153234 (Биохимические изменения в организме при выполнении соревновательных нагрузок (легкая атлетика, 800 м – 2 мин.)), страница 2

Динамика биохимических изменений при работе и в период отдыха в большей степени зависит от активности эндокринной системы.

Содержание в плазме кортизола около 5 мг^.дл^-1.

Свободные жирные кислоты – около 4 ммоль^.л^-1.

Содержание адреналина и норадреналина слегка увеличивается.

4. Направленность изменений, развивающихся при адаптации организма к нагрузкам данного типа. Биохимические изменения, обуславливающие рост спортивных результатов. Методы оценки ведущих энергетических критериев. Качества двигательной деятельности, которые являются основными при выполнении заданной нагрузки и биохимическое обоснование методов их развития

При адаптации к физическим нагрузкам происходят определенные изменения в работающих мышцах и в организме в целом. Можно выделить следующие основные направления развития адаптационных изменений:

1. Увеличение энергетических ресурсов (КрФ, гликоген мышц).

При данной работе в основном тратится гликоген из быстрых мышечных волокон. При адаптации к такой работе произойдет увеличение запасов гликогена примерно на 50-70% от исходного уровня. Так как в начале работы тратится КрФ, то при адаптации произойдет увеличение содержания КрФ в мышцах примерно на 58%. Также тратится белок, значит, при адаптации увеличится количество сократительных белков:

- в саркоплазматическом ретикулуме на 54 %;

- в саркоплазме на 57%;

- в миофибриллах на 63%.

Толщина мышечных волокон увеличивается при постоянных тренировках примерно на 24%. Относительная масса мышц увеличивается на 32%.

1. Увеличение количества и активности ферментов, которые ускоряют реакции энергетического обмена

Количество и активность аденозинтрифосфатазы миозина увеличивается на 18%. Также увеличивается активность фосфорилазы и фосфофруктокиназы примерно на 30%.

1. Повышение эффективности энергетических процессов (повышение сопряженности окисления и фосфорилирования, увеличение доли аэробных процессов). (см. методические рекомендации, рис. 21)

Скорость основного энергетического процесса при данной работе – гликолиза – возрастает на 56%. Увеличивается мощность данного процесса: возрастает скорость накопления молочной кислоты, а также скорость избыточного выделения СО₂ (~ 35 мл^.кг^-1). Однако в процессе многолетней тренировки, скорость избыточного выделения СО₂ может уменьшаться.

Увеличивается емкость гликолиза: повышается максимальное накопление молочной кислоты в крови (~32 ммоль^.л^-1) , максимальная величина кислородного долга (~50 мл^.кг^-1), а также максимальный сдвиг рН крови.

Максимальное потребление кислорода при данной нагрузке ~ 77 мл^.кг^-1.мин^-1. Максимальная анаэробная мощность – 1.8 м^.с^-1. Максимальный приход кислорода – 1.3 л^.кг^-1.

Таким образом, создаются предпосылки для увеличения мощности и емкости лактатного компонента выносливости, для развития скоростно-силовых качеств гликолиза. Повышается аэробная выносливость: вклад аэробных процессов идет быстрее и эффективнее.

1. Совершенствование процессов вегетативной регуляции, что приводит к быстрой мобилизации энергетических ресурсов.

2. Увеличение возможностей поддержания постоянства рН (буферной емкости организма и устойчивости к накоплению продуктов распада – лактата).

3. Увеличение структурных белков. Возрастает число митохондрий на единицу площади примерно на 30%. Содержание миоглобина повышается на 58%. Количество миостроминов увеличивается на 7-10%.

Изменения, происходящие в организме при систематических тренировках при адаптации к физическим нагрузкам, повышают возможности энергетических систем, что проявляется в изменении выраженности различных реакций на физическую нагрузку.

Методы, используемые для определения тех биоэнергетических характеристик, которые играют ведущую роль при выполнении данной соревновательной нагрузки:

Педагогические – нужно давать специфическую нагрузку и ориентироваться по времени.

Биохимические:

- величина лактатного кислородного долга;

- максимальное увеличение лактата после специфической нагрузки (1 мин – бег на 400м, 1 мин – отдых, и так 4 раза);

- максимальный сдвиг рН.

У более тренированного спортсмена максимальное накопление лактата будет выше. А увеличение показателя рН наоборот свидетельствует о недостаточной тренированности спортсмена.

Исходя из всего вышесказанного, для достижения высоких спортивных показателей при выполнении данной нагрузки, необходимо развивать такие ведущие качества двигательной деятельности, как скоростно-силовые качества и аэробную выносливость.

Словарь используемых терминов

1. АТФ – (аденозинтрифосфорная кислота) макроэргическое соединение, молекула которого состоит из азотистого основания аденина, пятиуглеродного сахара рибозы и трех последовательно соединенных остатков фосфорной кислоты. АТФ содержится в каждой клетке в цитоплазме, митохондриях, ядрах и снабжает энергией большинство процессов, происходящих в клетке.

2. АДФ – (аденозиндифосфорная кислота) макроэргическое соединение, молекула которого состоит из азотистого основания аденина, пятиуглеродного сахара рибозы и двух последовательно соединенных остатков фосфорной кислоты. Принимает участие в синтезе АТФ.

3. АМФ – (аденозинмонофосфорная кислота) макроэргическое соединение, молекула которого состоит из азотистого основания аденина, пятиуглеродного сахара рибозы и одного остатка фосфорной кислоты.

4. Адаптация – приспособление организма к действию физических нагрузок, вызываемое биохимическими изменениями в организме.

5. Активная реакция среды – (рН) кислотно-щелочное равновесие – определенное соотношение кислот и оснований. Она достаточно постоянна в крови и составляет 7,4.

6. Актин – глобулярный белок, скрученный в две нити спиралью, составляющий тонкую нить миофибрилла.

7. Алкалоз – повышение рН, повышение щелочной реакции среды.

8. Ацидоз – понижение рН, повышение кислой реакции среды.

9. АТФ-аза – (аденозинтрифосфатаза) фермент, катализирующий отщепление от аденозинтрифосфорной кислоты одного или двух остатков фосфорной кислоты с освобождением энергии, используемой в процессах мышечного сокращения.

10. Аэробное окисление углеводов – катаболизм, процесс, идущий во всех органах и тканях, заканчивающийся полным окислением глюкозы до углекислого газа и воды.

11. Анаэробное окисление углеводов – гликолиз, ферментативный процесс превращения углеводов в мышцах до молочной кислоты (лактата).

12. Бета-окисление – реакции окисления жирных кислот, в результате которых происходит отщепление молекулы ацетил-КоА.

13. Биологическое окисление - это совокупность окислительных процессов в живом организме, протекающих с обязательным участием кислорода.

14. Буферная система – смесь слабой кислоты и ее растворимой соли, либо смесь двух солей и белков, которые способны препятствовать изменению рН водных сред.

15. Водородный показатель – (показатель рН) отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода.

16. Гетерохронность восстановления – неравномерность и расхождение во времени различных процессов восстановления организма.

17. Гидролиз – реакции обмена между различными веществами и средой.

18. Дыхательная цепь – (цепь биологического окисления) последовательно расположенные на внутренней мембране митохондрий окислительно-восстановительные ферменты.

19. Креатинфосфат – азотсодержащее макроэргическое соединение, в большом количестве содержащееся в скелетных мышцах и выполняющее роль энергетического резерва, может быть использован для синтеза АТФ при стремительных действиях (напр. бег на короткие дистанции).

20. Лактат – (молочная кислота) сильная кислота, в результате накопления которой в мышцах увеличивается концентрация ионов водорода.

21. Макроэргические соединения – соединения, содержащие высокоэнергетические химические связи (макроэргические). При их гидролитическом разрыве (с участием воды) высвобождается более 4 ккал/моль (20 кДж/моль).

22. Миозин – белок, молекула которого имеет 2 части – фибриллярную и глобулярную, составляющий толстую нить миофибрилла.

23. Окислительное фосфорилирование – основной путь аккумуляции энергии в организме, заключающийся в синтезе АТФ из АДФ и фосфорной кислоты за счет энергии, которая высвобождается при транспорте водорода по дыхательной цепи на кислород.

24. Разобщение окисления и фосфорилирования – процессы рассеивания энергии, которая освобождается при окислении для образования АТФ, в виде тепла, при этом происходит повышение температуры тела.

25. Перекисное окисление липидов – процессы образования свободнорадикальных форм липидов, под воздействием избыточного количества активных форм кислорода. Это приводит к накоплению токсических перекисей липидов и постепенному разрушению клетки.

26. Ресинтез АТФ – постоянное интенсивное восполнение запасов АТФ в клетке.

27. Субстратное фосфорилирование – синтез АТФ, протекающий помимо дыхательной цепи при анаэробном окислении субстратов.

28. Суперкомпенсация – сверхвосстановление затраченных энергетических ресурсов.

Использованная литература

1. Биохимия. Учебник для институтов физической культуры/ под ред. В.В. Меньшикова и Н.И. Волкова – М.: ФиС, 1986.

2. Биохимия физической культуры и спорта. Учебно-методическое пособие (сост. Г.Е. Медведева, Т.В. Соломина) – Челябинск, 2003.

3. Биоэнергетика мышечной деятельности. Учебное пособие. Г.Е. Медведева - Челябинск, 2003.

4. Особенности процессов энергообеспечения физических нагрузок в циклических видах спорта. Учебное пособие. Т.В. Соломина – Омск, Челябинск, 1987.

5. Биохимия обменных процессов. Учебное пособие для студентов институтов и факультетов физической культуры. – Челябинск, 1999.

6. Биохимические изменения в организме при мышечной деятельности. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы. Сост. Т.В. Соломина, Н.В. Князев – Челябинск, 2005.