realizovaný na Katedre biochémie sv. P.F. Lesgaft, odhalil jasnú koreláciu medzi zmenami v biochemických parametroch krvi a moču spôsobených fyzickou prácou a vyšší nárast týchto parametrov bol pozorovaný v moči. Ako príklad možno uviesť Obr. 22 ukazuje údaje o vplyve veloergometrickej záťaže vo vysokovýkonovej zóne na indexy oxidácie voľných radikálov - diénové konjugáty, produkty závislé od TBA, Schiffove zásady (pozri kapitolu 17 „Molekulárne mechanizmy únavy) a hladinu krvi a moču. laktát.

Pred načítaním

Po načítaní

Mochadienové TBA-dependentné Schiffove bázy laktátové konjugáty produkty (arb.jednotky / l) (μmol / l) (arb.jednotky / ml) (mmol / l) Obr. 22. Zmeny biochemických parametrov krvi a moču pod vplyvom cyklistickej ergometrickej záťaže Ako je zrejmé z obrázku, pre všetky skúmané parametre, okrem Schiffových báz, sa výrazne väčšie posuny pod vplyvom fyzickej aktivity nachádzajú v moči. . Napríklad hladina laktátu v krvi sa zvýšila o niečo viac ako 2-krát, zatiaľ čo v moči sa hladina laktátu zvýšila 11-krát.

Tento rozdiel môže byť spôsobený tým, že v moči pri fyzickej aktivite dochádza k postupnému hromadeniu (kumulácii) chemických zlúčenín pochádzajúcich z krvi, čo vedie po ukončení práce k výraznému zvýšeniu ich obsahu v moči. Fyzická aktivita navyše spôsobuje nielen zmenu obsahu jeho zložiek v moči, ale vedie aj k tomu, že sa v ňom objavujú látky, ktoré v pokoji chýbajú, takzvané patologické zložky (pozri kapitolu 16 „Biochemické zmeny v telo so svalovou prácou“).

V športovej praxi sa pri analýze moču získaného pred a po vykonaní testovacích záťaží zvyčajne určujú tieto fyzikálno-chemické a chemické ukazovatele:

Objem (výdaj moču);

Hustota (špecifická hmotnosť);

Kyslosť (pH);

Suchý zvyšok;

močovina;

Indikátory oxidácie voľných radikálov (diénové konjugáty, produkty závislé od TBA, Schiffove zásady);

Patologické zložky (bielkoviny, glukóza, ketolátky).

Uvedené biochemické parametre moču boli podrobne rozobraté v kapitolách 13 „Biochémia obličiek a moču“ a 16 „Biochemické zmeny v organizme pri svalovej práci“. Pri hodnotení zistených zmien v častiach moču po vykonaní testovacích záťaží je potrebné vychádzať z ich charakteru. U dobre trénovaných športovcov vedú štandardné záťaže k nevýznamným zmenám vo fyzikálno-chemických vlastnostiach a chemickom zložení moču. U menej trénovaných sú naopak tieto posuny veľmi výrazné. Po splnení maximálnych záťaží sa u vysokokvalifikovaných športovcov zisťujú výraznejšie zmeny ukazovateľov moču.

Samostatne by sme sa mali zaoberať vlastnosťami vylučovania močoviny močom po dokončení svalovej práce. Literatúra poskytuje údaje o zvýšení aj znížení exkrécie močoviny po cvičení. Táto nejednotnosť je spôsobená rôznymi časmi odberu vzoriek moču. Na Katedre biochémie sv. P.F. Lesgaft podrobne študoval dynamiku vylučovania močoviny po vykonaní štandardných vysokovýkonných záťaží. Ukázalo sa, že v porciách moču odobratých na rozbor 15-30 minút po cvičení je obsah močoviny zvyčajne znížený v porovnaní s jej vylučovaním pred nástupom do práce, a to je výraznejšie u slabo trénovaných jedincov.

Objavený jav možno vysvetliť tak, že pri výkone práce sa zhoršuje vylučovacia funkcia obličiek (v kapitole 16 „Biochemické zmeny v organizme pri svalovej práci“ bolo zaznamenané, že pri vykonávaní dlhodobejšej fyzickej práce sa hladina močoviny v r. krv sa môže niekoľkonásobne zvýšiť, čo svedčí o znížení vylučovania obličkami). V dávkach moču odobratých ráno na druhý deň po cvičení je zistený zvýšený obsah močoviny v porovnaní s pokojovou hladinou.

Tu možno vysledovať aj závislosť vylučovania močoviny od úrovne kondície: u menej trénovaných sa vylučuje veľké množstvo močoviny a u vysokokvalifikovaných športovcov jej obsah len mierne presahuje predpracovnú úroveň. V poslednej dobe sa pri analýze moču čoraz viac používajú metódy expresnej diagnostiky. Tieto veľmi jednoduché metódy (hlavne pomocou indikátorového papierika) umožňujú za akýchkoľvek podmienok rýchlo vykonať test moču, a to nielen biochemikom, ale aj samotným trénerom a športovcom.

Pomocou expresných metód môžete rýchlo určiť koncentráciu močoviny v častiach moču, prítomnosť bielkovín, glukózy, ketolátok a zmerať hodnotu pH. Nevýhodou expresného riadenia je nízka citlivosť použitých metód. Spôsoby expresnej kontroly môžu tiež zahŕňať reakciu zrážania farby podľa Ya.A. Kimbarovský (TsORK). Táto reakcia sa uskutočňuje nasledovne: do časti vyšetrovaného moču sa pridá roztok dusičnanu strieborného. Pri nasledujúcom zahrievaní sa vytvorí farebná zrazenina.

Intenzita Kimbarovského reakcie sa vyjadruje v ľubovoľných jednotkách na základe farby a sýtosti farby výslednej zrazeniny pomocou špeciálnej farebnej škály. Hodnoty COBK korelujú s hĺbkou biochemických a fyziologických zmien, ku ktorým dochádza pod vplyvom fyzickej aktivity, vrátane zmeny obsahu močoviny v krvi. Preto pomocou TsORK možno nepriamo posúdiť koncentráciu močoviny v krvi.

Pri štúdiu témy „Biochémia výživy športovca“ musí študent vedieť :

1. Základné princípy výživy športovcov;
2. Faktory, ktoré určujú hodnotu potravín.

Byť schopný:

1. Zostavte stravu v súlade s fázou tréningového procesu;
2. Kompetentne aplikujte biologicky aktívne potravinové prísady na zlepšenie športového výkonu.

vlastné:

Základné pojmy z témy (výživa, strava, obsah kalórií, vitamíny, bazálny metabolizmus, denná spotreba energie).

Výživa - Ide o vstup potravy do tela, jej premenu v tráviacom systéme, vstrebávanie hlavných zložiek potravy do krvi a ich asimiláciu tkanivami tela. Na dosiahnutie vysokých športových výsledkov je to nevyhnutné správny program výživy, ktorá by mala zohľadňovať špecifiká daného športu, pohlavie, vek športovca, ako aj tréningové podmienky a harmonogram tréningového procesu.

Správna výživa športovca pomáha zvyšovať fyzickú výkonnosť, urýchľovať regeneráciu, adaptovať sa na stres, odbúravať stres atď. Racionálna výživa zabezpečuje dodržiavanie zásady: množstvo prijatej energie musí zodpovedať množstvu spotrebovanej energie.

Ľudská strava obsahuje veľa chemických zlúčenín, organických aj minerálnych. Okrem užitočných potravín môže jedlo obsahovať látky, ktoré sú pre telo zbytočné, ako aj škodlivé. Hlavný podiel organickej hmoty tvoria bielkoviny, tuky, sacharidy. Niektoré z organických látok sú vitamíny, ktoré telo potrebuje v malých koncentráciách.

Živiny môžu byť nahraditeľné a nenahraditeľné. Nahraditeľné – tie, ktoré sa v tele môžu vytvárať z iných látok. Napríklad tuky môžu byť vytvorené zo sacharidov, sacharidy z aminokyselín a niektoré aminokyseliny z iných aminokyselín a sacharidov. Základné živiny v tele nie sú syntetizované, a preto musia byť dodávané s jedlom.

Medzi esenciálne aminokyseliny patria: valín, leucín, izoleucín, treonín, metionín, fenylalanín, tryptofán, lyzín. Ak aspoň jedna esenciálna aminokyselina nevstúpi do tela, procesy biosyntézy bielkovín sa zastavia. Obsah týchto aminokyselín určuje nutričnú hodnotu akéhokoľvek proteínu. Nutričná hodnota je vysoká, ak proteín obsahuje všetky esenciálne aminokyseliny v pomeroch, ktoré človek potrebuje. Túto požiadavku spĺňajú mnohé živočíšne bielkoviny. V rastlinných bielkovinách je často nedostatok metionínu, tryptofánu, lyzínu.

Najdôležitejším výživovým problémom je uspokojovanie potrieb ľudských bielkovín, ktoré pozostávajú z potreby celkového dusíka a esenciálnych aminokyselín. Úspešná kombinácia produktov rastlinného a živočíšneho pôvodu vám umožňuje plne uspokojiť potrebu bielkovín v tele.

Podvýživa bielkovín vedie k vážnemu narušeniu tela. Procesy obnovy tkanív, syntéza enzýmov a hormónov proteín-peptidovej povahy sa znižujú, imunita klesá. Deti môžu mať poruchy fyzického a duševného vývoja.

Esenciálne mastné kyseliny. Väčšina mastných kyselín potrebných pre ľudí môže byť syntetizovaná v tele zo sacharidov. Kyselina linolová a linolénová sú nepostrádateľné. Kyselina linolová je prekurzorom kyseliny arachidónovej, z ktorej sa syntetizujú tkanivové hormóny – prostaglandíny. Kombinácia vyššie uvedených kyselín sa nazýva vitamín F. Hlavným potravinovým zdrojom polynenasýtených mastných kyselín sú rastlinné oleje. Osobitnú pozornosť si zaslúžia fosfolipidy, ktoré sa podieľajú na stavbe bunkových membrán. Fosfolipidy sa nachádzajú v nerafinovaných rastlinných olejoch, vaječnom žĺtku. Potraviny rastlinného a živočíšneho pôvodu obsahujú steroly, z ktorých najdôležitejší je cholesterol. Z cholesterolu sa v tele syntetizujú žlčové kyseliny, pohlavné hormóny, okrem toho je prekurzorom vitamínu D. Asi 20 – 30 % cholesterolu pochádza z potravy a väčšina sa syntetizuje v ľudskom tele. Najbohatšie na cholesterol sú vajcia, syry, maslo, vnútornosti.

Prudký pokles príjmu tukov z potravy môže viesť k nepriaznivým javom: dystrofii, oslabeniu imunitného systému, zníženiu vitamínov rozpustných v tukoch, zhoršeniu stavu a funkcií bunkových membrán.

Vitamíny sú najdôležitejšou skupinou základných živín. Známe sú asi dve desiatky vitamínov. Podľa rozpustnosti sa delia na rozpustné vo vode a rozpustné v tukoch. Rozpustné v tukoch zahŕňajú A, D, E, K; všetky ostatné sú rozpustné vo vode. Okrem vitamínov existuje skupina látok, ktoré podľa mechanizmu účasti na metabolizme nie sú zaradené medzi vitamíny. Ide o takzvané látky podobné vitamínom. Stav, kedy je hladina vitamínov v tele nízka, sa nazýva hypovitaminóza, nadmerný príjem vitamínov sa nazýva hypervitaminóza.

Mnoho športovcov používa nielen prírodné potravinové produkty, ale aj špeciálne – tzv ergogénne látky zvyšujúce úroveň fyzickej výkonnosti, ergogénne látky sú spravidla biologicky aktívne látky, ktoré ovplyvňujú procesy výroby energie alebo mechanizmy ich regulácie. Najčastejšie používané sú: karnitín, kreatín, kreatínfosfát a fosfáty ako aj niektoré organické kyseliny.

Výživa pomáha zvyšovať fyzickú výkonnosť, urýchľovať regeneračné procesy, zlepšovať adaptačné mechanizmy na systematickú fyzickú aktivitu, odbúravať stres a pod. Preto je dôležité brať do úvahy druh športu, ako aj fázy prípravy či súťaže, podmienky ich držania. Pri zostavovaní stravy športovca je teda potrebné vziať do úvahy:

· Spotreba energie športovcov;

· Komponentné zloženie stravy;

· Výber produktov so zvýšenou biologickou hodnotou;

· Užívanie vitamínov športovcami;

Zhoršenie tráviaceho systému pri cvičení atď.

Obsah kalórií denná strava človeka sa mení v závislosti od množstva spotrebovanej energie. Telo pri nedostatočnom príjme energie z potravy spotrebováva rezervné látky, najmä tuky a komplexné sacharidy, a pri dlhšom čase začína odbúravať aj bielkoviny, čo vedie k zníženiu telesnej hmotnosti, svalovej atrofii, anémii, spomaleniu rastu a zníženie fyzickej výkonnosti.

Pri nadmernom príjme energie jej spotreba klesá, preto sa časť sacharidov a tukov ukladá v tkanivách vo forme tuku, čo môže viesť k obezite.

Denný energetický výdaj ľudského tela zahŕňa:

· BX (minimálne množstvo energie potrebné na udržanie základných funkcií tela a procesov biosyntézy v stave relatívneho pokoja),

· špecifické - dynamický efekt potravy, resp. spotreba energie na trávenie a vstrebávanie potravy (pri zmiešanej strave - v priemere 10-15% dennej spotreby energie),

· spotreba energie na rôzne aktivity.

Hlavná výmena závisí od:

· Vek;

· Telesná hmotnosť;

· Vonkajšie podmienky;

· Individuálne vlastnosti človeka.

V priemere u dospelého muža s hmotnosťou 65 kg je to 1600-1800 kcal a u žien s telesnou hmotnosťou 55 kg - 1300-1400 kcal. U detí na jednotku telesnej hmotnosti je bazálny metabolizmus 1,5-krát vyšší ako u dospelých a u starších ľudí je teda nižší.

Priemerné hodnoty spotreby energie športovcov sú uvedené v tabuľke 1.

Stôl 1.

Denná energetická potreba športovca (kcal)

Jedlá počas súťaží a na diaľku majú množstvo funkcií. Pred začatím je veľmi dôležité zvýšiť hladinu sacharidov a vitamínov v tele. Tento problém je možné vyriešiť použitím malého množstva nápojov obsahujúcich glukózu, sacharózu a iné látky.

Ak má športovec veľmi dlhú záťaž, potom je výživa športovca poskytovaná na diaľku. Napájací zdroj musí spĺňať nasledujúce požiadavky:

• rýchlo doplniť zásoby energie;
• odstrániť pocit smädu a sucha v ústach;
• nezvyšujte produkciu moču;
• mala by chutiť povedome;
• by nemal zaťažovať tráviaci trakt.

Samotestovacie otázky

1. Uveďte pojem „Výživa športovca“.
2. Čo určuje hodnotu jedla?
3. Aké zložky určujú dennú spotrebu energie človeka?
4. Od čoho závisí bazálny metabolizmus?
5. Zdôvodnite rozdielny príjem kalórií v rôznych športoch.
6. Aké sú vlastnosti výživy na diaľku a pred začiatkom?

Záver

Štúdium biochémie svalovej aktivity umožňuje trénerovi a športovcovi vybudovať športový tréning na vysokej vedeckej a metodologickej úrovni, berúc do úvahy biochemické vzorce rozvoja adaptácie na fyzickú aktivitu.

Rozvoj športových kvalít predpokladá poznanie mechanizmov tvorby energie a energetického zásobovania svalovej činnosti. Neustále narastajúci stresový dopad vo vrcholovom športe je potrebné určitým spôsobom korigovať, aby sa zabránilo rozvoju pretrénovania.

Každý športovec, ktorý má potrebné znalosti z anatómie, fyziológie a biochémie športu, je schopný kompetentne organizovať svoje aktivity, urýchliť regeneračné procesy a zvýšiť úroveň výkonu.

Možnosti testov pre korešpondenčných študentov

Možnosť 1.

1. Biochemické zloženie živých organizmov. Pojem makro-, mikro-, ultramikroprvkov.
2. Steroidné hormóny. Mechanizmus akcie. Vlastnosti použitia steroidov v športovej praxi.
3. Glykolýza a jej regulácia pri svalovej činnosti.

Možnosť 2.

1. Všeobecná charakteristika aminokyselín. Vlastnosti, klasifikácia, biologický význam.
2. Bioenergetika svalovej činnosti. Aeróbne a anaeróbne mechanizmy resyntézy ATP.
3. Dynamika biochemických procesov v období odpočinku po svalovej práci.

Možnosť 3.

1. Proteíny. Klasifikácia. Vlastnosti, štruktúra, elementárne zloženie, biologická úloha.
2. Energia v bunke. Biologická úloha vysokoenergetických zlúčenín.
3. Biochemické charakteristiky únavy. Vlastnosti rozvoja únavy pri vykonávaní cvičení rôznej sily a trvania.

Možnosť 4.

1. Enzýmy. Klasifikácia enzýmov. Mechanizmus účinku enzýmov v tele.
2. Metabolizmus v tele. Druhy, štádiá a regulácia metabolizmu.
3. Transport a spotreba kyslíka pri svalovej činnosti. Koncept kyslíkového dlhu a nedostatku kyslíka.

Možnosť 5.

1. Biosyntéza bielkovín a faktory ovplyvňujúce rýchlosť tohto procesu
2. Výmena vody a minerálov pri svalovej činnosti
3. Základné princípy výživy športovcov. Úloha a pomer bielkovín, tukov, sacharidov v strave športovca.

Možnosť 6.

1. Všeobecná charakteristika sacharidov a ich klasifikácia. Biologická úloha uhľohydrátov.
2. Resyntéza ATP a jej vlastnosti pri vykonávaní cvičení rôzneho výkonu a trvania.
3. Štruktúra a funkcia svalových vlákien. Chemické zloženie svalového tkaniva

Možnosť 7.

1. Všeobecná charakteristika lipidov. Klasifikácia lipidov. Biologická úloha lipidov.
2. Premena energie v živých organizmoch. Biologická oxidácia ako hlavný mechanizmus uvoľňovania energie v živých organizmoch.
3. Posilovať. Zákonitosti biochemickej reštrukturalizácie svalov pod vplyvom tréningu.

Možnosť 8.

1. Peptidové hormóny. Štruktúra, mechanizmus účinku.
2. Metabolizmus lipidov. Poruchy metabolizmu lipidov. Vplyv svalovej aktivity na metabolizmus lipidov.
3. Dopingová kontrola a vplyv dopingu na ľudský organizmus.

Možnosť 9.

1. Všeobecná charakteristika vitamínov. Úloha vitamínov vo výžive človeka. Látky podobné vitamínom. Antivitamíny.
2. Voľná ​​oxidácia. Oxidácia konjugátu. Oxidačná fosforylácia.
3. Vzorce rozvoja adaptácie počas fyzickej námahy. Zásady školenia.

Možnosť 10.

1. Charakteristika vitamínov rozpustných v tukoch.
2. Biologická oxidácia. Typy oxidačných reakcií (priama adícia kyslíka, eliminácia vodíka, prenos elektrónov, dýchací reťazec)
3. Biochemické charakteristiky regeneračných procesov počas svalovej aktivity

Možnosť 11.

1. Charakteristika vitamínov rozpustných vo vode.
2. Vzájomný vzťah a regulácia metabolických procesov.
3. Biochemické základy metód rýchlostno-silového tréningu športovcov.

Možnosť 12.

1. Metabolizmus sacharidov v tele pri svalovej činnosti.
2. Esenciálne svalové bielkoviny. Molekulárna štruktúra myofibríl.
3. Biochémia rýchlostno-silových vlastností športovca. Metódy rýchlostno-silového tréningu.

Možnosť 13.

1. Metabolizmus bielkovín, dusíková bilancia. Závislosť na rýchlosti metabolické procesy na veku, pohlaví, svalovej aktivite.
2. Adaptačný a tréningový efekt. Špecifickosť a reverzibilita prispôsobenia.
3. Biochemické charakteristiky trénovaného organizmu. Biochemické procesy v organizme pri pretrénovaní.

Možnosť 14.

1. Využitie vlastností priebehu procesov obnovy pri budovaní športový tréning.
2. Faktory limitujúce športový výkon. Aeróbny a anaeróbny výkon športovcov.
3. Molekulárny mechanizmus svalovej kontrakcie.

Možnosť 15.

1. Biochemické faktory vytrvalosti. Tréningové metódy, ktoré podporujú rozvoj vytrvalosti.
2. Fenomén nadmerného zotavenia (superkompenzácie). Využitie vlastností regeneračných procesov pri budovaní tréningu.
3. Biochemické zmeny v rôznych orgánoch a tkanivách počas svalovej práce.

Možnosť 16.

1. Koncept alaktátovej, glykolytickej a aeróbnej zložky vytrvalosti.
2. Biochemická kontrola v športe.
3. Vlastnosti výživy športovca.

V rámci štúdia predmetu "Biochémia" študenti študujúci na korešpondenčnom oddelení sami zvládajú veľké množstvo informácií. Učia sa analyzovať látku, osvojiť si obsah, identifikovať znaky študovaného problému, hodnotiť javy, využívať získané poznatky v praxi, vedieť porovnávať, korelovať, kontrastovať.

Vykonanie testu z biochémie športu vyžaduje, aby študenti poznali základné (školské) kurzy biológie a chémie, ako aj časti biochémie:

1. Statická biochémia, v ktorej študent získa predstavu o elementárnom a molekulárnom zložení ľudského tela.
2. Dynamická biochémia, ktorá študuje charakteristiky metabolizmu a energie v ľudskom tele.

Kvalita písomného testu sa hodnotí podľa týchto kritérií:

Jednota obsahu (jasná formulácia hlavnej myšlienky, jednoznačnosť použitého materiálu na jej odhalenie);

Jasnosť kompozície (spojenie medzi všetkými sekciami, časťami);

Používanie konkrétnych faktov (na podporu hlavnej myšlienky);

Gramatická správnosť.

Pri vykonávaní práce sa riaďte nasledujúcimi pravidlami:

1. práca je formalizovaná v súlade s požiadavkami, ktoré sa vzťahujú na úlohy tohto druhu;

2. Nechajte polia na ľavej strane pre komentáre učiteľa;

3. strany by mali byť očíslované, názvy otázok a pododseky jasne označené v súlade s plánom;

4. v texte nezabudnite urobiť poznámky pod čiarou k použitej literatúre v súlade s požiadavkami GOST;

5. zoznam použitej literatúry je uvedený na konci práce v abecednom poradí; toto je komponent práce, do istej miery odzrkadľujúce mieru naštudovania problému študentom.

Literatúra

Hlavný:

1. Biochemistry / Ed. Menshikova V.V., Volkova N.I. - M .: Telesná kultúra a šport, 1986.
2. Volkov N.I., Nesen E.N., Osipenko A.A., Korsun S.N. Biochémia svalovej aktivity - Kyjev: olympijská literatúra, 2000.
3. Dynamická biochémia: učebná pomôcka pre študentov FFKiS / Comp. A.A. Govorukhin. - Surgut: RIO SurGPI, 2003
4. Statická biochémia: učebná pomôcka pre študentov FFKiS / Comp. A.A. Govorukhin. - Surgut: RIO SurGPI, 2002.

Vedecký a praktický časopis "Medicína extrémnych situácií"
№3 (61) / 2017

Kľúčové slová: športová medicína, biochémia, klinické laboratórium, pohybová aktivita, vrcholový šport.

Kľúčové slová: športová medicína, biochémia, klinické laboratórium, záťažový stres, šport s najvyššími úspechmi.

Abstrakt: Článok prezentuje výsledky štúdií biochemických parametrov krvi u vysokokvalifikovaných športovcov v porovnaní s podobnými ukazovateľmi u netrénovaných ľudí na základe analýzy ruských a zahraničných štúdií. Príspevok prezentuje charakteristiky a znaky dynamiky výsledkov hlavných markerov funkčných systémov. Bola vykonaná porovnávacia analýza, sú znázornené vlastnosti dynamiky biochemických parametrov pod vplyvom fyzickej aktivity v rôznych športoch. Sú zhrnuté základné princípy interpretácie výsledkov biochemického vyšetrenia u športovcov. Na základe analýzy literárnych prameňov sú urobené závery, v ktorých autori zdôrazňujú dôležitosť a aktuálnosť tejto problematiky v oblasti športovej medicíny.

Abstrakt: Tento článok prezentuje výsledky štúdií biochemických krvných parametrov u vysokokvalifikovaných športovcov v porovnaní s podobnými ukazovateľmi u netrénovaných ľudí na základe analýzy ruských a zahraničných štúdií. Príspevok prezentuje charakteristiku a črtu dynamiky výsledkov hlavných markerov funkčných systémov. Uskutočňuje sa porovnávacia analýza, môžeme vidieť vlastnosti dynamiky biochemických ukazovateľov v závislosti od fyzickej aktivity v rôznych druhoch športov. Sú zhrnuté základné princípy interpretácie výsledkov biochemického vyšetrenia u športovcov. Závery sú vyvodené na základe analýzy literárnych zdrojov, v ktorých autori zdôrazňujú význam a aktuálnosť tejto témy v oblasti športovej medicíny.

Úvod

Jednou z hlavných úloh lekára športového lekárstva, ktorý pracuje s vysokokvalifikovanými športovcami, je posúdiť ich zdravotný stav, identifikovať organické a funkčné patologické zmeny, ktoré sa môžu vyvinúť na pozadí pravidelnej intenzívnej fyzickej námahy. Na posúdenie funkčného stavu športovcov a úrovne ich adaptácie na fyzickú aktivitu sa vykonáva pravidelné hĺbkové lekárske vyšetrenie, pri ktorom sa študujú hematologické parametre a biochemické markery metabolických procesov.
Akákoľvek fyzická práca je sprevádzaná zmenou rýchlosti metabolických a biochemických procesov v tele, pracujúcich svaloch, vnútorných orgánoch a krvi. Hĺbka biochemických zmien, ktoré sa vyskytujú v svalovom tkanive, vnútorných orgánoch, krvi a moči počas fyzická aktivita, závisí od jeho sily a trvania. Životné podmienky športovca sú výrazne odlišné od podmienok pozorovaných u ľudí, ktorí nešportujú. Ide o dodržiavanie prísneho denného režimu, stresové podmienky počas súťaže, časté cestovanie, striedanie časových pásiem a klimatických pásiem, poslušnosť voči požiadavkám trénera a napokon nutnosť systematického vykonávania veľkej fyzickej aktivity.
Na základe príkazu Ministerstva zdravotníctva Ruskej federácie zo dňa 3.1.2016 č. 134n „O postupe pri organizácii poskytovania zdravotnej starostlivosti osobám zapojeným do telesnej kultúry a športu (vrátane prípravy a vedenia podujatí telesnej kultúry a športové udalosti), vrátane postupu lekárskeho vyšetrenia osôb, ktoré chcú absolvovať športový tréning, venovať sa telesnej kultúre a športu v organizáciách a (alebo) splniť štandardy testov (testov) celoruského komplexu telesnej kultúry a športu „Pripravený na prácu a obrana“ systematické sledovanie zdravotného stavu osôb zapojených do telesnej kultúry a športu (vrátane prípravy a vedenia podujatí telesnej kultúry a športových podujatí), vykonáva lekár športového lekárstva sústavne s cieľom sledovať ich zdravotný stav a dynamiku adaptácia organizmu na tréningovú a súťažnú záťaž a zahŕňa predbežné a periodické lekárske prehliadky, vrátane hĺbkového programu lekárskych prehliadok, etapových a aktuálnych lekárskych prehliadok, lekárskych a pedagogických pozorovaní. Na základe Prílohy N2 k tomuto príkazu je zostavený zoznam povinných biochemických parametrov krvi pre hĺbkové lekárske vyšetrenie (UMO) športovcov národných tímov Ruskej federácie.
Tradične boli biochemické markery zaujímavé v športovej vede na určenie úrovne výkonu alebo pretrénovania športovca. V posledné roky zaplatené Osobitná pozornosť na vzťah biochemických parametrov krvi s úrovňou intenzity fyzickej aktivity. Vo vrcholovom športe sú biochemické markery kľúčovými parametrami na hodnotenie vplyvu cvičenia na rôzne orgány a systémy športovca. Hodnoty alebo koncentrácie biochemických parametrov krvného séra závisia od mnohých faktorov. Ide o úroveň fyzickej zdatnosti športovca, úroveň jeho psycho-emocionálnej stability, vek, pohlavie a, samozrejme, zdravotný stav. Hlavným problémom správnej interpretácie biochemických parametrov u športovcov je nedostatok referenčných hodnôt pre nich.
V našom článku sme sa pokúsili zistiť, či sa normy krvných biochemických parametrov u vysokokvalifikovaných športovcov líšia od noriem u netrénovaných ľudí, a tiež poukázať na najdôležitejšie biochemické markery u športovcov, ktoré je potrebné brať do úvahy pri práci športového lekárstva. lekár.
Najvýznamnejšími biochemickými ukazovateľmi krvi u športovcov na základe analýzy ruských a zahraničných štúdií sú laktát, kreatínfosfokináza (CPK), kreatinín, laktátdehydrogenáza (LDH), kyselina močová, močovina, BNP, pro-BNP, alpartátaminotransferáza (ASTL), alferanamín, bilirubín, myogabín, troponín, cystatín C, železo.

Pečeňové indikátory

Jedna zo štúdií stanovila koncentráciu aminotransferáz (ALT, AST) a index telesnej hmotnosti (BMI) v r. profesionálnych športovcov zo 7 rôznych športov (ragby, triatlon, futbal, plávanie, cyklistika, basketbal, lyžovanie) pred začiatkom tréningovej a súťažnej sezóny. Nezistili sa žiadne štatisticky významné rozdiely v koncentráciách medzi športovcami a kontrolnou skupinou (ľudia, ktorí sa nevenujú profesionálnemu športu), a medzi športovcami (bežci, kladivári, zápasníci, vzpierači) a vek- zhodná kontrolná skupina. Aktivita AST sa u hokejistov výrazne zvyšuje ihneď po tréningu a hodinu po fyzickej aktivite klesá na normálne hodnoty. ... Presné hodnotenie a interpretácia koncentrácií ALT a AST u vysokokvalifikovaných športovcov je nevyhnutná pre diagnostiku patologických stavov a prevenciu pretrénovania. Bola vykonaná štúdia medzi futbalistami. Priemerné hodnoty AST pred a po tréningu boli vyššie ako v kontrolnej skupine. Hladina ALT zostala v normálnych medziach. Priemerná hodnota GGT bola nadnormálna až po tréningu. Čo sa týka metabolizmu bilirubínu, hladiny v krvnej plazme športovcov boli pred pretekom a po preteku podobné, bez ohľadu na pohlavie. ... Tiež sa zistilo, že u športovcov je zvýšenie koncentrácie bilirubínu na druhom mieste po zvýšení AST. V štúdii zahŕňajúcej 10 elitných futbalistov boli vzorky krvi odobraté na konci sezóny, po období zotavenia a potom po ďalšom predsezónnom tréningu. Priemerné hodnoty bilirubínu sa výrazne zvýšili na konci obdobia zotavenia a potom sa vrátili na východiskovú úroveň pred začiatkom novej sezóny.
Laktátdehydrogenáza je katalytický enzým nachádzajúci sa vo väčšine tkanív ľudského tela, najmä v srdci, pečeni, obličkách, svaloch, krvných bunkách, mozgu a pľúcach. Pri akútnych stresových reakciách je zaznamenané zvýšenie hladiny aktivity LDH v krvnom sére. Existuje vzťah medzi úrovňou aktivity LDH a výkonnosťou organizmu. Zvýšená aktivita LDH sa pozoruje u športovcov v pokoji a po intenzívnej fyzickej námahe. Výsledky štúdie odhalili pokles aktivity LDH v pokoji u športovcov druhej skupiny, čo súvisí s energeticky úspornejším režimom práce svalového tkaniva u športovcov trénujúcich rýchlostno-silové kvality.
Hladiny LDH, AST a ALT boli výrazne vyššie po dokončení 100 km preteku ako u maratóncov a výrazne vyššie po pretekoch na 308 km ako v maratóne alebo na 100 km.

Výkon svalov

Kreatínfosfokináza sa používa ako marker poškodenia svalových vlákien. Koncentrácia v krvi sa zvyšuje v reakcii na nepretržité svalové kontrakcie. V štúdii zahŕňajúcej atletických športovcov sa zistilo, že zvýšenie kreatínkinázy počas cvičenia závisí od intenzity cvičenia. Hoci sa koncentrácia CPK skúmala najmä v individuálnych športoch, je zaujímavé hodnotiť tento parameter aj v kolektívnych športoch, ktoré sa vyznačujú ťažkými a intenzívny tréning a súťaže. Ragby je považované za jeden z fyzicky najnáročnejších kolektívnych športov na svete. V štúdii B. Cunniffe bol CPK nameraný u 10 hráčov rugby počas medzinárodného turnaja. Zistilo sa, že hodnoty CPK po zápase boli výrazne vyššie ako hodnoty tohto ukazovateľa pred zápasom. V štúdii uskutočnenej na zápasníkoch v Turecku sa zistilo, že hladina kreatínkinázy bola výrazne vyššia ako norma akceptovaná pre bežnú populáciu. Švajčiarski vedci uskutočnili štúdiu zameranú na skúmanie hladiny svalových markerov pri biochemickom rozbore krvi elitných florbalistov. Po cvičení došlo k významnému zvýšeniu kreatínfosfokinázy a myoglobínu. V štúdii markerov poškodenia svalov uskutočnenej v Brazílii medzi tenistami sa zistilo mierne zvýšenie myoglobínu a CPK 24-48 hodín po zápase. Vo vzorkách krvi odobratých bezprostredne po hre však bolo zistené výrazné zvýšenie hladiny týchto ukazovateľov.

Srdcové ukazovatele

Mozgový natriuretický peptid (BNP) je syntetizovaný kardiomyocytmi a uvoľňovaný do krvného obehu. Štiepená forma prekurzora BNP, NT-proBNP, môže byť tiež meraná v krvi a je markerom na hodnotenie a monitorovanie srdcových patologických stavov. Tento hormón, ktorý je antagonistom renín-angiotenzínového systému, znižuje účinok na stenu myokardu v dôsledku natriuretických, vazodilatačných a sympaticko-inhibičných účinkov. Je tiež regulátorom rastu srdcových buniek. Cvičenie spôsobuje zvýšenie pro-BNP, troponínu, ale sérové ​​koncentrácie sú zriedkavo vyššie ako horná hranica normálu pre bežnú populáciu. U 15 horských maratóncov bola stredná popreteková koncentrácia pro-BNP viac ako 2-krát vyššia ako pred pretekmi. Pro-BNP bol nameraný u 15 športovcov, ktorí sa zúčastnili maratónu v extrémnych podmienkach (vzdialenosť 246 km, teplota 5-36 C a vlhkosť 60-85 %). Krvný test bol vykonaný pred začiatkom súťaže, do 15 minút po skončení pretekov a 48 hodín neskôr. Po maratóne došlo k prudkému zvýšeniu Pro-BNP oproti normálu, no po 48 hodinách po skončení pretekov sa koncentrácia znížila takmer na polovicu. ... U športovcov s hypertrofiou ľavej komory je zvýšenie koncentrácie pro-BNP príznakom hypertrofickej kardiomyopatie. Zvýšené sérové ​​markery myokardu by sa však nemali interpretovať ako signál nebezpečenstva, ale skôr ako fyziologická odpoveď na intenzívnu srdcovú aktivitu. Okrem toho hodnoty NT-proBNP musia byť správne interpretované z hľadiska rýchlosti glomerulárnej filtrácie (GFR).
Existujú dôkazy, že úroveň KFK-MB sa u hokejistov zvyšuje. Okrem toho je koncentrácia indikátora jednu hodinu po cvičení nižšia ako pred cvičením.

Renálne ukazovatele

V športovej medicíne sa hladiny kreatinínu používajú na posúdenie celkového zdravotného stavu športovca, u ktorého hrá dôležitú úlohu rovnováha vody a elektrolytov. Koncentrácia kreatinínu v sére je najpoužívanejším a akceptovaným indikátorom funkcie obličiek. Neexistujú žiadne základné hodnoty kreatinínu špecifické pre športovcov. A hodnoty, ktoré sa používajú, sú typické pre celú populáciu. Boli však vykonané štúdie, ktoré naznačujú, že koncentrácia kreatinínu v sére športovcov je vyššia ako v populácii. Podľa výsledkov štúdií sa ukázalo, že šport a s ním spojené antropometrické údaje športovcov môžu ovplyvniť koncentráciu kreatinínu v krvnom sére. Hladiny kreatinínu u cyklistov sú počas súťažnej sezóny stabilné, zatiaľ čo u športovcov súťažiacich v iných športoch sa môžu meniť. Na interpretáciu hodnôt kreatinínu sú dôležité aj rozdiely v tréningovom režime a atletickom výkone.
Kyselinu močovú je možné zvýšiť nepretržitým sťahovaním svalov počas intenzívneho cvičenia. Zároveň bola koncentrácia kyseliny močovej u bežcov na dlhé trate minimálna pri tréningu nízkej intenzity a najvyššia počas intenzívneho tréningu a počas súťaže. Giovanni Lombardi a ďalší štyri sezóny sledovali 18 športovcov – lyžiarov z talianskej reprezentácie. Vzorky krvi sa odoberali pred začiatkom tréningu, na konci tréningu, pred začiatkom súťaže a ku koncu medzinárodnej súťaže. Podľa štúdie vysoko intenzívny tréning neviedol k významným zmenám v sérovej kyseline močovej.
Cystatín C je alternatívou kreatinínu z hľadiska štúdia dynamiky biochemických parametrov u športovcov. Je to proteín s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktorý je voľne filtrovaný glomerulami a je kvalitatívnym markerom funkcie vylučovania obličiek. Tento ukazovateľ nezávisí od veku, pohlavia a indexu telesnej hmotnosti, na rozdiel od kreatinínu. Rozdiely medzi týmito dvoma markermi sa jasne prejavili v štúdii na maratónskych bežcoch. Sérové ​​koncentrácie cystatínu C a kreatinínu u bežcov sa po maratóne zvýšili o 26 % a 46 %. Priemerné zvýšenie cystatínu C bolo polovičné v porovnaní s kreatinínom. Štúdie ukázali, že hodnoty cystatínu C u hráčov rugby boli v normálnom rozmedzí, zatiaľ čo koncentrácia kreatinínu bola v mnohých prípadoch vyššia ako horný normálny rozsah.

Laktát

Hladiny laktátu v krvi úzko súvisia s intenzitou cvičenia. Pri určitej intenzite fyzickej aktivity sa laktát zvyšuje exponenciálne. Stanovenie hladiny laktátu u športovcov sa používa na celom svete. Možno ho považovať za súčasný „zlatý štandard“ určovania intenzity pohybovej aktivity a prispôsobenia organizmu športovca na ne.
IP Sivokhin a spoluautori vykonali štúdiu na štúdium dynamiky zmien koncentrácie laktátu v periférnej krvi vysokokvalifikovaných vzpieračov. Štúdia ukázala, že biochemická kontrola nad dynamikou zmien laktátu je citlivým indikátorom reakcie organizmu športovcov na tréningovú záťaž a môže byť použitá na kontrolu tréningového procesu vo vzpieraní.
O.P. Petrušová a kol., Vykonali štúdiu na štúdium mechanizmov adaptácie acidobázickej rovnováhy krvi plavcov počas tréningového a súťažného procesu. Výsledky štúdie ukázali, že pred cvičením hladina laktátu v krvi športovcov zodpovedá fyziologickej norme a pri vykonávaní testovacej záťaže bolo zistené výrazné zvýšenie hladiny laktátu v krvi športovcov. Treba tiež poznamenať, že návrat ukazovateľov acidobázickej rovnováhy krvi plavcov na fyziologické normy nastáva pomerne rýchlo, čo naznačuje vysokú úroveň kondície športovcov.

železo

V štúdiách metabolizmu železa u športovcov sa ukázalo, že intenzívna fyzická aktivita vedie k zvýšeniu syntézy hepcidínu, čo zase vedie k blokovaniu absorpcie železa, narušeniu prenosu železa z makrofágov do erytroblastov a môže spôsobiť nedostatok železa.
Vzhľadom na obrovskú funkčnú úlohu železa majú poruchy jeho metabolizmu u vysokokvalifikovaných športovcov negatívne dôsledky na profesionálne schopnosti. Pri stavoch nedostatku železa sa už od skorých štádií pozoruje inhibícia produkcie aeróbnej energie v bunkách. Je zrejmé, že komplex fyziologických zmien spôsobených nedostatkom železa môže výrazne obmedziť profesionálne možnosti športovca a možnosť dosahovať vysoké športové výsledky.
Voľné železo v krvnom sére má vysokú variabilitu v závislosti od dennej doby a individuálneho biologického rytmu športovca. Ranné hodnoty sú viac ako dvojnásobkom hodnôt nameraných po 12 hodinách, preto ich nemožno použiť na stanovenie železa v tele. Okrem toho sa voľné sérové ​​železo znižuje pri zápalových reakciách a zvyšuje sa v prípadoch hemolýzy po odbere krvi. Voľné železo je v súčasnosti zastaraný marker a malo by sa používať len na výpočet saturácie transferínu alebo pri akútnej intoxikácii.
Pri interpretácii získaných výsledkov lekári používajú normatívne ukazovatele určené pre populáciu ľudí, ktorí nie sú vysokokvalifikovaní športovci. Požiadavky na telo profesionálnych športovcov sa výrazne líšia od životného štýlu bežného človeka a spočívajú nielen v systematickej intenzívnej fyzickej námahe, ale aj v pravidelnom psycho-emocionálnom strese, častom striedaní časových pásiem a klimatických pásiem, v určitom, niekedy až závažnom obmedzenie diétneho režimu pri niektorých druhoch športov. Hlavné zmeny, ktoré vznikajú pri systematickej fyzickej aktivite, ovplyvňujú pohybový aparát, endokrinný a kardiovaskulárny systém. Pre adekvátne hodnotenie fungovania týchto systémov u profesionálnych športovcov nie je správne používať bežné populačné normatívne ukazovatele.
Preto je vývoj a vedecko-metodologické zdôvodnenie normatívnych rozsahov biochemických a hematologických parametrov pre vysokokvalifikovaných športovcov naliehavou úlohou športovej medicíny. Práve na ukazovateľoch normy stanovenej pre športovcov by mali byť založené kritériá na prijatie do športu, zdôvodnené časové obmedzenia a odstúpenia od fyzickej aktivity.

závery

1. Treba mať na pamäti, že alanínaminotransferáza (ALT) sa uvoľňuje hlavne z pečene a aspartátaminotransferáza (AST) zo svalov počas intenzívnej fyzickej aktivity.
2. Hladina celkového bilirubínu môže byť zvýšená v dôsledku neustálej hemolýzy (erytrocytov), ​​ktorá je typická pre intenzívnu fyzickú aktivitu.
3. Koncentrácia CPK v sére sa spravidla zvyšuje po fyzickej námahe. Neúplné obnovenie koncentrácie CPK je znakom zranenia alebo pretrénovania. Koncentráciu CPK možno použiť na sledovanie návratu k aktivite športovcov so svalovým zranením.
4. NT-pro-BNP, marker deštrukcie srdcovej steny, je po záťaži zvýšený. Zvýšená koncentrácia NT-pro-BNP v sére u športovcov by sa nemala interpretovať ako signál poškodenia srdca, ale skôr ako znak adaptácie myokardu na fyzickú aktivitu.
5. Koncentráciu kreatinínu je potrebné interpretovať vo vzťahu k BMI športovcov a fáze súťažnej sezóny. Sezónne koncentrácie kreatinínu by sa nemali interpretovať ako referenčné intervaly pre všeobecnú populáciu. Malo by sa pamätať na to, že hodnoty kreatinínu počas tréningovej / súťažnej sezóny kolíšu.
6. Hladiny cystatinu C sú významnou alternatívou k hladinám kreatinínu. Kyselina močová je hlavným antioxidantom v krvi a zvyšuje sa v reakcii na intenzívnu fyzickú aktivitu.
7. Koncentrácia kyseliny močovej je stabilná počas celej súťažnej sezóny.
8. Športovci majú vysoké úrovne HDL verzus kontrolná skupina. Pozitívny vplyv cvičenia na lipidový profil športovca pretrváva počas celého života, aj po jeho ukončení športová kariéra, ak bývalý športovec pokračuje v cvičení.
9. Monitorovanie biochemických parametrov u vysokokvalifikovaných športovcov umožňuje odhaliť úroveň adaptácie rôznych funkčných systémov na fyzickú záťaž. Stanovenie normatívnych referenčných hodnôt biochemických parametrov u vysokokvalifikovaných športovcov je nevyhnutné pre efektívne hodnotenie funkčného stavu športovcov, pretože počas športové aktivity telo športovca získava funkčné vlastnosti, ktoré presahujú populačné normy. Zohľadnenie týchto vlastností môže zlepšiť kvalitu lekárskej starostlivosti vo všetkých štádiách lekárskej a biologickej podpory.

Bibliografia:

1. Butová O.A., Maslov S.V. Adaptácia na fyzickú aktivitu: anaeróbny metabolizmus svalového tkaniva // Bulletin Univerzity v Nižnom Novgorode. N.I. Lobačevského. 2011. Číslo 1. S. 123-128.
2. Ganeeva L.A., Skripova V.S., Kasatova L.V. a iné Hodnotenie niektorých biochemických parametrov energetického metabolizmu u študentov - športovcov po dlhom zaťažení // Uchen. aplikácie. Kazaň. un-to. Ser. Prirodzené veda. 2013. Ročník 155. Kniha. 1. strana 40–49.
3. Nikulin BA, Radionova II Biochemická kontrola v športe. // Sovietsky šport. 9-24 2011.
4. Pervushina OP, Mikulyak N. And. Biomedicínska chémia. 2014. Zväzok 60. Vydanie 5. S. 591-595.
5. Sivokhin I.P., Fedorov A.I., Komarov O.V. Otázky funkčného tréningu vo vrcholovom športe // 2014. Ročník 2. S. 139-146.
6. Banfi G., Colombini A., Lombardi G. a kol. Metabolické markery v športovej medicíne // Pokroky v klinickej chémii. S. 1-54, 56. 2012.
7. Banfi G., Del Fabbro M., Lippi G. Koncentrácia kreatinínu v sére a odhad rýchlosti glomerulárnej filtrácie u športovcov na základe kreatinínu // Športová medicína. 2009. S. 331–337.
8. Bernstein L., Zions M., Haq S. a kol. Vplyv straty funkcie obličiek na variácie hladiny NT-proBNP // Klinická biochémia. 2009. 42. S. 1091-1098.
9. Chamera T., Spieszny M., Klocek T., et al. Mohol by biochemický profil pečene pomôcť posúdiť metabolickú odpoveď na aeróbne úsilie u športovcov // Journal of Strength and Conditioning Research. 2014.28 (. S. 2180-2186.
10. Cunniffe B1, Hore AJ, Whitcombe DM, et al. Časový priebeh zmien imunoendokrinných markerov po medzinárodnej hre rugby // European Journal of Applied Physiology. 2010.108 (1). S. 113-22.
11. E. Clénina G., Cordesa M., Huberb A. Nedostatok železa v športe - definícia, vplyv na výkon a terapia // Swiss Sports & Exercise Medicine. 2016,64 (1). S. 6-18.
12. Fallon K. Klinická užitočnosť skríningu biochemických parametrov u elitných športovcov: analýza 100 prípadov // British Journal of Sports Medicine. 2008. 42. S. 334-337.
13. García M. Estudio de marcadores bioquímicos de interés en el diagnóstico y pronóstico del síndrome coronario agudo // Doctoral Thesis. 2010. S. 24-36.
14. Godon P., Griffet V., Vinsonneau U. a kol. Srdce športovca alebo hypertrofická kardiomyopatia: užitočnosť N-terminálneho pro-mozgového natriuretického peptidu // International Journal of Cardiology. 2009. 137. S. 72–74.
15. Gomes RV, Santos RC, Nosaka K a kol. Poškodenie svalov po tenisovom zápase u mladých hráčov // Biológia športu. 2014. S. 27-32.
16. Herklotz R., Huber A. Labordiagnose von Eisenstoffwechselstörungen. Švajčiarske lekárske fórum. 2010. 10. S. 500-507.
17. Kafkas M., TAŞKIRAN C., AHİN KAFKAS A., et al. Akútne fyziologické zmeny u elitných zápasníkov vo voľnom štýle počas jednodňového turnaja // The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2016,56 (10). S. 1113-1119.
18. Kyung-A Shin, Ki Deok Park, Jaeki Ahn a kol. Porovnanie zmien biochemických markerov pre kostrové svaly, metabolizmus pečene a funkciu obličiek po troch typoch behu na dlhé trate // Observačná štúdia. 2016. V. 95,1-6.
19. Choi J., Masaratana P., Latunde-Dada G., a kol. Aktivita duodenálnej reduktázy a zásoby železa v slezine sú znížené a erytropoéza je abnormálna u myší s knockoutom Dcytb vystavených hypoxickým podmienkam // The Journal of Nutrition. 2012. 142. S. 1929-1934.
20. Lee H., Park J., Choi I. a kol. Vylepšené funkčné a štrukturálne vlastnosti lipoproteínov s vysokou hustotou od bežcov a zápasníkov v porovnaní s vrhačmi a zdvíhačmi // Správy BMB. 2009. 42. S. 605-610.
21. Lombardi G., Colombini A., Ricci C., a kol. Sérová kyselina močová u špičkových alpských lyžiarov počas štyroch po sebe nasledujúcich súťažných sezón // Clinica Chimica Acta. 2010. 411. S. 645-648.
22. Mingels A., Jacobs L., Kleijnen V., a kol. Cystatín C marker funkcie obličiek po cvičení // International Journal of Sports Medicine. 2009. 30. S. 668–671.
23. Muhsin H., Aynur O., Ilhan O., a kol. Vplyv zvýšenia maximálneho aeróbneho cvičenia na sérové ​​svalové enzýmy u profesionálnych hráčov poľného hokeja // Global Journal of Health Science. 2015. V. 7. Č. 3. S. 69-74.
24. Palacios G., Pedrero-Chamizo R., Palacios N. a kol. Biomarkery fyzickej aktivity a cvičenia // Nutricion Hospitalaria. 2015.31.S.237-244.
25. Reinke S., Karhausen T., Doehner W., a kol. Vplyv regeneračných a tréningových fáz na stavbu tela, funkciu periférnych ciev a imunitný systém profesionálnych futbalistov // PLoS One. 2009. 4. strana 4910.
26. Saraslanidis P., Manetzis C., Tsalis G. a kol. Biochemické hodnotenie bežeckých tréningov používaných v tréningu na 400-M šprint // Journal of the National Strength and Conditioning Association. 2009.23.P. 2266-2271.
27. Scharhag J., George K., Shave R. a kol. Zvýšenie srdcových biomarkerov súvisiace s cvičením // Medicína a veda v športe a cvičení. 2008. 40. S. 1408-1415.
28. Wedin J., Henriksson A. Postgame elevácia srdcových markerov medzi elitnými hráčmi florbalu // Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2015. S. 495-500.
29. Zielin ́ski J., Rychlewski T., Kusy K., et al. Vplyv vytrvalostného tréningu na zmeny v metabolizme purínov: longitudinálna štúdia súťažných bežcov na dlhé trate // European Journal of Applied Physiology. 2009. 106. S. 867-876.

Ústav telesnej výchovy (pobočka)

FSBEI HE "UralSUPC"

B1.B.10 ŠPORTOVÁ BIOCHÉMIA

Študijná príručka

na praktický výcvik a samostatnú prácu študentov,

študenti v smere 49.03.01 "Telesná kultúra"

UDC 577,1 (075)

BBK 28 072 y73

Metodické odporúčania pre praktickú prípravu a realizáciu samostatnej práce študentov v disciplíne "Športová biochémia" / .- Ufa: Baškirský inštitút telesnej kultúry (pobočka) Federálneho štátneho rozpočtového vzdelávacieho inštitútu vysokého školstva "UralSUPC", 2015.- 88 s.

Recenzent: Cand. biol. Sci., docent Katedry fyzikálnych prostriedkov

rehabilitácia -

Navrhovaná publikácia je zostavená v súlade s federálnym štátnym vzdelávacím štandardom vysokoškolského vzdelávania v disciplíne "Športová biochémia". Je určený na prípravu bakalárov v smere 49.03.01 - "Telesná kultúra".

Príručka pokrýva hlavné témy súvisiace so štúdiom odboru „Športová biochémia“. Obsah každej témy je posudzovaný z teoretického hľadiska aj z hľadiska praktického využitia v procese samostatného štúdia odboru. Odporúčaná literatúra pre hlbšie štúdium materiálu.

© Bashkirský inštitút telesnej kultúry (pobočka) FSBEI JE "UralSUPC"

OBSAH

Samostatná práca študentov 70

Téma 10. Biochemické základy vyváženej stravy

športovci 72

1. Úvod

Biomedicínske disciplíny, najmä biologická chémia, majú v modernej športovej praxi veľký podiel. Efektívne riadenie tréningového procesu nie je možné bez znalosti športovej biochémie a zákonitostí regulácie metabolizmu pri záťaži.

V súlade s požiadavkami na vysokokvalifikovaného odborníka v oblasti telesnej kultúry a športu majú študenti, ktorí študujú kurz športovej biochémie, tieto úlohy:

Prehĺbenie vedomostí o biomedicínskych zákonitostiach športového tréningu, únave a regenerácii po práci;

Oboznámenie sa so základnými metódami biochemickej kontroly v športe;

Ilustrácia hlavných teoretických ustanovení s konkrétnymi praktickými prácami;

Získanie zručností potrebných na prácu s vedeckou literatúrou, umožňujúce rýchle využitie informácií na formulovanie a riešenie odborných problémov.

Odporúča sa začať s prípravnými prácami na každú lekciu uvedenú v tomto manuáli dôkladným preštudovaním prednáškového materiálu a krátkym teoretickým úvodom vysvetľujúcim význam vykonanej práce. Otázky na lekciu zameriavajú pozornosť študentov na kľúčové časti zvažovanej témy.

Otázky navrhovaných možností domácej úlohy zahŕňajú všetky časti príslušnej témy a ich implementácia vám umožňuje konsolidovať teoretický materiál. Pre samoskúšanie asimilácie učiva sú na konci každej témy otázky naprogramovaného ovládania vedomostí formou testov s viacerými odpoveďami, z ktorých jedna je správna.

V prílohe je: zoznam kľúčových pojmov v športovej biochémii, zoznam skratiek.

Bibliografia obsahuje bibliografiu odporúčanú na hĺbkové školenie o navrhovaných témach.

Témy 1, 2.

CHEMICKÉ ZLOŽENIE SVALOVÉHO TKANIVA.

Ultra tenká štruktúra svalovej bunky.

MECHANIZMUS SVALOVEJ KONTRAKCIE

Podiel svalového tkaniva v ľudskom tele predstavuje 40-45% hmotnosti ľudského tela. U žien je svalová hmota zvyčajne nižšia ako u mužov, čo súvisí s pohlavnými rozdielmi v prejavoch. svalovú silu a úroveň fyzickej výkonnosti. Svaly vďaka svojej kontraktilnej funkcii zabezpečujú pohybové procesy. Prejav rôznych motorických vlastností človeka, najmä sily a rýchlosti, závisí od morfologickej štruktúry svalov, ich chemického zloženia, charakteristík priebehu biochemických procesov v nich, ako aj od regulačného účinku nervového systému.

Svalové vlákno je stavebná jednotka kostrových svalov, predstavujúca veľkú mnohojadrovú bunku, či skôr bezbunkový útvar – sympplast, ktorý vzniká splynutím mnohých myoblastov v embryonálnom období.

Membrána svalových buniek je elektricky excitabilná a nazýva sa sarkolema. Na sarkoléme sú miesta kontaktu so zakončeniami motorických nervov - synapsie (neuromuskulárne spojenia). Rovnako ako iné membrány, sarkolema má selektívnu priepustnosť pre rôzne látky. Neprechádzajú ním látky s vysokou molekulovou hmotnosťou, ale prechádzajú voda, glukóza, kyselina mliečna a kyselina pyrohroznová, aminokyseliny, ketolátky a niektoré ďalšie zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou. Sarcolemma má tiež transportné systémy, pomocou ktorých sa vo vnútri bunky a v medzibunkovej tekutine udržiava rozdiel v koncentráciách iónov Na + a K +, ako aj Cl-, čo vedie k vzniku membránového potenciálu na jeho povrchu. Nevyhnutnou podmienkou pre excitáciu svalového vlákna je vytvorenie membránového akčného potenciálu pod vplyvom nervového impulzu. Na povrchu sarkolemy sa nachádzajú zvlnené kolagénové vlákna, ktoré jej dodávajú pevnosť a pružnosť. Vnútorná tekutina svalovej bunky sa nazýva sarkoplazma. Vo vnútri sarkoplazmy sa nachádza systém pozdĺžnych a priečnych tubulov membrán, vezikúl, nazývaných sarkoplazmatické retikulum (SR). CP reguluje koncentráciu iónov Ca2 + vo vnútri bunky, čo priamo súvisí s kontrakciou a relaxáciou svalových vlákien. Ako v každej aktívne pracujúcej bunke, aj svalové vlákno obsahuje veľké množstvo mitochondrií. Asi 80 % objemu vlákna zaberajú dlhé filamenty – myofibrily.

Myofibrily- sú to kontraktilné prvky, ktorých počet vo svalovom vlákne môže dosiahnuť niekoľko tisíc. Pod mikroskopom je viditeľné, že myofibrily majú priečne pruhovanie vo forme striedania tmavých a svetlých oblastí - diskov. Tmavé disky sú dvojlomné a nazývajú sa A-disky (anizotropné), zatiaľ čo svetlé disky nie sú dvojlomné a nazývajú sa I-disky (izotropné). V centrálnej časti disku-A je svetlá oblasť - H-zóna. V strede disku-I je Z-membrána, ktorá prestupuje celým vláknom, ako keby držala a objednávala usporiadanie A- a I-diskov mnohých myofibríl. Úsek myofibrily medzi dvoma Z-membránami je tzv sarkoméra. Toto je najmenšia funkčná, to znamená kontraktilná jednotka svalu. Sarkoméry nasledujú za sebou pozdĺž myofibrily, pričom sa opakujú každých 1500-2300 nm. V myofibrile sa môže nachádzať niekoľko stoviek sarkomérov. Rýchlosť a sila svalovej kontrakcie závisí od ich dĺžky a počtu v myofibrile. Väčšina svalových buniek je usporiadaná tak, že ich sarkoméry sú navzájom rovnobežné, respektíve, A - a I-disky všetkých svalových buniek vo vlákne sa zhodujú, čo dáva pokojovému svalu pruhované pruhovanie (obr. 1).

Podľa údajov z elektrónovej mikroskopie (obr. 1) sú myofibrilárne štruktúry agregáty pozostávajúce z hrubých filamentov približne 14 nm a tenkých filamentov s priemerom 7–8 nm umiestnených medzi nimi. Hrubé filamenty alebo filamenty sa nachádzajú v A-diskoch a sú zložené z kontraktilného proteínu myozínu. Jemné filamenty sa nachádzajú v I-diskoch a obsahujú kontraktilný proteín aktín, ako aj regulačné proteíny tropomyozín a troponín. Vlákna (nitky) sú usporiadané tak, že ich tenké konce vstupujú do medzier medzi hrubými (obr. 2).

Kotúče-I teda pozostávajú iba z tenkých závitov a kotúče-A - z dvoch typov závitov. V pokoji zóna H obsahuje iba hrubé vlákna, pretože tenké vlákna tam nedosiahnu. Hrubé a tenké vlákna myofibríl navzájom interagujú počas kontrakcie vytváraním priečnych mostíkov medzi nimi.

Typy svalových vlákien a ich zapojenie do svalovej činnosti

V kostrového svalstva rozlišovať dva hlavné typy svalových vlákien: pomalé (MS) alebo červené a rýchle (BS) alebo biele, líšiace sa kontraktilnými a metabolickými charakteristikami (tabuľka 1).

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