Učebnica načrtáva základy všeobecnej biochémie a biochémie svalovej činnosti ľudského tela, popisuje chemickú stavbu a metabolické procesy najdôležitejších látok organizmu a odhaľuje ich úlohu pri zabezpečovaní svalovej činnosti. Biochemické aspekty procesov svalovej kontrakcie a mechanizmy tvorby energie vo svaloch, zákonitosti vývoja motorické vlastnosti, procesy únavy, zotavenie, adaptácia, ako aj racionálna výživa a diagnostika funkčného stavu športovcov. Pre študentov a učiteľov vysokých a stredných škôl vzdelávacie inštitúcie telesná výchova a športu, špecialisti na telesnú rehabilitáciu a rekreáciu.

Informácie o knihe:
Volkov N.I., Nesen E.N., Osipenko A.A., Korsun S.N. Biochémia svalovej aktivity. 2000. - 503 s.

Časť prvá. Biochemické základy vitálnej činnosti ľudského tela
Kapitola 1. Úvod do biochémie
1. Predmet a metódy biochemického výskumu
2. História vývoja biochémie a formovanie biochémie športu
3. Chemická štruktúraĽudské telo
4. Transformácia makromolekúl
testovacie otázky

Kapitola 2
1. Metabolizmus je nevyhnutnou podmienkou existencie živého organizmu
2. Katabolické a anabolické reakcie – dve strany metabolizmu
3. Typy metabolizmu
4. Štádiá rozkladu živiny a extrakcia energie v bunkách
5. Bunkové štruktúry a ich úloha v metabolizme
6. Regulácia metabolizmu
testovacie otázky

Kapitola 3
1. Zdroje energie
2. ATP – univerzálny zdroj energie v organizme
3. Biologická oxidácia – hlavný spôsob výroby energie v bunkách tela
4. Mitochondrie – „energetické stanice“ bunky
5. Cyklus kyseliny citrónovej je centrálnou cestou pre aeróbnu oxidáciu živín
6. Dýchací reťazec
7. Oxidačná fosforylácia je hlavným mechanizmom syntézy ATP
8. Regulácia metabolizmu ATP
testovacie otázky

Kapitola 4
1. Voda a jej úloha v organizme
2. Vodná bilancia a jej zmena pri svalovej činnosti
3. Minerály a ich úloha v organizme
4. Metabolizmus minerálov pri svalovej činnosti
testovacie otázky

Kapitola 5
1. Mechanizmy transportu látok
2. Acidobázický stav vnútorného prostredia organizmu
3. Pufrové systémy a ich úloha pri udržiavaní konštantného pH média
testovacie otázky

Kapitola 6
1. Všeobecné pochopenie enzýmov
2. Štruktúra enzýmov a koenzýmov
3. Viaceré formy enzýmov
4. Vlastnosti enzýmov
5. Mechanizmus účinku enzýmov
6. Faktory ovplyvňujúce pôsobenie enzýmov
7. Klasifikácia enzýmov
testovacie otázky

Kapitola 7
1. Všeobecné chápanie vitamínov
2. Klasifikácia vitamínov
3. Charakterizácia vitamínov rozpustných v tukoch
4. Charakterizácia vitamínov rozpustných vo vode
5. Látky podobné vitamínom
testovacie otázky

Kapitola 8
1. Pochopenie hormónov
2. Vlastnosti hormónov
3. Chemická podstata hormónov
4. Regulácia biosyntézy hormónov
5. Mechanizmus účinku hormónov
6. Biologická úloha hormónov
7. Úloha hormónov vo svalovej činnosti
testovacie otázky

Kapitola 9
1. Chemické zloženie a biologická úloha uhľohydrátov
2. Charakterizácia tried sacharidov
3. Metabolizmus sacharidov v ľudskom tele
4. Rozklad sacharidov pri trávení a ich vstrebávanie do krvi
5. Hladina glukózy v krvi a jej regulácia
6. Intracelulárny metabolizmus sacharidov
7. Metabolizmus sacharidov pri svalovej činnosti
testovacie otázky

Kapitola 10
1. Chemické zloženie a biologická úloha lipidov
2. Charakterizácia tried lipidov
3. Metabolizmus tukov v tele
4. Rozklad tukov pri trávení a ich vstrebávanie
5. Intracelulárny metabolizmus tukov
6. Regulácia metabolizmu lipidov
7. Porušenie metabolizmu lipidov
8. Metabolizmus tukov pri svalovej činnosti
testovacie otázky

Kapitola 11
1. Chemická štruktúra nukleových kyselín
2. Štruktúra, vlastnosti a biologická úloha DNA
3. Štruktúra, vlastnosti a biologická úloha RNA
4. Výmena nukleových kyselín
testovacie otázky

Kapitola 12
1. Chemické zloženie a biologická úloha bielkovín
2. Aminokyseliny
3. Štrukturálna organizácia bielkovín
4. Vlastnosti bielkovín
5. Charakterizácia jednotlivých bielkovín podieľajúcich sa na práci svalov
6. Voľné peptidy a ich úloha v organizme
7. Metabolizmus bielkovín v tele
8. Rozklad bielkovín pri trávení a vstrebávanie aminokyselín
9. Biosyntéza bielkovín a jej regulácia
10. Intersticiálny rozklad bielkovín
11. Intracelulárna premena aminokyselín a syntéza močoviny
12. Metabolizmus bielkovín pri svalovej činnosti
testovacie otázky

Kapitola 13. Integrácia a regulácia metabolizmu - biochemický základ adaptačných procesov
1. Vzájomná premena sacharidov, tukov a bielkovín
2. Regulačné systémy metabolizmu a ich úloha pri adaptácii organizmu na fyzickú záťaž
3. Úloha jednotlivých tkanív v integrácii intermediárneho metabolizmu
testovacie otázky

Druhá časť. Biochémia športu
Kapitola 14
1. Typy svalov a svalových vlákien
2. Štrukturálna organizácia svalových vlákien
3. Chemické zloženie svalového tkaniva
4. Štrukturálne a biochemické zmeny svalov počas kontrakcie a relaxácie
5. Molekulárny mechanizmus svalovej kontrakcie
testovacie otázky

Kapitola 15
1. všeobecné charakteristiky mechanizmy výroby energie
2. Kreatínfosfokinázový mechanizmus resyntézy ATP
3. Glykolytický mechanizmus resyntézy ATP
4. Myokinázový mechanizmus resyntézy ATP
5. Aeróbny mechanizmus resyntézy ATP
6. Prepojenie energetických systémov pri rôznych fyzických záťažiach a ich prispôsobenie počas tréningu
testovacie otázky

Kapitola 16
1. Všeobecné smerovanie zmien biochemických procesov pri svalovej činnosti
2. Transport kyslíka do pracujúcich svalov a jeho spotreba pri svalovej činnosti
3. Biochemické zmeny v jednotlivých orgánoch a tkanivách pri svalovej práci
4. Klasifikácia cvičenie charakterom biochemických zmien pri svalovej práci
testovacie otázky

Kapitola 17
1. Biochemické faktory únavy pri krátkodobých cvičeniach maximálneho a submaximálneho výkonu
2. Biochemické faktory únavy pri dlhodobých cvičeniach vysokého a stredného výkonu
testovacie otázky

Kapitola 18
1. Dynamika procesov biochemickej obnovy po svalovej práci
2. Postupnosť obnovy energetických zásob po svalovej práci
3. Eliminácia produktov rozpadu v období odpočinku po svalovej práci
4. Využitie znakov toku regeneračných procesov pri výstavbe športovej prípravy
testovacie otázky

Kapitola 19
1. Faktory obmedzujúce fyzickú výkonnosť človeka
2. Ukazovatele aeróbnej a anaeróbnej výkonnosti športovca
3. Vplyv tréningu na výkonnosť športovcov
4. Vek a športová výkonnosť
testovacie otázky

Kapitola 20
1. Biochemické charakteristiky rýchlostno-silových vlastností
2. Biochemické základy metód rýchlostno-silovej prípravy športovcov
testovacie otázky

Kapitola 21
1. Faktory biochemickej odolnosti
2. Tréningové metódy, ktoré podporujú vytrvalosť
testovacie otázky

Kapitola 22
1. Fyzická aktivita, adaptačný a tréningový efekt
2. Vzorce rozvoja biochemickej adaptácie a princípy tréningu
3. Špecifickosť adaptačných zmien v organizme počas tréningu
4. Reverzibilita adaptačných zmien počas tréningu
5. Postupnosť adaptačných zmien počas tréningu
6. Interakcia tréningových efektov počas tréningu
7. Cyklický rozvoj adaptácie v procese tréningu
testovacie otázky

Kapitola 23
1. Zásady racionálnej výživy športovcov
2. Spotreba energie organizmu a jej závislosť od vykonanej práce
3. Vyváženosť živín v strave športovca
4. Úloha jednotlivých chemických zložiek potravy pri zabezpečovaní svalovej činnosti
5. Výživové doplnky a regulácia hmotnosti
testovacie otázky

Kapitola 24
1. Úlohy, druhy a organizácia biochemickej kontroly
2. Predmety štúdia a hlavné biochemické parametre
3. Hlavné biochemické ukazovatele zloženia krvi a moču, ich zmena počas svalovej činnosti
4. Biochemické riadenie vývoja systémov zásobovania energiou organizmu pri svalovej činnosti
5. Biochemická kontrola úrovne trénovanosti, únavy a regenerácie organizmu športovca
6. Kontrola dopingu v športe
testovacie otázky

Slovníček pojmov
Jednotky
Literatúra

Viac o knihe: formát: pdf, veľkosť súboru: 37,13 Mb.

ODštruktúra a kontrakcia svalových vlákien.

Svalová kontrakcia v živom systéme je mechanochemický proces. Moderná veda ho považuje za najdokonalejšiu formu biologickej mobility. Biologické objekty „vyvinuli“ kontrakciu svalových vlákien ako spôsob pohybu v priestore (čím sa výrazne rozšírili ich životné možnosti).

Svalovej kontrakcii predchádza fáza napätia, ktorá je výsledkom práce vykonanej premenou chemickej energie na mechanickú priamo a s dobrou účinnosťou (30-50%). Hromadenie potenciálnej energie vo fáze napätia privádza sval do stavu možnej, no zatiaľ neuskutočnej kontrakcie.

Zvieratá a ľudia (a ľudia veria, že už boli dobre preštudovaní) dva hlavné typy svalov: pruhované a hladké. priečne pruhované svaly alebo kostrové pripojené ku kostiam (okrem priečne pruhovaných vlákien srdcového svalu, ktoré sa od kostrových svalov líšia zložením). Hladký svaly podporné tkanivo vnútorné orgány a kože a tvoria svalstvo stien krvných ciev, ako aj čriev.

V biochémii športu sa študuje kostrové svaly, „osobitne zodpovedný“ za športové výsledky.

Sval (ako makro útvar patriaci k makroobjektu) pozostáva z jednotlivca svalové vlákna(mikroformácie). Vo svale sú ich tisíce, respektíve svalové úsilie je integrálnou hodnotou, ktorá sumarizuje kontrakcie mnohých jednotlivých vlákien. Existujú tri typy svalových vlákien: biely rýchlo ubúda , medziprodukt A červená pomaly sa zmenšuje. Typy vlákien sa líšia mechanizmom ich zásobovania energiou a sú riadené rôznymi motorickými neurónmi. Typy svalov sa líšia pomerom typov vlákien.

Samostatné svalové vlákno - formácia bez vláknitých buniek - symplast. Symplast „nevyzerá ako bunka“: má silne pretiahnutý tvar na dĺžku od 0,1 do 2-3 cm, v sartoriusovom svale do 12 cm a hrúbku 0,01 až 0,2 mm. Symplast je obklopený plášťom - sarkolema na povrch ktorého sú vhodné zakončenia viacerých motorických nervov. Sarkolema je dvojvrstvová lipoproteínová membrána (hrúbka 10 nm) vystužená sieťou kolagénových vlákien. Pri uvoľnení po kontrakcii vrátia sympplast do pôvodného tvaru (obr. 4).

Ryža. 4. Oddeľte svalové vlákno.

Na vonkajšom povrchu sarkolemy-membrány je elektrický membránový potenciál vždy zachovaný, aj v pokoji je 90-100 mV. Prítomnosť potenciálu je nevyhnutnou podmienkou pre riadenie svalových vlákien (ako autobatéria). Potenciál vzniká aktívnym (t. j. s nákladmi na energiu - ATP) prenosom látok cez membránu a jej selektívnou priepustnosťou (podľa princípu - „pustím alebo vypustím, koho chcem“). Preto sa vo vnútri sympplastu niektoré ióny a molekuly hromadia vo vyššej koncentrácii ako vonku.

Sarkolema je dobre priepustná pre ióny K + - hromadia sa vo vnútri a ióny Na + sú odstránené vonku. V súlade s tým je koncentrácia iónov Na+ v medzibunkovej tekutine väčšia ako koncentrácia iónov K+ vo vnútri symplastu. Posun pH na kyslú stranu (napr. pri tvorbe kyseliny mliečnej) zvyšuje priepustnosť sarkolemy pre makromolekulárne látky (mastné kyseliny, bielkoviny, polysacharidy), ktoré cez ňu bežne neprechádzajú. Cez membránu ľahko prechádzajú (difundujú) nízkomolekulárne látky (glukóza, kyselina mliečna a pyrohroznová, ketolátky, aminokyseliny, krátke peptidy).

Vnútorný obsah symplastu je sarkoplazma- ide o koloidnú proteínovú štruktúru (konzistenciou pripomína želé). V suspendovanom stave obsahuje inklúzie glykogénu, tukové kvapky, sú v ňom „zapustené“ rôzne subcelulárne častice: jadrá, mitochondrie, myofibrily, ribozómy a iné.

Kontraktilný "mechanizmus" vo vnútri symplastu - myofibrily. Sú to tenké (Ø 1 - 2 mikróny) svalové vlákna, dlhé - takmer rovnaké ako dĺžka svalového vlákna. Zistilo sa, že v symplastoch netrénovaných svalov nie sú myofibrily usporiadané usporiadane, pozdĺž symplastu, ale s rozptylom a odchýlkami a u trénovaných sú myofibrily orientované pozdĺž pozdĺžnej osi a sú tiež zoskupené do zväzkov ako napr. v lanách. (Pri spriadaní umelých a syntetických vlákien nie sú polymérne makromolekuly spočiatku umiestnené striktne pozdĺž vlákna a ako športovci sú „tvrdohlavo trénovaní“ - správne orientovaní - pozdĺž osi vlákien, opakovaným prevíjaním: pozri dlhé workshopy na ZIV a Chimvolokno).

Vo svetelnom mikroskope možno pozorovať, že myofibrily sú skutočne „priečne pruhované“. Striedajú svetlé a tmavé plochy – disky. Tmavé ráfiky ALE (anizotropné) proteíny obsahujú viac ako ľahké disky ja (izotropný). Svetelné kotúče prekrížené membránami Z (telofragmy) a oblasť myofibril medzi dvoma Z - nazývané membrány sarkoméra. Myofibrila pozostáva z 1000 - 1200 sarkomérov (obr. 5).

Kontrakcia svalového vlákna ako celku pozostáva z kontrakcií jednotlivých sarkoméry. Zmršťujúc sa každý zvlášť, sarkoméry spolu vytvárajú integrálnu silu a vykonávajú mechanickú prácu na zmenšenie svalu.

Dĺžka sarkoméry sa pohybuje od 1,8 µm v pokoji do 1,5 µm so strednou kontrakciou a až do 1 µm s úplnou kontrakciou. Disky sarkomérov, tmavé a svetlé, obsahujú protofibrily (myofilamenty) - proteínové vláknité štruktúry. Sú dvoch typov: hrubé (Ø - 11 - 14 nm, dĺžka - 1500 nm) a tenké (Ø - 4 - 6 nm, dĺžka - 1000 nm).

Ryža. 5. Graf myofibril.

svetelné disky ( ja ) pozostávajú iba z tenkých protofibríl a tmavých diskov ( ALE ) - z protofibríl dvoch typov: tenké, spojené dohromady membránou a hrubé, sústredené v samostatnej zóne ( H ).

Pri kontrakcii sarkoméry sa dĺžka tmavého disku ( ALE ) sa nemení, kým dĺžka svetelného disku ( ja ) klesá, keď sa tenké protofibrily (svetlé disky) presúvajú do medzier medzi hrubými (tmavé disky). Na povrchu protofibríl sú špeciálne výrastky - zrasty (hrubé asi 3 nm). V „pracovnej polohe“ tvoria záber (priečnymi mostíkmi) medzi hrubými a tenkými vláknami protofibríl (obr. 6). Pri redukcii Z -membrány sa opierajú o konce hrubých protofibríl a tenké protofibrily sa môžu dokonca ovíjať okolo hrubých. Pri nadmernej kontrakcii sa konce tenkých filamentov v strede sarkoméry obalia a konce hrubých protofibríl sa pokrčia.

Ryža. 6. Tvorba hrotov medzi aktínom a myozínom.

Svalové vlákna sú zásobované energiou prostredníctvom sarkoplazmatického retikula(ona je tiež sarkoplazmatického retikula) - systémy pozdĺžnych a priečnych tubulov, membrán, bublín, priehradiek.

V sarkoplazmatickom retikule prebiehajú rôzne biochemické procesy organizovane a kontrolovane, sieť pokrýva všetko spolu a každú myofibrilu zvlášť. Retikulum zahŕňa ribozómy, vykonávajú syntézu bielkovín a mitochondrie - "bunkové energetické stanice" (podľa definície školskej učebnice). Vlastne mitochondrie sú vybudované medzi myofibrilami, čo vytvára optimálne podmienky pre energetické zásobovanie procesu svalovej kontrakcie. Zistilo sa, že počet mitochondrií v trénovaných svaloch je väčší ako v tých istých netrénovaných.

Chemické zloženie svalov.

voda s zanecháva 70 - 80% hmotnosti svalov.

Veveričky. Proteíny tvoria 17 až 21 % svalovej hmotnosti: približne 40 % všetkých svalových bielkovín je koncentrovaných v myofibrilách, 30 % v sarkoplazme, 14 % v mitochondriách, 15 % v sarkoléme a zvyšok v jadrách a iných bunkových organelách.

Svalové tkanivo obsahuje enzýmy myogénne proteíny skupiny, myoalbumín- zásobná bielkovina (s vekom jej obsah postupne klesá), červená bielkovina myoglobínu- chromoproteín (nazýva sa svalový hemoglobín, viaže kyslík viac ako krvný hemoglobín), ako aj globulíny, myofibrilárne proteíny. Viac ako polovica myofibrilárnych proteínov je myozín, asi štvrtina aktín, zvyšok - tropomyozín, troponín, α- a β-aktiníny, enzýmy kreatínfosfokináza, deamináza a iné. Vo svalovom tkanive sú jadrovéveveričky- nukleoproteíny, mitochondriálne proteíny. V bielkovinách stroma, pletenie svalového tkaniva, - hlavná časť - kolagén A elastínu sarkolemy, ako aj myostromíny (spojené s Z - membrány).

Inrozpustné dusíkaté zlúčeniny.Ľudské kostrové svaly obsahujú rôzne vo vode rozpustné dusíkaté zlúčeniny: ATP od 0,25 do 0,4 %, kreatínfosfát (CrF)- od 0,4 do 1% (počas tréningu sa jeho množstvo zvyšuje), ich produkty rozkladu - ADP, AMP, kreatín. Okrem toho svaly obsahujú dipeptid karnozín, asi 0,1 - 0,3%, podieľa sa na obnove svalovej výkonnosti pri únave; karnitín, zodpovedný za prenos mastných kyselín cez bunkové membrány; aminokyseliny a medzi nimi prevláda kyselina glutámová (nevysvetľuje to použitie glutamanu sodného, ​​prečítajte si zloženie korenín, aby jedlo malo chuť mäsa); purínové zásady, močovina a amoniak. Kostrové svaly tiež obsahujú asi 1,5 % fosfatidy, podieľa sa na tkanivovom dýchaní.

Bez dusíka spojenia. Svaly obsahujú sacharidy, glykogén a jeho metabolické produkty, ako aj tuky, cholesterol, ketolátky a minerálne soli. V závislosti od stravy a stupňa tréningu sa množstvo glykogénu pohybuje od 0,2 do 3%, pričom tréning zvyšuje množstvo voľného glykogénu. Pri vytrvalostnom tréningu sa hromadia náhradné tuky vo svaloch. Tuk viazaný na bielkoviny je približne 1% a membrány svalových vlákien môžu obsahovať až 0,2% cholesterolu.

Minerály. Minerálne látky svalového tkaniva tvoria približne 1 - 1,5 % hmotnosti svalu, ide najmä o soli draslíka, sodíka, vápnika, horčíka. Minerálne ióny ako K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, HP0 4 ~ hrajú dôležitú úlohu v biochemických procesoch pri svalovej kontrakcii (sú zahrnuté v "športových" suplementoch a minerálnych vodách).

Biochémia svalových bielkovín.

Hlavný kontraktilný proteín vo svale myozín označuje fibrilárne proteíny ( Molekulová hmotnosť asi 470 000). Dôležitou vlastnosťou myozínu je schopnosť vytvárať komplexy s molekulami ATP a ADP (čo vám umožňuje „odoberať“ energiu z ATP) a s proteínom - aktínom (čo umožňuje zadržať kontrakciu).

Molekula myozínu má negatívny náboj a špecificky interaguje s iónmi Ca++ a Mg++. Myozín v prítomnosti Ca++ iónov urýchľuje hydrolýzu ATP, a tak vykazuje enzymatické aktivita adenozíntrifosfátu:

myozín-ATP+H20 → myozín + ADP + H3PO4 + práca(energia 40 kJ/mol)

Proteín myozín je tvorený dvoma rovnakými dlhými polypeptidovými α-reťazcami skrútenými ako dvojitá špirála, obr.7. Pôsobením proteolytických enzýmov sa molekula myozínu rozpadne na dve časti. Jedna z jeho častí je schopná viazať sa prostredníctvom adhézií na aktín, čím vzniká aktomyozín. Táto časť je zodpovedná za aktivitu adenozíntrifosfatázy, ktorá závisí od pH média, optimum je pH 6,0 – 9,5, ako aj od koncentrácie KCl. Aktomyozínový komplex sa rozkladá v prítomnosti ATP, ale je stabilný v neprítomnosti voľného ATP. Druhá časť molekuly myozínu sa tiež skladá z dvoch stočených helixov, ktoré vplyvom elektrostatického náboja viažu molekuly myozínu do protofibríl.

Ryža. 7. Štruktúra aktomyozínu.

Druhý hlavný kontraktilný proteín aktín(obr. 7). Môže existovať v troch formách: monomérna (globulárna), dimérna (globulárna) a polymérna (fibrilárna). Monomérny globulárny aktín, keď sú jeho polypeptidové reťazce pevne zbalené do kompaktnej sférickej štruktúry, je spojený s ATP. Štiepenie ATP, aktínové monoméry - A, tvoria diméry vrátane ADP: A - ADP - A. Polymérny fibrilárny aktín je dvojzávitnica pozostávajúca z dimérov, obr. 7.

Globulárny aktín sa v prítomnosti iónov K+, Mg++ transformuje na fibrilárny aktín a v živých svaloch prevláda fibrilárny aktín.

Myofibrily obsahujú značné množstvo bielkovín tropomyozín, ktorý pozostáva z dvoch - α-helikálnych polypeptidových reťazcov. V kľudových svaloch tvorí komplex s aktínom a blokuje jeho aktívne centrá, keďže aktín sa dokáže viazať na ióny Ca++ a tie túto blokádu odstraňujú.

Na molekulárnej úrovni hrubé a tenké sarkomérové ​​protofibrily interagujú elektrostaticky, pretože majú špeciálne oblasti - výrastky a výbežky, kde sa tvorí náboj. V oblasti A-disku sú hrubé protofibrily postavené zo zväzku pozdĺžne orientovaných molekúl myozínu, tenké protofibrily sú umiestnené radiálne okolo hrubých a tvoria štruktúru podobnú viacžilovému káblu. V centrálnom M-pásme hrubých protofibríl sú molekuly myozínu spojené svojimi "chvostmi" a ich vyčnievajúce "hlavy" - výrastky sú nasmerované rôznymi smermi a sú umiestnené pozdĺž pravidelných špirálových línií. V skutočnosti oproti nim v helixoch fibrilárneho aktínu v určitej vzdialenosti od seba vystupujú aj monomérne aktínové globuly. Každá prezentácia má aktívne centrum, vďaka čomu je možná tvorba adhézií s myozínom. Z-membrány sarkomérov (ako striedavé podstavce) spájajú tenké protofibrily.

Biochémia kontrakcie a relaxácie.

Cyklické biochemické reakcie, ku ktorým dochádza vo svale pri kontrakcii, zabezpečujú opakovanú tvorbu a deštrukciu zrastov medzi „hlavičkami“ – výrastky molekúl myozínu hrubých protofibríl a výbežkov – aktívnych centier tenkých protofibríl. Práca na tvorbe adhézií a podpore aktínového vlákna pozdĺž myozínového vlákna si vyžaduje presnú kontrolu a významný energetický výdaj. Reálne sa v momente kontrakcie vlákna vytvorí asi 300 zrastov za minútu v každom aktívnom centre - výstupku.

Ako sme už uviedli, iba energia ATP sa môže priamo premeniť na mechanickú prácu svalovej kontrakcie. ATP hydrolyzovaný enzymatickým centrom myozínu tvorí komplex s celým proteínom myozínom. V komplexe ATP-myozín, nasýtenom energiou, myozín mení svoju štruktúru a s ňou aj vonkajšie „rozmery“ a vykonáva tak mechanickú prácu na skrátenie rastu myozínového vlákna.

V kľudovom svale je myozín stále spojený s ATP, ale prostredníctvom iónov Mg++ bez hydrolytického štiepenia ATP. Tvorbe adhézií medzi myozínom a aktínom v pokoji bráni komplex tropomyozínu s troponínom, ktorý blokuje aktívne centrá aktínu. Blokáda je udržiavaná a ATP sa neštiepi, zatiaľ čo ióny Ca++ sú viazané. Keď nervový impulz dorazí do svalového vlákna, uvoľní sa vysielač impulzov- neurohormón acetylcholín. S iónmi Na + sa záporný náboj na vnútornom povrchu sarkolemy neutralizuje a dochádza k jej depolarizácii. V tomto prípade sa uvoľňujú ióny Ca++ a viažu sa na troponín. Troponín zase stráca náboj, preto sa uvoľňujú aktívne centrá - výbežky aktínových filamentov a vznikajú zrasty medzi aktínom a myozínom (keďže elektrostatické odpudzovanie tenkých a hrubých protofibríl je už odstránené). Teraz v prítomnosti Ca++ ATP interaguje s centrom enzymatickej aktivity myozínu a štiepi sa a energia konvertovaného komplexu sa využíva na redukciu adhézií. Vyššie popísaný reťazec molekulárnych dejov je podobný elektrickému prúdu, ktorý dobíja mikrokondenzátor, jeho elektrická energia sa na mieste okamžite premení na mechanickú prácu a je potrebné znovu nabiť (ak sa chcete pohnúť ďalej).

Po pretrhnutí adhézie sa ATP neštiepi, ale opäť tvorí komplex enzým-substrát s myozínom:

M–A + ATP -----> M – ATP + A alebo

M-ADP-A + ATP ----> M-ATP + A + ADP

Ak v tomto momente príde nový nervový impulz, „dobíjacie“ reakcie sa opakujú, ak ďalší impulz nepríde, sval sa uvoľní. Návrat stiahnutého svalu pri relaxácii do pôvodného stavu zabezpečujú elastické sily bielkovín svalovej strómy. Vedci, ktorí predkladajú moderné hypotézy svalovej kontrakcie, naznačujú, že v okamihu kontrakcie sa aktínové vlákna posúvajú pozdĺž myozínových vlákien a ich skrátenie je možné aj v dôsledku zmien v priestorovej štruktúre kontraktilných proteínov (zmeny tvaru špirály).

V pokoji má ATP plastifikačný účinok: spojením s myozínom zabraňuje tvorbe jeho zrastov s aktínom. Štiepenie počas svalovej kontrakcie, ATP poskytuje energiu pre proces skracovania adhézie, ako aj prácu "vápnikovej pumpy" - zásobovanie Ca++ iónov. K štiepeniu ATP vo svale dochádza veľmi vysokou rýchlosťou: až 10 mikromólov na 1 g svalu za minútu. Keďže celkové zásoby ATP vo svale sú malé (môžu stačiť len na 0,5-1 sekundu práce s maximálnym výkonom), na zabezpečenie normálnej svalovej aktivity je potrebné ATP obnovovať rovnakou rýchlosťou, akou sa štiepi.

Pár slov o tomto článku:
Po prvé, ako som povedal na verejnosti, tento článok bol preložený z iného jazyka (aj keď v zásade blízko ruštiny, ale preklad je stále dosť náročná práca). Vtipné je, že keď som všetko preložil, našiel som na internete malú časť tohto článku, už preloženú do ruštiny. Ospravedlňujeme sa za stratený čas. Každopádne..

Po druhé, tento článok je o biochémii! Z toho musíme vyvodiť záver, že to bude ťažké vnímať a bez ohľadu na to, ako veľmi sa to snažíte zjednodušiť, stále je nemožné vysvetliť všetko na prstoch, takže veľkú väčšinu opísaných mechanizmov možno vysvetliť jednoduchý jazyk neurobil, aby čitateľov ešte viac nezmiatol. Ak budete čítať pozorne a premyslene, všetko sa dá pochopiť. A do tretice, v článku je dostatočné množstvo pojmov (niektoré sú stručne vysvetlené v zátvorkách, niektoré nie, pretože sa nedajú vysvetliť dvoma-troma slovami, a ak ich začnete maľovať, článok sa vám môže zväčšiť a úplne nepochopiteľné). Preto by som vám poradil použiť internetové vyhľadávače na tie slová, ktorých význam nepoznáte.

Otázka typu: "Prečo uverejňovať také zložité články, ak je ťažké im porozumieť?" Takéto články sú potrebné na pochopenie toho, aké procesy v tele prebiehajú v danom časovom období. Domnievam sa, že až po poznaní tohto druhu materiálu môže človek pre seba začať vytvárať metodické tréningové systémy. Ak toto neviete, tak mnohé zo spôsobov zmeny tela budú zrejme z kategórie „ukazovania prstom na oblohu“, t.j. jasne vychádzajú z čoho. Toto je len môj názor.

A ešte jedna prosba: ak je v článku niečo, čo je podľa vás nesprávne, alebo nejaká nepresnosť, tak vás poprosím, aby ste o tom napísali do komentárov (alebo mne do L.S.).

choď..

Ľudské telo a ešte viac športovca nikdy nepracuje v „lineárnom“ (nezmenenom) režime. Veľmi často ho tréningový proces dokáže prinútiť ísť do pre neho maximálne možných „otočiek“. Aby telo vydržalo zaťaženie, začne optimalizovať svoju prácu pod daný typ stres. Ak uvažujeme presne silový tréning(kulturistika, silový trojboj, vzpieranie atď.), vtedy prvé, ktoré dávajú v ľudskom tele signál o nevyhnutných dočasných úpravách (adaptácii) sú naše svaly.

Svalová činnosť spôsobuje zmeny nielen v pracovnom vlákne, ale vedie aj k biochemickým zmenám v celom tele. Posilneniu svalového energetického metabolizmu predchádza výrazné zvýšenie aktivity nervového a humorálneho systému.

V predštartovom stave sa aktivuje činnosť hypofýzy, kôry nadobličiek a pankreasu. Kombinované pôsobenie adrenalínu a sympatie nervový systém vedie k: zvýšeniu srdcovej frekvencie, zvýšeniu objemu cirkulujúcej krvi, tvorbe vo svaloch a prieniku metabolitov energetického metabolizmu do krvi (CO2, CH3-CH (OH) -COOH, AMP). Dochádza k redistribúcii draselných iónov, čo vedie k rozšíreniu krvných ciev svalov, zúženiu ciev vnútorných orgánov. Vyššie uvedené faktory vedú k redistribúcii celkového prietoku krvi v tele, čím sa zlepšuje dodávka kyslíka do pracujúcich svalov.

Keďže vnútrobunkové zásoby makroergov vystačia krátkodobo, v predštartovom stave sa zmobilizujú energetické zdroje organizmu. Pôsobením adrenalínu (hormón nadobličiek) a glukagónu (hormón pankreasu) sa zvyšuje odbúravanie pečeňového glykogénu na glukózu, ktorá je transportovaná krvným obehom do pracujúcich svalov. Intramuskulárny a pečeňový glykogén je substrátom pre resyntézu ATP v kreatínfosfátových a glykolytických procesoch.

S predĺžením trvania práce (fáza aeróbnej resyntézy ATP) hlavnú úlohu v zásobovaní energiou svalovej kontrakcie začínajú hrať produkty rozkladu tukov (mastné kyseliny a ketolátky). Lipolýza (proces štiepenia tukov) je aktivovaná adrenalínom a somatotropínom (známy ako „rastový hormón“). Súčasne sa zvyšuje pečeňové „zachytávanie“ a oxidácia krvných lipidov. Výsledkom je, že pečeň uvoľňuje do krvného obehu značné množstvo ketolátok, ktoré sa v pracujúcich svaloch ďalej oxidujú na oxid uhličitý a vodu. Procesy oxidácie lipidov a uhľohydrátov prebiehajú paralelne a funkčná aktivita mozgu a srdca závisí od ich množstva. Preto v období aeróbnej resyntézy ATP prebiehajú procesy glukoneogenézy - syntéza uhľohydrátov z látok uhľovodíkovej povahy. Tento proces je regulovaný hormónom nadobličiek kortizolom. Aminokyseliny sú hlavným substrátom pre glukoneogenézu. Malé množstvá tvorby glykogénu sa vyskytujú aj z mastných kyselín (pečeň).

Prechodom zo stavu pokoja do aktívnej svalovej práce sa potreba kyslíka výrazne zvyšuje, pretože kyslík je konečným akceptorom elektrónov a vodíkových protónov systému mitochondriálneho dýchacieho reťazca v bunkách, ktorý zabezpečuje procesy aeróbnej resyntézy ATP.

Kvalitu zásobovania pracujúcich svalov kyslíkom ovplyvňuje „prekyslenie“ krvi metabolitmi biologických oxidačných procesov (kyselina mliečna, oxid uhličitý). Tie pôsobia na chemoreceptory stien krvných ciev, ktoré prenášajú signály do centrálneho nervového systému, čím zvyšujú aktivitu dýchacieho centra predĺženej miechy (miesto prechodu mozgu do miechy).

Kyslík zo vzduchu sa šíri do krvi cez steny pľúcnych alveol (pozri obrázok) a krvných kapilár v dôsledku rozdielu v jeho parciálnych tlakoch:

1) Parciálny tlak v alveolárnom vzduchu - 100-105 mm. rt. sv
2) Parciálny tlak v krvi v pokoji je 70-80 mm. rt. sv
3) Čiastočný krvný tlak počas aktívnej práce - 40-50 mm. rt. sv

Len malé percento kyslíka vstupujúceho do krvi sa rozpustí v plazme (0,3 ml na 100 ml krvi). Hlavná časť je v erytrocytoch viazaná hemoglobínom:

Hb + O2 -> HbO2

Hemoglobín- proteínová multimolekula pozostávajúca zo štyroch úplne nezávislých podjednotiek. Každá podjednotka je spojená s hémom (hém je protetická skupina obsahujúca železo).

Pridanie kyslíka do skupiny hemoglobínu obsahujúcej železo sa vysvetľuje konceptom príbuzenstva. Afinita ku kyslíku v rôznych proteínoch je rôzna a závisí od štruktúry molekuly proteínu.

Molekula hemoglobínu môže pripojiť 4 molekuly kyslíka. Schopnosť hemoglobínu viazať kyslík ovplyvňujú tieto faktory: teplota krvi (čím je nižšia, tým lepšie sa viaže kyslík a jej zvýšenie prispieva k rozkladu oxyhemoglobínu); alkalická reakcia krvi.

Po pridaní prvých molekúl kyslíka sa afinita hemoglobínu ku kyslíku zvyšuje v dôsledku konformačných zmien v polypeptidových reťazcoch globínu.
Krv obohatená v pľúcach o kyslík sa dostáva do systémového obehu (srdce v pokoji prečerpá 5-6 litrov krvi každú minútu, pričom transportuje 250-300 ml O2). Pri intenzívnej práci za jednu minútu sa rýchlosť čerpania zvýši na 30-40 litrov a množstvo kyslíka, ktoré sa prenáša krvou, je 5-6 litrov.

Pri vstupe do pracujúcich svalov (kvôli vysokej koncentrácii CO2 a zvýšenej teplote) dochádza k zrýchlenému odbúravaniu oxyhemoglobínu:

H-Hb-02 -> H-Hb + O2

Keďže tlak oxidu uhličitého v tkanive je vyšší ako v krvi, hemoglobín zbavený kyslíka reverzibilne viaže CO2 a vytvára karbaminohemoglobín:

H-Hb + CO2 -> H-Hb-CO2

ktorý sa v pľúcach rozkladá na protóny oxidu uhličitého a vodíka:

H-Hb-CO2 -> H++ Hb-+ CO2

Protóny vodíka sú neutralizované záporne nabitými molekulami hemoglobínu a oxid uhličitý sa uvoľňuje do životného prostredia:

H++ Hb -> H-Hb​

Napriek určitej aktivácii biochemických procesov a funkčných systémov v predštartovom stave dochádza pri prechode zo stavu pokoja do intenzívnej práce k určitej nerovnováhe medzi potrebou kyslíka a jeho dodaním. Množstvo kyslíka, ktoré je potrebné na uspokojenie tela pri vykonávaní svalovej práce, sa nazýva potreba kyslíka tela. Zvýšenú potrebu kyslíka však istý čas nemožno uspokojiť, preto je potrebný istý čas na zvýšenie aktivity dýchacieho a obehového systému. Preto začiatok akejkoľvek intenzívnej práce nastáva v podmienkach nedostatku kyslíka - nedostatku kyslíka.

Ak sa práca vykonáva s maximálnym výkonom v krátkom čase, potom je potreba kyslíka taká veľká, že nie je možné uspokojiť ani maximálnu možnú absorpciu kyslíka. Napríklad pri behu na 100 metrov je telo zásobené kyslíkom z 5-10% a 90-95% kyslíka prichádza až po dojazde. Prebytok kyslíka spotrebovaný po vykonanej práci sa nazýva kyslíkový dlh.

Prvá časť kyslíka, ktorá ide na resyntézu kreatínfosfátu (rozkladá sa počas práce), sa nazýva alaktický kyslíkový dlh; druhá časť kyslíka, ktorá ide na elimináciu kyseliny mliečnej a resyntézu glykogénu, sa nazýva laktátový kyslíkový dlh.

Obrázok. Príjem kyslíka, kyslíkový deficit a kyslíkový dlh pri dlhodobej prevádzke rôzneho výkonu. A - s ľahkou prácou, B - s ťažkou prácou a C - s vyčerpávajúcou prácou; I - doba odpracovania; II - stabilný (A, B) a falošne stabilný (C) stav počas prevádzky; III - obdobie zotavenia po cvičení; 1 - alaktát, 2 - glykolytické zložky kyslíkového dlhu (podľa N. I. Volkova, 1986).

Alaktátový kyslíkový dlh kompenzované pomerne rýchlo (30 sek. - 1 min.). Charakterizuje podiel kreatínfosfátu na zásobovaní energiou svalovej činnosti.

Laktátový kyslíkový dlh plne kompenzované 1,5-2 hodiny po ukončení práce. Udáva podiel glykolytických procesov na dodávke energie. Pri dlhodobej intenzívnej práci je pri tvorbe laktátového kyslíkového dlhu prítomný významný podiel iných procesov.

Výkon intenzívnej svalovej práce nie je možný bez zintenzívnenia metabolických procesov v nervovom tkanive a tkanivách srdcového svalu. Najlepšie zásobovanie srdcového svalu energiou je určené množstvom biochemických a anatomických a fyziologických vlastností:
1. Do srdcového svalu preniká mimoriadne veľké množstvo krvných vlásočníc, ktorými prúdi krv s vysokou koncentráciou kyslíka.
2. Najaktívnejšie sú enzýmy aeróbnej oxidácie.
3. V pokoji sa ako energetické substráty využívajú mastné kyseliny, ketolátky a glukóza. Pri intenzívnej svalovej práci je hlavným energetickým substrátom kyselina mliečna.

Intenzifikácia metabolických procesov nervového tkaniva sa prejavuje takto:
1. Zvyšuje sa spotreba glukózy a kyslíka v krvi.
2. Rýchlosť obnovy glykogénu a fosfolipidov sa zvyšuje.
3. Zvyšuje sa rozklad bielkovín a tvorba amoniaku.
4. Znižuje sa celkové množstvo zásob vysokoenergetických fosfátov.

Keďže v živých tkanivách dochádza k biochemickým zmenám, je problematické ich priamo pozorovať a študovať. Preto, keď poznáme základné vzorce priebehu metabolických procesov, hlavné závery o ich priebehu sa robia na základe výsledkov analýzy krvi, moču a vydychovaného vzduchu. Napríklad príspevok reakcie kreatínfosfátu k zásobovaniu svalov energiou sa odhaduje podľa koncentrácie produktov rozpadu (kreatín a kreatinín) v krvi. Najpresnejším ukazovateľom intenzity a kapacity aeróbnych mechanizmov zásobovania energiou je množstvo spotrebovaného kyslíka. Úroveň rozvoja glykolytických procesov sa hodnotí podľa obsahu kyseliny mliečnej v krvi počas práce aj v prvých minútach odpočinku. Zmena ukazovateľov kyslej rovnováhy nám umožňuje dospieť k záveru, že telo je schopné odolať kyslým metabolitom anaeróbneho metabolizmu.

Zmena rýchlosti metabolických procesov počas svalovej aktivity závisí od:
- Celkový počet svalov, ktoré sú zapojené do práce;
- Režim svalovej práce (statický alebo dynamický);
- Intenzita a trvanie práce;
- Počet opakovaní a oddychových prestávok medzi cvikmi.

Podľa počtu svalov zapojených do práce sa tieto delia na lokálne (do výkonu sa zapája menej ako 1/4 všetkých svalov), regionálne a globálne (zapájajú sa viac ako 3/4 svalov).
Miestna práca(šach, streľba) - spôsobuje zmeny v pracujúcom svale, bez toho, aby spôsobil biochemické zmeny v tele ako celku.
Globálna práca(chôdza, beh, plávanie, beh na lyžiach, hokej a pod.) – spôsobuje veľké biochemické zmeny vo všetkých orgánoch a tkanivách tela, najsilnejšie aktivuje činnosť dýchacieho a kardiovaskulárneho systému. V zásobovaní energiou pracujúcich svalov je percento aeróbnych reakcií extrémne vysoké.
Statický režim svalová kontrakcia vedie k zvieraniu kapilár, čo znamená, že zásobovanie pracujúcich svalov kyslíkom a energetickými substrátmi je horšie. Anaeróbne procesy pôsobia ako energetická podpora aktivity. Odpočinok po vykonaní statickej práce by mal byť dynamickou prácou s nízkou intenzitou.
Dynamický režim práca oveľa lepšie poskytuje kyslík pracujúcim svalom, pretože striedavé sťahovanie svalov funguje ako druh pumpy, ktorá tlačí krv cez kapiláry.

Závislosť biochemických procesov na sile vykonanej práce a jej trvaní je vyjadrená takto:
- Čím vyššia je sila (vysoká rýchlosť rozpadu ATP), tým vyšší je podiel anaeróbnej resyntézy ATP;
- Sila (intenzita), pri ktorej sa dosiahne najvyšší stupeň glykolytických procesov dodávky energie, sa nazýva sila vyčerpania.

Maximálny možný výkon je definovaný ako maximálny anaeróbny výkon. Sila práce je nepriamo úmerná dobe trvania práce: čím je výkon vyšší, tým rýchlejšie nastávajú biochemické zmeny vedúce k nástupu únavy.

Zo všetkého, čo bolo povedané, možno vyvodiť niekoľko jednoduchých záverov:
1) Počas tréningového procesu dochádza k intenzívnej spotrebe rôznych zdrojov (kyslík, mastné kyseliny, ketóny, bielkoviny, hormóny a mnohé ďalšie). Preto sa telo športovca neustále potrebuje zásobovať užitočnými látkami (výživa, vitamíny, výživové doplnky). Bez takejto podpory je pravdepodobnosť poškodenia zdravia vysoká.
2) Pri prepnutí do „bojového“ režimu potrebuje ľudské telo určitý čas, aby sa prispôsobilo záťaži. Preto by ste sa od prvej minúty tréningu nemali zaťažovať na maximum – telo na to jednoducho nie je pripravené.
3) Na konci tréningu si tiež musíte zapamätať, že opäť trvá nejaký čas, kým telo prejde z vzrušeného stavu do pokojného. dobrá možnosť vyriešiť tento problém je problém (zníženie intenzity tréningu).
4) Ľudské telo má svoje limity (tep, tlak, množstvo živín v krvi, rýchlosť syntézy látok). Na základe toho si musíte vybrať pre seba optimálny tréning z hľadiska intenzity a trvania, t.j. nájdite stredný bod, v ktorom môžete získať maximum kladného a minimum záporného.
5) Musia sa použiť statické aj dynamické!
6) Nie všetko je také ťažké, ako sa na prvý pohľad zdá.

Tu skončíme.​

P.S. Ohľadom únavy je tu ďalší článok (o ktorom som písal aj včera verejne - "Biochemické zmeny pri únave a počas odpočinku." Je dva krát kratší a 3 krát jednoduchší ako tento, no neviem, či sa oplatí publikovať je to tu. Podstatou je len to, že zhŕňa tu uverejnený článok o superkompenzácii a "únavových toxínoch". Pre zbierku (úplnosť celého obrázku) môžem uviesť aj to. Do komentárov napíšte, či je to potrebné alebo nie .

ZÁVER

Štúdium biochemických procesov pri svalovej činnosti má význam nielen pre športovú biochémiu, biológiu, fyziológiu, ale aj pre medicínu, pretože prevencia prepracovanosti, zvyšovanie schopností organizmu a urýchľovanie regeneračných procesov sú dôležitými aspektmi udržiavania a upevňovania zdravia. populácia.

Hlboké biochemické štúdie na molekulárnej úrovni prispievajú k zdokonaľovaniu tréningových metód, k hľadaniu najviac efektívnymi spôsobmi zlepšenie výkonnosti, rozvoj spôsobov rehabilitácie športovcov, ako aj hodnotenie ich kondície a racionalizácia výživy.

So svalovou aktivitou rôznej sily sa do tej či onej miery menia procesy metabolizmu hormónov, ktoré následne regulujú vývoj biochemických zmien v tele v reakcii na fyzickú aktivitu. Významnú úlohu majú cyklické nukleotidy ako sekundárni poslovia hormónov a neurotransmiterov pri regulácii vnútrobunkového metabolizmu, ako aj regulácii funkčnej aktivity svalov.

Na základe literárnych údajov sme sa presvedčili, že miera zmeny biochemických procesov v organizme závisí od druhu vykonávanej záťaže, jej sily a dĺžky trvania.

Analýza odbornej literatúry umožnila študovať biochemické zmeny v tele športovca počas svalovej práce. V prvom rade sa tieto zmeny týkajú mechanizmov tvorby aeróbnej a anaeróbnej energie, ktoré závisia od druhu vykonávanej svalovej práce, jej sily a trvania, ako aj od kondície športovca. Biochemické zmeny počas svalovej aktivity sú pozorované vo všetkých orgánoch a tkanivách tela, čo naznačuje vysoký vplyv fyzických cvičení na telo.

Podľa literatúry sú znázornené anaeróbne (bezkyslíkové) a aeróbne (za účasti kyslíka) mechanizmy energetického zásobovania svalovej činnosti. Anaeróbny mechanizmus poskytuje energiu vo väčšej miere pri maximálnej a submaximálnej sile cvičenia, pretože má dosť vysokú mieru nasadenia. Aeróbny mechanizmus je hlavný pri dlhodobej práci vysokého a stredného výkonu, je biochemickým základom všeobecnej vytrvalosti, keďže jeho metabolická kapacita je prakticky neobmedzená.

Biochemické zmeny v tele pri vykonávaní cvičení rôznej sily sú determinované obsahom produktov svalového metabolizmu v krvi, moči, vydychovanom vzduchu a tiež priamo vo svaloch.

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

1. Brinzak V.P. Štúdium zmien acidobázickej rovnováhy pri rozvoji arteriálnej hypoxémie počas svalovej aktivity: Abstrakt z ... cand.biol.sci. - Tartu, 1979. - 18 s.

2. Viru A. A., Kyrge P. K. Hormóny a športová výkonnosť - M; Telesná kultúra a šport, 1983 - 159 s.

3. Volkov N. I. Adaptácia ľudského energetického metabolizmu na expozíciu fyzická aktivita so systematickým športom//Fiziol.problém.úprava: Zborník referátov. - Tartu, 1984 - 94 s.

4. Volkov N.I., Nesen E.N., Osipenko A.A., Korsun S.N. Biochémia svalovej činnosti: učebnica pre IFC- Olymp.lit-ra, 2000.- 503 s.

5. Gorokhov A. L. Obsah katecholamínov v krvi a svaloch a ich vzťah s biochem. zmeny v organizme pri svalovej činnosti//Ukr.biohim.zhurn. - 1971 - T.43, č. 2 - 189 s.

6. Gusev NB Fosforylácia myofibrilárnych proteínov a regulácia kontraktilnej aktivity//Pokroky v biochémii. - 1984. - V.25 - 27 s.

7. Kalinsky M. I. Stav adenylátcyklázového systému kostrového svalstva pri záťažovom tréningu: Tr. Univerzita v Tartu. - Tartu, 1982. - 49 s.

8. Kalinsky M.I., Kononenko V.Ya. Vlastnosti výmeny katecholamínov pri svalovej činnosti v trénovanom organizme: Materials of Sov.-Amer. Symp. O biochémii športu. - L., - 1974. - 203 s.

9. Kalinsky M.I., Kursky M.D., Osipenko A.A. Biochemické mechanizmy adaptácie pri svalovej činnosti. - K .: škola Vishcha. Hlavné vydavateľstvo, 1986. - 183 s.

10. Kalinsky M.I., Rogozkin V.A. Biochémia svalovej aktivity. - K.: Zdravie, 1989. - 144 s.

11. Kursky M.D. Transport vápnika a úloha cAMP-dependentnej fosforylácie v jeho regulácii// Ukr. biochem. časopis - 1981. - T.53, č.2. - 86 s.

12. Matlina E. Sh., Kassil G.N. Metabolizmus katecholamínov počas cvičenia u ľudí a zvierat//Advances in fiziol.nauk. - 1976. - V.7, č.2. - 42 s.

13. Meyerson F. Z. Adaptácia srdca na veľkú záťaž a srdcové zlyhanie. - M: Nauka, 1975. - 263 s.

14. Menšikov V.V. a ďalšie Endokrinné funkcie pankreasu pri záťaži // Uch. aplikácie. Univerzita v Tartu. - 1981. - Číslo 562. - 146 s.

15. Panin L. E. Biochemické mechanizmy stresu. - Novosibirsk: Nauka, 1984. - 233 s.

16. Rogozkin V. A. O regulácii metabolizmu kostrových svalov počas ich systematickej funkcie // Metabolism and Biochem. posúdenie zdatnosti športovca: Materiály sov. - Amer. symp. - L., 1974. - 90 s.

17. Vidieť T.P. Actomyozín ATPázová aktivita srdcového a kostrového svalstva pri fyzickom tréning//Uch.zap. Univerzita v Tartu. - 1980. - Číslo 543. - 94 s.

18. Thomson K.E. Vplyv svalovej činnosti na homeostázu štítnej žľazy organizmu// Uch.zap. Univerzita v Tartu. - 1980. - Číslo 543. -116 s.

19. Khaidarliu S.Kh. Funkčná biochémia adaptácie. - Kišiňov: Shtiintsa, 1984. - 265 s.

20. Khochachka P., Somero D. Biochemická adaptačná stratégia. - M: Mir, 1977. - 398 s.

21. Černov V.D. Výmena jódu v tkanivách potkanov pri fyzickej námahe//Ukr. biochem. časopis - 1981. - T.53 č.6. - 86 s.

22. Shmalgauzen I.I. Regulácia formovania v individuálnom vývoji. - M: Veda. 1964. - 156 s.

23. Eller A.K. Význam glukokortikoidov v regulácii metabolizmu bielkovín a mechanizmus ich pôsobenia v myokarde pri svalovej činnosti: Abstrakt práce. vedy. - Tartu, 1982. - 24 s.

24. Jakovlev N.N. Biochémia športu. - M: Telesná kultúra a šport, 1974. - 288 s.

25. Jakovlev N.N. Vplyv svalovej aktivity na svalové bielkoviny, obsah sarkoplazmatického retikula a jeho vstrebávanie Ca 2+ // Ukr. biochem. časopis - 1978. - V. 50, č.4. - 442 s.

Ako sa telo športovca prispôsobuje intenzívnej svalovej aktivite?

Hlboké funkčné zmeny v tele, ktoré vznikli v procese jeho adaptácie na zvýšenú svalovú aktivitu, študuje fyziológia športu. Sú však založené na biochemických zmenách metabolizmu tkanív a orgánov a v konečnom dôsledku aj organizmu ako celku. Budeme však uvažovať v všeobecný pohľad hlavné zmeny, ku ktorým dochádza pod vplyvom tréningu, sú len vo svaloch.

Biochemická reštrukturalizácia svalov pod vplyvom tréningu je založená na vzájomnej závislosti procesov výdaja a obnovy funkčných a energetických zásob svalov. Ako ste už pochopili z predchádzajúceho, počas svalovej aktivity dochádza k intenzívnemu štiepeniu ATP, a teda k intenzívnej spotrebe iných látok. Vo svaloch je to kreatínfosfát, glykogén, lipidy, v pečeni sa glykogén štiepi na cukor, ktorý sa krvou prenáša do pracujúcich svalov, srdca a mozgu; tuky sa štiepia a mastné kyseliny oxidujú. Zároveň sa v tele hromadia produkty látkovej premeny – kyselina fosforečná a mliečna, ketolátky, oxid uhličitý. Čiastočne ich telo stráca a sčasti ich znovu využíva, pretože sa podieľajú na metabolizme. Svalová aktivita je sprevádzaná zvýšením aktivity mnohých enzýmov a vďaka tomu začína syntéza spotrebovaných látok. Resyntéza ATP, kreatínfosfátu a glykogénu je možná už počas práce, avšak súčasne s tým dochádza k intenzívnemu odbúravaniu týchto látok. Preto ich obsah vo svaloch počas práce nikdy nedosiahne originál.

V období pokoja, keď sa zastaví intenzívne štiepenie energetických zdrojov, získavajú procesy resyntézy zreteľnú prevahu a dochádza nielen k obnove vynaloženého (kompenzácia), ale aj k superregenerácii (superkompenzácii) presahujúcej počiatočnú úrovni. Tento vzorec sa nazýva „zákon superkompenzácie“.

Podstata fenoménu superkompenzácie.

V biochémii športu sa študovali zákonitosti tohto procesu. Zistilo sa napríklad, že ak dochádza k intenzívnej konzumácii látky vo svaloch, pečeni a iných orgánoch, tým rýchlejšie prebieha resyntéza a tým výraznejší je fenomén super-obnovy. Napríklad po krátkodobej intenzívnej práci dôjde po 1 hodine odpočinku k zvýšeniu hladiny glykogénu vo svaloch nad počiatočnú úroveň a po 12 hodinách sa vráti na počiatočnú, konečnú úroveň. Po dlhšej práci nastáva superkompenzácia až po 12 hodinách, no zvýšená hladina glykogénu vo svaloch pretrváva viac ako tri dni. To je možné len vďaka vysoká aktivita enzýmy a ich zvýšená syntéza.

Jedným z biochemických základov zmien v organizme pod vplyvom tréningu je teda zvýšenie aktivity enzýmových systémov a superkompenzácia energetických zdrojov vynaložených pri práci. Prečo je dôležité brať do úvahy vzorce superkompenzácie v praxi športového tréningu?

Poznanie vzorcov superkompenzácie umožňuje vedecky podložiť intenzitu záťaže a intervaly odpočinku pri bežných fyzických cvičeniach a pri športovom tréningu.

Keďže superkompenzácia pretrváva ešte nejaký čas po skončení práce, následná práca môže byť vykonávaná v priaznivejších biochemických podmienkach a následne viesť k ďalšiemu zvýšeniu funkčnej úrovne (obr....). Ak sa následná práca vykonáva v podmienkach neúplného zotavenia, vedie to k zníženiu funkčnej úrovne (obr....).

Pod vplyvom tréningu dochádza v tele k aktívnej adaptácii, nie však na prácu „všeobecne“, ale na jej špecifické typy. Pri štúdiu rôznych druhov športových aktivít sa stanovil princíp špecifickosti biochemickej adaptácie a stanovili sa biochemické základy kvalít pohybovej aktivity - rýchlosť, sila, vytrvalosť. A to znamená vedecky podložené odporúčania pre cielený tréningový systém.

Uveďme len jeden príklad. Pamätajte si, že po intenzívnom vysokorýchlostnom zaťažení (beh) dochádza k zvýšeniu dýchania („dýchavičnosť“). S čím to súvisí? Pri výkone práce (beh) sa v dôsledku nedostatku kyslíka v krvi hromadia podoxidované produkty (kyselina mliečna a pod.), ako aj oxid uhličitý, čo vedie k zmene stupňa kyslosti krvi. V súlade s tým to spôsobuje excitáciu dýchacieho centra v medulla oblongata a zvýšené dýchanie. V dôsledku intenzívnej oxidácie sa normalizuje kyslosť krvi. A to je možné len pri vysokej aktivite aeróbnych oxidačných enzýmov. V dôsledku toho na konci intenzívnej práce počas obdobia odpočinku aktívne fungujú enzýmy aeróbnej oxidácie. Zároveň vytrvalosť športovcov vykonávajúcich dlhodobú prácu priamo závisí od aktivity aeróbnej oxidácie. Na základe toho to boli biochemici, ktorí odporučili zaradiť krátkodobé vysokointenzívne záťaže do tréningu mnohých športov, čo je v súčasnosti všeobecne akceptované.

Aká je biochemická charakteristika trénovaného organizmu?

Vo svaloch trénovaného organizmu:

Zvyšuje sa obsah myozínu, počet voľných HS-skupín v ňom, t.j. schopnosť svalov rozdeliť ATP;

Zvyšujú sa zásoby energetických zdrojov potrebných na resyntézu ATP (obsah kreatínfosfátu, glykogénu, lipidov atď.)

Výrazne zvyšuje aktivitu enzýmov, ktoré katalyzujú anaeróbne aj aeróbne oxidačné procesy;

Zvyšuje sa obsah myoglobínu vo svaloch, čím sa vytvára zásoba kyslíka vo svaloch.

Zvyšuje sa obsah bielkovín vo svalovej stróme, ktorá zabezpečuje mechaniku svalovej relaxácie. Pozorovania na športovcoch ukazujú, že schopnosť uvoľniť svaly pod vplyvom tréningu sa zvyšuje.

Prispôsobenie sa jednému faktoru zvyšuje odolnosť voči iným faktorom (napríklad voči stresu atď.);

Tréning moderného športovca si vyžaduje vysokú intenzitu fyzickej aktivity a jej veľký objem, čo môže mať na organizmus jednostranný vplyv. Preto požaduje neustála kontrola lekárov, špecialistov v športovej medicíne, na základe biochémie a fyziológie športu.

A telesná výchova, ako aj športové aktivity vám umožňujú rozvíjať rezervné schopnosti ľudského tela a poskytnúť mu plné zdravie, vysoký výkon a dlhovekosť. Telesné zdravie je neoddeliteľnou súčasťou harmonického rozvoja osobnosti človeka, formuje charakter, stabilitu duševných procesov, vôľové vlastnosti atď.

Zakladateľom vedeckého systému telesnej výchovy a liečebno-pedagogickej kontroly v telesnej kultúre je pozoruhodný domáci vedec, vynikajúci pedagóg, anatóm a lekár Petr Frantsevich Lesgaft. Jeho teória je založená na princípe jednoty fyzického a duševného, ​​mravného a estetického rozvoja človeka. Teóriu telesnej výchovy považoval za „odvetvie biologických vied“.

Obrovská úloha v systéme biologických vied, ktoré študujú základy tried v oblasti telesnej kultúry a športu, patrí biochémii.

Už v 40. rokoch minulého storočia sa v laboratóriu leningradského vedca Nikolaja Nikolajeviča Jakovleva rozbehol cieľavedomý vedecký výskum v oblasti biochémie športu. Umožnili objasniť podstatu a špecifické črty adaptácie organizmu na rôzne druhy svalovej činnosti, zdôvodňujú zásady športovej prípravy, faktory ovplyvňujúce výkonnosť športovca, stav únavy, pretrénovanosť a iné. atď. Rozvoj biochémie športu v budúcnosti vytvoril základ pre prípravu astronautov na vesmírne lety.

Aké otázky rieši biochémia športu?

Športová biochémia je základom športovej fyziológie a športovej medicíny. V biochemických štúdiách pracujúcich svalov sa zistilo nasledovné:

Vzorce biochemických zmien ako aktívna adaptácia na zvýšenú svalovú aktivitu;

Zdôvodnenie zásad športovej prípravy (opakovanie, pravidelnosť, pomer práce a odpočinku a pod.)

Biochemické charakteristiky vlastností motorickej aktivity (rýchlosť, sila, vytrvalosť)

Spôsoby, ako urýchliť zotavenie tela športovca a ďalšie. iní

Otázky a úlohy.

Prečo vysokorýchlostné záťaže pôsobia na telo všestrannejšie?

Skúste dať fyziologické a biochemické zdôvodnenie Aristotelovho výroku „Nič nevyčerpáva a neničí človeka tak, ako dlhotrvajúca fyzická nečinnosť.“ Prečo je to tak dôležité pre moderného človeka?