교과서는 일반 생화학과 생화학의 기초를 설명합니다. 근육 활동인체, 신체에서 가장 중요한 물질의 화학 구조 및 대사 과정이 설명되고 근육 활동을 보장하는 역할이 밝혀집니다. 근육 수축 과정의 생화학 적 측면과 근육의 에너지 생성 메커니즘, 발달 패턴 운동 특성, 피로, 회복, 적응 및 합리적인 영양그리고 운동선수의 기능적 상태의 진단. 고등 및 중등 학교의 학생 및 교사용 교육 기관 체육및 스포츠, 신체 재활 및 레크리에이션 전문가.
도서 정보:
Volkov N.I., Nesen E.N., Osipenko A.A., Korsun S.N. 근육 활동의 생화학. 2000 .-- 503 p.
1부. 인체의 생화학적 기초
1장. 생화학개론
1. 생화학 연구의 주제 및 방법
2. 생화학 발전의 역사와 스포츠 생화학 형성의 역사
3. 화학 구조인간의 몸
4. 거대분자의 전환
통제 질문
2장. 체내 대사
1. 신진대사는 생명체가 존재하기 위한 필요조건이다
2. 이화작용과 동화작용은 신진대사의 양면이다
3. 신진대사의 종류
4. 세포 내 영양소 분해 및 에너지 추출 단계
5. 세포 구조와 대사에서의 역할
6. 신진대사 조절
통제 질문
3장. 체내 에너지 교환
1. 에너지원
2. ATP는 신체의 보편적인 에너지원입니다.
3. 생물학적 산화는 신체 세포에서 에너지 생산의 주요 경로입니다.
4. 미토콘드리아 - 세포의 "발전소"
5. 구연산 회로는 영양소의 호기성 산화를 위한 중심 경로입니다.
6. 호흡기계
7. 산화적 인산화 - ATP 합성의 주요 메커니즘
8. ATP 대사 조절
통제 질문
제4장 물과 미네랄의 교환
1. 물과 신체에서의 역할
2. 근육 활동 중 수분 균형과 그 변화
3. 미네랄과 신체에서의 역할
4. 근육 활동 중 미네랄 대사
통제 질문
5장. 신체의 산-염기 상태
1. 물질 수송 메커니즘
2. 체내 환경의 산-염기 상태
3. 버퍼 시스템과 배지의 일정한 pH를 유지하는 역할
통제 질문
6장. 효소 - 생물학적 촉매
1. 효소에 대한 일반적인 이해
2. 효소와 조효소의 구조
3. 다양한 형태의 효소
4. 효소의 성질
5. 효소 작용 기전
6. 효소 작용에 영향을 미치는 요인
7. 효소의 분류
통제 질문
7장. 비타민
1. 비타민에 대한 일반적인 이해
2. 비타민의 분류
3. 지용성 비타민의 특성
4. 수용성 비타민의 특성
5. 비타민 유사 물질
통제 질문
8장. 호르몬 - 신진대사 조절
1. 호르몬에 대한 일반적인 이해
2. 호르몬의 성질
3. 호르몬의 화학적 성질
4. 호르몬 생합성 조절
5. 호르몬 작용 기전
6. 호르몬의 생물학적 역할
7. 근육 활동에서 호르몬의 역할
통제 질문
9장. 탄수화물의 생화학
1. 화학적 구성 요소탄수화물의 생물학적 역할
2. 탄수화물 클래스의 특성화
3. 인체 내 탄수화물 대사
4. 소화 중 탄수화물의 분해 및 혈액으로의 흡수
5. 혈당치와 그 조절
6. 탄수화물의 세포내 대사
7. 근육 활동 중 탄수화물 대사
통제 질문
10장. 지질의 생화학
1. 지질의 화학적 조성과 생물학적 역할
2. 지질 클래스의 특성화
3. 체내 지방 교환
4. 소화 중 지방 분해 및 흡수
5. 세포내 지방 대사
6. 지질 대사 조절
7. 지질 대사의 위반
8. 근육 활동 중 지방 대사
통제 질문
11장. 핵산의 생화학
1. 핵산의 화학 구조
2. DNA의 구조, 특성 및 생물학적 역할
3. RNA의 구조, 특성 및 생물학적 역할
4. 핵산 교환
통제 질문
12장. 단백질의 생화학
1. 단백질의 화학적 조성과 생물학적 역할
2. 아미노산
3. 단백질의 구조적 구성
4. 단백질의 성질
5. 근육 작용 제공에 관련된 개별 단백질의 특성화
6. 유리 펩타이드와 체내에서의 역할
7. 체내 단백질 교환
8. 아미노산의 소화 및 흡수 중 단백질의 분해
9. 단백질 생합성과 그 조절
10. 단백질의 조직내 분해
11. 아미노산의 세포내 전환 및 요소 합성
12. 근육 활동 중 단백질 대사
통제 질문
13장. 신진대사의 통합과 조절 - 적응 과정의 생화학적 기초
1. 탄수화물, 지방 및 단백질의 상호 전환
2. 신진 대사의 조절 시스템과 신체 활동에 대한 신체 적응에서의 역할
3. 중간 대사의 통합에서 개별 조직의 역할
통제 질문
두 번째 부분. 스포츠의 생화학
14장. 근육과 근육 수축의 생화학
1. 근육과 근섬유의 종류
2. 근섬유의 구조적 구성
3. 근육 조직의 화학적 조성
4. 수축 및 이완 시 근육의 구조적 및 생화학적 변화
5. 근육 수축의 분자 메커니즘
통제 질문
15장. 근육 활동의 생체 에너지
1. 일반적 특성에너지 생성 메커니즘
2. ATP 재합성의 크레아틴 포스포키나제 기전
3. ATP 재합성의 해당 메커니즘
4. ATP 재합성의 미오키나아제 기전
5. ATP 재합성의 호기성 메커니즘
6. 다양한 물리적 부하에서 에너지 시스템의 연결 및 훈련 중 적응
통제 질문
16장. 다양한 힘과 지속 시간의 운동 중 신체의 생화학적 변화
1. 근육 활동 중 생화학 적 과정의 변화에 대한 일반적인 방향
2. 작동 근육으로의 산소 수송 및 근육 활동 중 산소 소비
3. 근육 운동 중 개별 장기 및 조직의 생화학적 변화
4. 분류 육체적 운동근육 운동 중 생화학 적 변화의 본질에 의해
통제 질문
17장. 피로의 생화학적 요인
1. 최대 및 최대하 파워의 단기 운동 수행 시 피로의 생화학적 요인
2. 고강도 및 중강도의 장기간 운동 시 피로의 생화학적 요인
통제 질문
18장. 근육 활동 중 회복 과정의 생화학적 특성
1. 근육 운동 후 생화학적 회복 과정의 역학
2. 근육 운동 후 에너지 비축량 회복 순서
3. 근육 운동 후 휴식 시간 동안 부패 생성물 제거
4. 스포츠 훈련 구성에서 회복 과정의 특징 사용
통제 질문
19장. 스포츠 경기력의 생화학적 요인
1. 사람의 신체 능력을 제한하는 요소
2. 선수의 유산소 및 무산소 수행 지표
3. 훈련이 선수의 경기력에 미치는 영향
4. 연령 및 운동능력
통제 질문
20장. 선수의 스피드 파워 특성에 대한 생화학적 기반 및 개발 방법
1. 스피드 파워 특성의 생화학적 특성
2. 선수의 스피드 스트렝스 트레이닝 방법의 생화학적 기초
통제 질문
21장. 선수 지구력의 생화학적 기초
1. 지구력의 생화학적 요인
2. 지구력 개발을 위한 훈련 방법
통제 질문
22장. 스포츠 훈련 과정에서 생화학적 적응의 규칙성
1. 신체 활동, 적응 및 훈련 효과
2. 생화학적 적응 발달의 규칙성과 훈련 원칙
3. 훈련 중 신체의 적응적 변화의 특이성
4. 훈련 중 적응 변화의 가역성
5. 훈련 중 적응 변화의 순서
6. 훈련 중 훈련 효과의 상호 작용
7. 훈련 과정에서 적응의 순환적 발달
통제 질문
23장. 운동선수의 합리적인 영양의 생화학적 기초
1. 운동선수를 위한 합리적인 영양의 원칙
2. 신체의 에너지 소비와 수행 된 작업에 대한 의존성
3. 선수 식단의 영양소 균형
4. 근육 활동을 제공하는 식품의 개별 화학 성분의 역할
5. 영양제 및 체중조절
통제 질문
24장. 스포츠에서의 생화학적 조절
1. 생화학적 통제의 업무, 유형 및 구성
2. 연구 대상 및 기본 생화학적 매개변수
3. 혈액 및 소변 구성의 주요 생화학적 지표, 근육 활동 중 변화
4. 근육 활동 중 신체의 에너지 공급 시스템 개발의 생화학 적 제어
5. 선수의 체력, 피로 및 회복 수준에 대한 생화학적 조절
6. 스포츠에서 도핑 사용에 대한 통제
통제 질문
용어집
단위
문학
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와 함께근섬유 구조와 수축.
살아있는 시스템에서 근육 수축은 기계화학적 과정입니다. 현대 과학은 그것을 생물학적 이동성의 가장 완벽한 형태로 간주합니다. 근육 섬유의 수축은 생물학적 개체에 의해 우주에서 이동하는 방식으로 "발달"되었습니다(이로 인해 삶의 기회가 크게 확장됨).
근육 수축은 화학 에너지를 기계적 에너지로 직접 변환하여 수행되는 작업의 결과인 장력 단계가 선행되고 좋은 효율(30-50%)입니다. 긴장 단계에서 위치 에너지의 축적은 근육을 가능한 상태로 만들지만 아직 실현되지 않은 수축 상태로 만듭니다.
동물과 인간은 (그리고 인간은 그들이 이미 잘 연구되었다고 믿습니다) 두 가지 주요 유형의 근육:줄무늬가 있고 매끄럽다. 줄무늬 근육또는 뼈에 부착된 골격(구성이 골격근과 다른 줄무늬 심장 근육 섬유 제외). 매끄러운 근육지지 조직 내장및 피부 및 혈관벽의 근육 조직 및 내장을 형성합니다.
스포츠 연구의 생화학 골격근, 스포츠 성능에 대한 "특별 책임".
근육(거시적 대상에 속하는 거시적 형성으로서)은 별도의 구성요소로 구성됩니다. 근섬유(미세 형성). 근육에는 각각 수천 개의 근육이 있으며 근육 노력은 많은 개별 섬유의 수축을 합산하는 필수 값입니다. 근육 섬유에는 세 가지 유형이 있습니다. 하얀색빠른 트위치 , 중간그리고 빨간색느린 테이퍼링. 섬유의 유형은 에너지 공급 메커니즘이 다르며 다른 운동 뉴런에 의해 제어됩니다. 근육 유형은 섬유 유형의 비율이 다릅니다.
분리된 근섬유 - 사상체 무세포 형성 - 증상... Symplast는 "세포처럼 보이지 않습니다": 길이가 0.1 ~ 2-3cm, 사르토르 근육에서 최대 12cm, 두께가 0.01 ~ 0.2mm입니다. Symplast는 껍질로 둘러싸여 있습니다. 사르콜레마,여러 운동 신경의 끝이 맞는 표면. Sarcolemma는 콜라겐 섬유 네트워크로 강화된 2층 지단백질 막(두께 10nm)입니다. 수축 후 이완되면 symplast를 원래 모양으로 되돌립니다(그림 4).
쌀. 4. 근섬유를 분리합니다.
sarcolemma-membrane의 외부 표면에서 전기 막 전위는 항상 유지되며 정지 상태에서도 90-100mV와 같습니다. 전위의 존재는 근섬유(자동차용 배터리와 같은)를 제어하기 위한 전제 조건입니다. 잠재력은 막을 통한 물질의 능동적 (즉, 에너지 소비 - ATP) 전달과 선택적 투과성으로 인해 생성됩니다 (원칙에 따라 - "나는 내가 원하는 사람을 들여 보내거나 내놓을 것입니다"). 따라서 symplast 내부에는 일부 이온과 분자가 외부보다 높은 농도로 축적됩니다.
Sarcolemma는 K + 이온에 잘 투과됩니다. 내부에 축적되고 Na + 이온은 외부에서 제거됩니다. 따라서 세포간액의 Na + 이온 농도는 symplast 내부의 K + 이온 농도보다 높습니다. 산성 쪽으로 pH가 이동하면(예를 들어 젖산의 형성과 함께) 일반적으로 통과하지 않는 고분자량 물질(지방산, 단백질, 다당류)에 대한 sarcolemma의 투과성이 증가합니다. 저분자 물질(포도당, 젖산 및 피루브산, 케톤체, 아미노산, 짧은 펩티드)은 쉽게 막을 통과(확산)합니다.
symplast의 내부 내용은 다음과 같습니다. 근질- 콜로이드성 단백질 구조입니다(점도가 젤리와 비슷함). 정지 된 상태에서는 글리코겐 내포물, 지방 방울, 핵, 미토콘드리아, 근원 섬유, 리보솜 등 다양한 세포 내 입자가 "내장"되어 있습니다.
symplast 내부의 수축성 "메커니즘" - 근원섬유.이것은 가는(Ø 1 - 2 µm) 근육 필라멘트로, 근섬유의 길이와 거의 같습니다. 훈련되지 않은 근육의 symplast에서 근원 섬유는 symplast를 따라 불규칙하게 배열되지만 흩어져 있고 편차가 있으며 훈련 된 근육에서는 근원 섬유가 세로 축을 따라 배향되며 로프와 같이 묶음으로 그룹화됩니다. (인공 및 합성 섬유를 방적할 때 고분자 고분자는 처음에 섬유를 따라 엄격하게 위치하지 않으며 운동 선수처럼 반복적으로 되감기를 통해 섬유 축을 따라 "지속적으로 훈련"됩니다. ).
광학현미경에서는 근원섬유가 실제로 "교차 줄무늬"인 것을 관찰할 수 있습니다. 그들은 밝은 영역과 어두운 영역(디스크)을 번갈아 가며 나타납니다. 다크 디스크 ㅏ (비등방성) 단백질은 가벼운 디스크보다 더 많이 포함합니다. 나 (등방성). 가벼운 디스크는 멤브레인에 의해 교차됩니다. 지 (telophragms) 및 둘 사이의 근원 섬유 영역 지 - 막이라고 함 근절... 근원섬유는 1000~1200개의 근절로 구성되어 있습니다(그림 5).
전체 근육 섬유의 수축은 단일 수축으로 구성됩니다. 근절.각각을 개별적으로 수축함으로써 근절은 집합적으로 일체의 힘을 생성하고 근육을 수축시키는 기계적 작업을 수행합니다.
근절의 길이는 안정 시 1.8 µm에서 중등도의 경우 1.5 µm, 완전 수축 시 최대 1 µm까지 다양합니다. 어둡고 밝은 sarcomeres 디스크에는 원형 섬유 (myofilaments)-단백질 섬유 구조가 포함되어 있습니다. 두꺼운(Ø - 11 - 14 nm, 길이 - 1500 nm) 및 얇은(Ø - 4 - 6 nm, 길이 - 1000 nm)의 두 가지 유형이 있습니다.
쌀. 5. 근원섬유 부위.
라이트 디스크( 나 ) 얇은 원형섬유와 어두운 원반으로만 구성됩니다( ㅏ ) - 두 가지 유형의 원형 원섬유에서 : 얇은, 멤브레인으로 함께 고정되고 두꺼운, 별도의 영역에 집중됨 ( 시간 ).
근절의 수축으로 어두운 디스크의 길이( ㅏ ) 변경되지 않으며 라이트 디스크의 길이( 나 ) 얇은 원형섬유(가벼운 디스크)가 두꺼운 디스크(어두운 디스크) 사이의 공간으로 밀려감에 따라 감소합니다. 원형 섬유의 표면에는 특별한 파생물이 있습니다. 접착력(약 3nm 두께). "작업 위치"에서 그들은 원형 섬유의 두꺼운 필라멘트와 얇은 필라멘트 사이에 맞물림(가로 다리)을 형성합니다(그림 6). 단축할 때 지 -막은 두꺼운 원형 섬유의 끝 부분에 접하고 얇은 원형 섬유는 두꺼운 원형 섬유 주위를 감쌀 수도 있습니다. 초수축으로 근절의 중심에 있는 가는 필라멘트의 끝이 감싸고 두꺼운 원형 섬유의 끝이 구겨집니다.
쌀. 6. 액틴과 미오신 사이의 유착 형성.
근섬유의 에너지 공급은 다음을 사용하여 수행됩니다. 근 소포체(그녀 - 근 소포체) - 세로 및 가로 튜브, 멤브레인, 기포, 구획 시스템.
sarcoplasmic reticulum에서 다양한 생화학적 과정이 조직적이고 통제된 방식으로 진행되며, 네트워크는 모든 것을 함께 수용하고 각각의 근원섬유를 개별적으로 수용합니다. 세망은 리보솜을 포함하고 단백질 합성을 수행하며 미토콘드리아는 "세포 에너지 스테이션"(학교 교과서에 정의됨)입니다. 실제로 미토콘드리아근원 섬유 사이에 내장되어 근육 수축 과정의 에너지 공급을 위한 최적의 조건을 만듭니다. 훈련된 근육의 미토콘드리아 수가 같은 훈련을 받지 않은 근육보다 많다는 것이 발견되었습니다.
근육의 화학적 구성.
물근육 무게의 70~80%를 남깁니다.
다람쥐... 단백질의 비율은 근육 중량의 17~21%를 차지합니다. 모든 근육 단백질의 약 40%는 근원섬유에 집중되어 있고, 30%는 근형질에, 14%는 미토콘드리아에, 15%는 근관에, 나머지는 핵에 집중되어 있습니다. 다른 세포 소기관.
근육 조직에는 효소가 포함되어 있습니다. 근인성 단백질여러 떼, 미오알부민- 저장 단백질(나이가 들수록 함량이 점차 감소), 적색 단백질 미오글로빈- 발색단백(근육 헤모글로빈이라고 하며 혈액 헤모글로빈보다 산소에 더 결합함), 글로불린, 근원 섬유 단백질.근원 섬유 단백질의 절반 이상이 다음을 차지합니다. 미오신, 약 4분의 1 - 액틴, 나머지는 트로포미오신, 트로포닌, α- 및 β-액티닌, 효소 크레아틴 포스포키나제, 데아미나제 등. 근육 조직에는 핵무기단백질- 핵단백질, 미토콘드리아 단백질.단백질에서 기질,근육 조직 땋기, - 주요 부분 - 콜라겐그리고 엘라스틴 sarcolemmas 및 myostromins (관련 지 -막).
에추가 가용성 질소 화합물.인간의 골격근에는 다양한 수용성 질소 화합물이 포함되어 있습니다. ATF, 0.25에서 0.4%로, 크레아틴 인산염(CRF)- 0.4 ~ 1 % (훈련 중, 그 양이 증가), 붕괴 생성물은 ADP, AMP, 크레아틴입니다. 또한 근육에는 디펩티드가 함유되어 있습니다. 카르노신,약 0.1 - 0.3%, 피로 중 근육 성능 회복에 참여; 카르니틴,세포막을 통한 지방산 전달을 담당합니다. 아미노산과 글루타민산이 그 중 우세합니다(이것은 글루타민산나트륨의 사용을 설명합니까, 음식에 고기 맛을 주기 위한 조미료의 구성을 읽습니까?). 퓨린 염기, 요소 및 암모니아. 골격근도 약 1.5% 함유 인산염,조직 호흡에 관여합니다.
무질소 사이... 근육에는 탄수화물, 글리코겐 및 그 대사 산물뿐만 아니라 지방, 콜레스테롤, 케톤체 및 미네랄 염이 포함되어 있습니다. 식단과 운동 정도에 따라 글리코겐의 양은 0.2%에서 3%까지 다양하며 훈련은 유리 글리코겐의 양을 증가시킵니다. 근육의 여분의 지방은 지구력 훈련 중에 저장됩니다. 단백질 결합 지방은 약 1%이고 근섬유막은 최대 0.2%의 콜레스테롤을 함유할 수 있습니다.
탄산수.근육 조직의 미네랄 물질은 근육 중량의 약 1-1.5%를 구성하며 주로 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘의 염입니다. K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, HP0 4 ~와 같은 미네랄 이온은 근육 수축 중 생화학 적 과정에서 중요한 역할을합니다 ( "스포츠"보충제 및 미네랄 워터의 구성에 포함됨) .
근육 단백질의 생화학.
근육의 주요 수축성 단백질 - 미오신원섬유 단백질( 분자량약 470,000). 미오신의 중요한 특징은 ATP 및 ADP 분자(ATP에서 에너지를 "취득"할 수 있음) 및 단백질 - 액틴(수축을 유지할 수 있게 함)과 복합체를 형성하는 능력입니다.
미오신 분자는 음전하를 가지며 특히 Ca ++ 및 Mg ++ 이온과 상호 작용합니다. Ca ++ 이온의 존재하에 미오신은 ATP의 가수 분해를 가속화하여 효소를 나타냅니다. 아데노신 삼인산 활성:
미오신-ATP+ H2O → 미오신 + ADP + H 3 PO 4 + 일(에너지 40kJ/mol)
미오신 단백질은 이중 나선처럼 꼬인 두 개의 동일한 긴 폴리펩티드 α-사슬에 의해 형성됩니다(그림 7). 단백질 분해 효소의 작용으로 미오신 분자는 두 부분으로 나뉩니다. 그 부분 중 하나는 액틴과의 접착을 통해 결합하여 액토미오신을 형성할 수 있습니다. 이 부분은 배지의 pH에 따라 달라지는 아데노신 트리포스파타제 활성을 담당하며 최적은 pH 6.0 - 9.5이며 KCl 농도입니다. 복합체 - actomyosin은 ATP가 있으면 분해되지만 유리 ATP가 없으면 안정적입니다. 미오신 분자의 두 번째 부분은 정전기 전하로 인해 두 개의 꼬인 나선으로 구성되어 미오신 분자를 원형 섬유로 묶습니다.
쌀. 7. 악토미오신의 구조.
두 번째로 중요한 수축성 단백질은 액틴(그림 7). 단량체(구형), 이량체(구형) 및 중합체(원섬유)의 세 가지 형태로 존재할 수 있습니다. 단량체 구형 액틴은 폴리펩티드 사슬이 조밀한 구형 구조로 촘촘하게 채워져 있을 때 ATP와 연결됩니다. ATP를 절단함으로써 액틴 단량체 - A는 ADP를 포함하는 이량체를 형성합니다. A - ADP - A. 고분자 원섬유 액틴 - 이량체로 구성된 이중 나선, Fig. 7.
구형 액틴은 K +, Mg ++ 이온의 존재하에 원섬유 액틴으로 변형되며 원섬유 액틴은 살아있는 근육에서 우세합니다.
근원 섬유에는 상당한 양의 단백질이 포함되어 있습니다. 트로포미오신, 2개의 α-나선형 폴리펩타이드 사슬로 구성됩니다. 휴식 근육에서 액틴은 Ca ++ 이온에 결합할 수 있고 이 차단을 제거하기 때문에 액틴과 복합체를 형성하고 활성 중심을 차단합니다.
분자 수준에서 근절의 두껍고 얇은 원형 섬유는 전하가 형성되는 파생물 및 돌출부와 같은 특수 영역이 있기 때문에 정전기적으로 상호 작용합니다. A 디스크 섹션에서 두꺼운 원형 섬유소는 세로로 배향된 미오신 분자 묶음으로 만들어지며 얇은 원형 섬유소는 두꺼운 원형 섬유소 주위에 방사상으로 위치하여 다중 코어 케이블과 유사한 구조를 형성합니다. 두꺼운 원형 섬유의 중앙 M 밴드에서 미오신 분자는 "꼬리"와 튀어 나온 "머리"로 연결되어 있습니다. 파생물은 다른 방향으로 향하고 규칙적인 나선형 선을 따라 위치합니다. 실제로, 그 반대의 경우, 단위체 액틴 소구체도 서로 일정 거리에 있는 원섬유형 액틴의 나선에 내장되어 있습니다. 각 난간에는 액티브 센터,미오신과의 유착 형성이 가능하기 때문입니다. sarcomeres의 Z-멤브레인(교대 주각과 같은)은 얇은 원형 섬유를 함께 고정합니다.
수축과 이완의 생화학.
수축하는 동안 근육에서 발생하는 주기적 생화학 반응은 "머리"(두꺼운 원형 섬유의 미오신 분자의 파생물)와 얇은 원형 섬유의 활성 중심인 돌출부 사이의 접착을 반복적으로 형성하고 파괴합니다. 미오신 필라멘트를 따라 유착 형성 및 액틴 필라멘트의 전진에 대한 작업은 정밀한 제어와 상당한 에너지 소비를 모두 요구합니다. 실제로 섬유 수축의 순간에는 각 활성 센터인 돌출부에서 분당 약 300개의 유착이 형성됩니다.
앞에서 언급했듯이 ATP 에너지만이 근육 수축의 기계적 작업으로 직접 변환될 수 있습니다. 미오신의 효소 중심에 의해 가수분해된 ATP는 모든 단백질 미오신과 복합체를 형성합니다. ATP-미오신 복합체에서 미오신은 에너지로 포화되어 구조를 변경하고 외부 "치수"와 함께 이러한 방식으로 미오신 필라멘트의 성장을 단축시키는 기계적 작업을 수행합니다.
휴식 중인 근육에서 미오신은 여전히 ATP에 결합되어 있지만 ATP의 가수분해 절단 없이 Mg++ 이온을 통해서입니다. 미오신과 휴지 상태의 액틴 사이의 유착 형성은 액틴의 활성 중심을 차단하는 트로포미오신-트로포닌 복합체에 의해 방지됩니다. Ca ++ 이온이 결합되어 있는 한 봉쇄는 유지되고 ATP는 절단되지 않습니다. 경우에 근섬유신경 자극이 온다, 두드러지다 펄스 송신기- 신경호르몬 아세틸콜린. Na + 이온을 사용하면 sarcolemma 내부 표면의 음전하가 중화되고 탈분극이 발생합니다. 이 경우 Ca ++ 이온이 방출되어 트로포닌에 결합합니다. 차례로 트로포닌은 전하를 잃기 때문에 활성 중심 - 액틴 필라멘트의 돌출부가 차단되지 않고 액틴과 미오신 사이에 접착이 나타납니다(얇고 두꺼운 원형 섬유의 정전기 반발이 이미 제거되었기 때문에). 이제 Ca ++의 존재하에 ATP는 미오신 효소 활성의 중심과 상호 작용하여 절단되고 변형 복합체의 에너지는 접착력을 줄이는 데 사용됩니다. 위에서 설명한 일련의 분자 이벤트는 마이크로 커패시터를 재충전하는 전류와 유사하며, 전기 에너지는 즉시 그 자리에서 기계적 작업으로 변환되며 다시 재충전해야 합니다(계속 진행하려면).
접착이 파열된 후 ATP는 절단되지 않고 다시 미오신과 효소-기질 복합체를 형성합니다.
M – A + ATP -----> M - ATP + A또는
M – ADP – A + ATP ----> M – ATP + A + ADP
이 순간에 새로운 신경 자극이 도착하면 "재충전" 반응이 반복되고, 다음 자극이 도착하지 않으면 근육이 이완됩니다. 이완 동안 수축된 근육이 원래 상태로 복귀하는 것은 근육 기질 단백질의 탄성력에 의해 제공됩니다. 근육 수축에 대한 현대적인 가설을 제시하면서 과학자들은 수축 순간에 액틴 필라멘트가 미오신 필라멘트를 따라 미끄러지며 수축성 단백질의 공간 구조 변화(나선 모양의 변화)로 인해 단축될 수도 있다고 제안합니다. .
휴식 시 ATP는 가소화 효과가 있습니다. 미오신과 결합하여 액틴과의 유착 형성을 방지합니다. 근육 수축 중 분열, ATP는 유착 단축과 Ca ++ 이온 공급인 "칼슘 펌프"의 작업을 위한 에너지를 제공합니다. 근육에서 ATP의 분해는 매우 빠른 속도로 발생합니다. 분당 근육 1g당 최대 10마이크로몰입니다. 근육에 있는 ATP의 총 매장량은 작기 때문에(최대 전력으로 0.5-1초 동안만 사용할 수 있음) 정상적인 근육 활동을 보장하기 위해 ATP는 분해되는 것과 동일한 속도로 회복되어야 합니다. .
결론
근육 활동 중 생화학 적 과정에 대한 연구는 스포츠 생화학, 생물학, 생리학뿐만 아니라 의학 분야에서도 중요합니다. 과로 예방, 신체 능력 향상 및 회복 과정 가속화는 건강을 유지하고 강화하는 중요한 측면이기 때문입니다 인구의.
분자 수준의 심층 생화학 연구는 훈련 방법의 개선에 기여하며, 효과적인 방법효율성 향상, 운동 선수 재활 방법 개발, 체력 수준 평가 및 영양 합리화.
다양한 힘의 근육 활동으로 호르몬 대사 과정이 어느 정도 변화하여 신체 활동에 대한 반응으로 신체의 생화학 적 변화의 발달을 조절합니다. 중요한 역할은 세포 내 대사 조절과 근육의 기능적 활동 조절에서 호르몬 및 신경 전달 물질의 2차 매개체로서의 고리형 뉴클레오티드에 속합니다.
문헌 데이터를 기반으로 우리는 신체의 생화학 적 과정의 변화 정도가 수행 된 운동 유형, 강도 및 기간에 달려 있다고 확신했습니다.
특수 문헌의 분석을 통해 근육 운동 중 운동 선수의 신체의 생화학적 변화를 연구할 수 있었습니다. 우선, 이러한 변화는 수행되는 근육 운동의 유형, 힘과 지속 시간, 운동 선수의 체력 수준에 따라 달라지는 유산소 및 무산소 에너지 생산 메커니즘과 관련이 있습니다. 근육 활동 중 생화학 적 변화는 신체의 모든 기관과 조직에서 관찰되며 이는 신체 운동이 신체에 미치는 영향이 높음을 나타냅니다.
문헌에 따르면 근육 활동에 에너지를 공급하는 무산소(산소가 없는) 및 유산소(산소가 포함된) 메커니즘이 표시되었습니다. 무산소 메커니즘은 충분히 빠른 전개 속도를 가지고 있기 때문에 운동 수행의 최대 및 최대 이하 전력에서 더 큰 범위로 에너지를 제공합니다. 유산소 기전은 장기간의 고강도 및 중등도 작업에서 주요 메커니즘이며 대사 능력이 실질적으로 무제한이기 때문에 일반 지구력의 생화학 적 기초입니다.
다양한 힘을 행사하는 동안 신체의 생화학 적 변화는 혈액, 소변, 호기 공기 및 근육에서의 근육 대사 산물의 함량에 의해 결정됩니다.
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운동선수의 몸은 강렬한 근육 활동에 어떻게 적응합니까?
스포츠 생리학은 신체를 증가된 근육 활동에 적응시키는 과정에서 발생하는 신체의 심오한 기능적 변화를 연구합니다. 그러나 그들은 조직과 기관의 대사, 궁극적으로 신체 전체의 생화학적 변화를 기반으로 합니다. 그러나 우리는 매우 일반보기훈련의 영향으로 발생하는 주요 변화는 근육에만 있습니다.
훈련의 영향을받는 근육의 생화학 적 구조 조정의 기초는 근육의 기능 및 에너지 예비의 지출 및 복원 과정의 상호 의존입니다. 이전 내용에서 이미 이해했듯이 근육 활동 중에 ATP의 강렬한 분해가 발생하므로 다른 물질이 집중적으로 소비됩니다. 근육에서 - 이것은 크레아틴 인산염, 글리코겐, 지질이며, 간에서 글리코겐은 분해되어 당을 형성하고 혈액과 함께 작동 근육, 심장, 뇌로 운반됩니다. 지방이 집중적으로 분해되고 지방산이 산화됩니다. 동시에 대사 산물은 인산 및 젖산, 케톤체, 이산화탄소와 같은 신체에 축적됩니다. 그들은 신체에서 부분적으로 손실되고 부분적으로 다시 사용되어 신진 대사에 관여합니다. 근육 활동은 많은 효소의 활동 증가를 동반하며 이로 인해 소비되는 물질의 합성이 시작됩니다. ATP, 크레아틴 포스페이트 및 글리코겐의 재합성은 작업 중에도 가능하지만 이와 함께 이러한 물질의 집중적 분해가 있습니다. 따라서 작업 중 근육의 내용은 원본에 도달하지 않습니다.
휴식기에는 에너지원의 집중적 분열이 멈추면 재합성 과정이 확연히 우세하며, 소모된 것의 회복(보상)이 일어날 뿐만 아니라 초회를 초과하는 초회수(초보상)도 일어난다. 수준. 이 패턴을 "초보상 법칙"이라고 합니다.
과보상 현상의 본질.
스포츠의 생화학에서 이 과정의 법칙이 연구되었습니다. 예를 들어 근육, 간 및 기타 기관에서 물질이 집중적으로 소모되면 재합성이 더 빨리 진행되고 과잉 회복 현상이 더 두드러진다는 것이 확인되었습니다. 예를 들어, 단기 집중 작업 후 1시간 휴식 후에 근육의 글리코겐 수준이 초기 수준 이상으로 증가하고 12시간 후에는 초기 추가 작업 수준으로 돌아갑니다. 장기간 작업 후 초과 보상은 12 시간 후에 만 발생하지만 근육의 글리코겐 수치 증가는 3 일 이상 지속됩니다. 덕분에 가능합니다. 높은 활동효소 및 향상된 합성.
따라서 훈련의 영향으로 신체 변화의 생화학 적 기초 중 하나는 효소 시스템의 활동 증가와 작업 중에 소비되는 에너지 원의 초과 보상입니다. 스포츠 훈련에서 초과 보상의 법칙을 고려하는 것이 왜 매우 중요합니까?
초과 보상 패턴에 대한 지식은 정상적인 신체 운동과 스포츠 훈련 중 부하의 강도와 휴식 간격을 과학적으로 입증하는 것을 가능하게 합니다.
과보상은 작업 종료 후에도 일정 시간 동안 지속되기 때문에 보다 유리한 생화학적 조건에서 후속 작업을 수행할 수 있으며, 이에 따라 기능적 수준이 더욱 상승하게 된다(그림 ...). 후속 작업이 불완전한 복구 조건에서 수행되면 기능 수준이 감소합니다 (그림 ...).
훈련의 영향으로 신체에서 능동적 인 적응이 발생하지만 "일반적으로"작동하는 것이 아니라 특정 유형에 적용됩니다. 다양한 유형의 스포츠 활동을 연구할 때 생화학적 적응의 특이성의 원리가 확립되었고 운동 활동의 특성인 속도, 힘, 지구력의 생화학적 기초가 확립되었습니다. 이는 대상 교육 시스템에 대한 과학적 기반 권장 사항을 의미합니다.
한 가지 예만 들어보겠습니다. 강렬한 고속 부하(달리기) 후에 호흡이 어떻게 강화되는지 기억하십시오("숨가쁨"). 그 이유는 무엇입니까? 작업(달리기) 중 혈액 내 산소 부족으로 이산화탄소 뿐만 아니라 저산화된 생성물(젖산 등)이 축적되어 혈액의 산성도가 변화하게 됩니다. 따라서 이것은 medulla oblongata에서 호흡 중추의 흥분과 호흡 증가를 유발합니다. 집중적인 산화의 결과로 혈액의 산도가 정상화됩니다. 그리고 이것은 호기성 산화 효소의 높은 활성에서만 가능합니다. 결과적으로 휴식 기간 동안 집중 작업이 끝나면 호기성 산화 효소가 활발히 기능합니다. 동시에 장기간 작업을 수행하는 운동 선수의 지구력은 호기성 산화 활동에 직접적으로 의존합니다. 이를 기반으로 현재 일반적으로 받아 들여지는 많은 스포츠 훈련에 단기 고강도 부하를 포함하도록 권장한 것은 생화학자였습니다.
훈련된 유기체의 생화학적 특성은 무엇입니까?
훈련된 신체의 근육:
미오신의 함량이 증가하면 그 안에 있는 자유 HS 그룹의 수가 증가합니다. ATP를 분해하는 근육의 능력;
ATP의 재합성에 필요한 에너지원의 매장량(크레아틴 포스페이트, 글리코겐, 지질 등의 함량)
혐기성 및 호기성 산화 과정을 모두 촉매하는 효소의 활성이 크게 증가합니다.
근육의 미오글로빈 함량이 증가하여 근육에 예비 산소가 생성됩니다.
근육 이완의 역학을 제공하는 근육 기질의 단백질 함량이 증가합니다. 운동 선수에 대한 관찰은 훈련의 영향으로 근육을 이완시키는 능력이 증가한다는 것을 보여줍니다.
한 요인에 적응하면 다른 요인(예: 스트레스 등)에 대한 저항력이 증가합니다.
현대 운동 선수의 훈련에는 고강도 신체 활동과 많은 양이 필요하며 신체에 일방적 인 영향을 줄 수 있습니다. 그러므로 그녀는 요구한다 지속적인 모니터링스포츠의 생화학 및 생리학을 기반으로 하는 의사, 스포츠 의학 전문가.
그리고 스포츠 활동과 같은 체육을 통해 인체의 예비 능력을 개발하고 완전한 건강, 고성능 및 장수를 제공할 수 있습니다. 육체적 건강은 사람의 성격의 조화로운 발달의 필수적인 부분이며 성격, 정신 과정의 안정성, 의지적 자질 등을 형성합니다.
체육 교육의 과학 시스템과 신체 문화의 의료 및 교육학 통제의 창시자는 뛰어난 국내 과학자, 뛰어난 교사, 해부학자 및 의사 Peter Frantsevich Lesgaft입니다. 그의 이론은 사람의 육체적 정신적, 도덕적, 미적 발달의 통일성의 원리에 기초합니다. 그는 체육 이론을 "생물학의 한 분야"로 간주했습니다.
생화학은 체육과 스포츠의 기초를 연구하는 생물학 시스템에서 큰 역할을 합니다.
이미 지난 세기의 40 년대에 레닌 그라드 과학자 Nikolai Nikolaevich Yakovlev의 실험실에서 스포츠 생화학 분야의 목적있는 과학적 연구가 시작되었습니다. 그들은 유기체의 적응의 본질과 구체적인 특징을 찾는 것을 가능하게했습니다. 다른 유형근육 활동, 스포츠 훈련의 원칙, 운동 선수의 성과에 영향을 미치는 요인, 피로 상태, 오버트레이닝 및 기타 여러 가지를 입증합니다. 기타 미래에 스포츠 생화학의 발전은 우주 비행사 준비의 기초를 형성했습니다.
스포츠의 생화학은 어떤 질문을 해결합니까?
스포츠의 생화학은 스포츠 생리학 및 스포츠 의학의 기초입니다. 작동 근육에 대한 생화학적 연구는 다음을 확립했습니다.
증가된 근육 활동에 대한 능동적 적응으로서 생화학적 변화의 규칙성;
스포츠 훈련 원칙의 정당화(반복, 규칙성, 일과 휴식의 비율 등)
운동 활동의 특성(속도, 힘, 지구력)의 생화학적 특성
운동 선수의 신체 및 기타 여러 회복을 가속화하는 방법. 박사
질문 및 작업.
왜 고속 하중이 신체에 더 다재다능하게 작용합니까?
아리스토텔레스의 말에 생리학적, 생화학적 근거를 제시해 보십시오. "장기간의 신체 활동이 없는 것처럼 사람을 지치게 하고 파괴하지 않는 것은 없습니다." 현대인에게 왜 그렇게 관련이 있습니까?