- •Список основных сокращений
- •Часть 1. Статическая биохимия тема 1. Строение, свойства, биологическая роль углеводов и липидов
- •1.1.1. Основные понятия биохимии
- •1.1.2. Основные разделы биохимии
- •1.1.3. Основные закономерности строения и метаболизма макромолекул в живых системах
- •1.1.4. Превращение энергии в живых клетках
- •1.1.5. Химические реакции в живых клетках
- •1.1.6. Строение, свойства, биологическая роль углеводов
- •1.1.6.1. Биологические функции углеводов
- •Слайд: Биологические функции углеводов
- •1.1.6.2. Моносахариды
- •Стереоизомерия моносахаридов
- •1.1.6.3. Олигосахариды
- •1.1.6.4. Полисахариды (гликаны)
- •1.1.7.1. Строение, свойства, биологическая роль липидов
- •1.1.7.2. Биологическая роль липидов
- •1.1.7.3. Нейтральные липиды (ацилглицеролы)
- •1.1.7.4. Жирные кислоты
- •1.1.7.5. Нейтральные диольные липиды
- •1.1.7.6. Нейтральные плазмалогены
- •1.1.7.11. Стероиды
- •1.1.7.12. Терпены
- •Тема 2. Строение, свойства, биологическая роль белков
- •2.1. Состав белков
- •2.2. Аминокислоты
- •2.3. Стереохимия аминокислот
- •2.4. Связи, стабилизирующие белковую молекулу
- •Пептидные связи
- •Часть молекулы полипептида Ионная связь
- •Дисульфидная связь
- •Водородная связь
- •2.5. Конформации белков
- •1.2.5.1. Первичная структура
- •1.2.5.2. Вторичная структура
- •1.2.5.3. Третичная структура
- •1.2.5.4. Четвертичная структура
- •1.2.5.5. Биологические функции белков
- •1.2.5.6. Классификация белков
- •1.2.5.7. Простые белки
- •1.2.5.8. Сложные белки
- •Тема 3. Строение, сворйства, биологическая роль нуклеотидов
- •1.3.1. Строение нуклеотидов. Компоненты нуклеотидов
- •1.3.2. Образование нуклеотида
- •1.3.3. Строение динуклеотидов и полинуклеотидов
- •Фрагмент полинуклеотида
- •1.3.3.1. Структура днк
- •1.3.3.2. Структура рнк
- •Тема 4. Витамины, ферменты
- •1.4.1. Витамины
- •1.4.1.2. Водорастворимые витамины витамин в1 (тиамин)
- •Витамин в2 (рибофлавин)
- •Витамин рр (в5) (никотинамид)
- •Витамин в6 (пиридоксин)
- •Витамин р (витамин проницаемости)
- •Витамин в12 (антианемический витамин, кобаламин)
- •Витамин с
- •Пантотеновая кислота (витамин в3)
- •Пара-аминобензойная кислота
- •Фолиевая кислота (витамин Вс)
- •1.4.1.2. Жирорастворимые витамины витамин а (ретинол)
- •Витамин d (антирахитический витамин)
- •Витамин е (витамин размножения, токоферол)
- •Витамин к (антигеморрагический витамин)
- •1.4.2. Ферменты
- •1.4.2.1. Химическая кинетика
- •1.4.2.2. Кинетика ферментативных реакций
- •1.4.2.3. Структура ферментов
- •1.4.2.4. Регуляция активности ферментов
- •1.4.2.5. Классификация ферментов
- •1. Оксидоредуктазы (окислительно-восстановительные реакции)
- •2. Трансферазы (перенос функциональных групп)
- •3. Гидролазы (реакции гидролиза)
- •1.5.1. Механизм действия гормонов
- •1.5.2. Гормоны гипоталамуса
- •Гормоны гипофиза
- •1.5.3. Гормоны поджелудочной железы
- •1.5.4. Гормоны щитовидной железы
- •1.5.5. Гормоны коры надпочечников
- •1.5.6. Гормоны мозгового вещества надпочечников
- •1.5.7. Гормоны половых желез
- •1.5.8. Гормоны паращитовидной железы
- •1.5.9. Гормоны тимуса (вилочковая железа)
- •Часть 2. Динамическая биохимия
- •Тема 6. Переваривание углеводов в пищеварительном тракте. Гликолиз. Окислительное декарбоксилирование пирувата
- •2.6.1. Метаболические пути и обмен энергии
- •А → б → в → г → д, где а - исходное вещество (предшественник), б, в, г – интермедиаты, д – конечный продукт.
- •2.6.2. Обмен углеводов
- •2.6.2.1. Переваривание углеводов
- •2.6.2.2. Всасывание моносахаридов
- •2.6.2.3. Транспорт углеводов в клетки
- •2.6.3. Гликолиз
- •Аденозинтрифосфорная кислота
- •Брожение и дыхание
- •Стадии гликолиза
- •Ферментативные реакции первой стадии гликолиза
- •1. Фосфорилирование d-глюкозы за счет атф
- •Полный баланс гликолиза
- •2.6.4. Гликогенолиз
- •Тема 7. Аэробный метаболизм углеводов
- •2.7.1. Энергетика брожения и дыхания
- •2.7.2. Общая схема дыхания
- •2.7.3. Окисление пирувата до ацетил-КоА
- •2.7.4. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)
- •Цитрат-синтаза
- •Аконитазное равновесие
- •Изоцитратадегидрогеназа
- •Окисление -кетоглутарата до сукцината
- •Сукцинатдегидрогеназа
- •Фумараза
- •Окисление малата до оксалоацетата
- •Баланс одного оборота цикла Кребса
- •2.7.5. Перенос электронов и окислительное фосфорилирование
- •2.7.6. Путь переноса электронов – дыхательная цепь
- •Баланс энергии
- •2.7.7. Хемиосмотическая гипотеза Митчелла
- •Тема 8. Липидный обмен
- •2.8.1. Превращение липидов в процессе пищеварения
- •2.8.2. Всасывание продуктов переваривания липидов и ресинтез липидов в кишечной стенке
- •2.8.3. Внутриклеточные процессов расщепления и синтеза липидов различных классов
- •2.8.4. Обмен триглицеридов и холестерина в тканях
- •2.8.5. Интеграция и регуляция метаболизма липидов
- •2.8.6. Нарушение обмена липидов при ожирении
- •Тема 9. Белковый обмен
- •2.9.1. Общие представления об обмене белков
- •2.9.2. Пищеварение белков
- •2.9.3. Синтез белков
- •2.9.4. Внутриклеточный распад белков
- •2.9.5. Пути выведения аммиака из организма
- •Тема 10. Интеграция клеточного обмена
- •2.10.1. Взаимосвязь процессов обмена углеводов, липидов, белков
- •2.10.2. Внутриклеточная регуляция обмена веществ
- •2.10.3. Нервная и гормональная регуляция обмена веществ
- •Часть 3. Спортивная биохимия тема 11. Биохимия мышечного сокращения
- •3.11.1. Типы мышечных волокон
- •3.11.2. Ультраструктура мышечного волокна
- •Тема 12. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности
- •3.12.1. Креатинфосфокиназный механизм ресинтеза атф
- •3.12.2. Гликолитический механизм ресинтеза атф
- •3.12.3. Миокиназный механизм ресинтеза атф
- •3.12.4. Аэробный механизм ресинтеза атф
- •3.12.5. Соотношение анаэробных и аэробных механизмов ресинтеза атф при мышечной нагрузке
- •3.12.6. Биохимические факторы спортивной работоспособности
- •Тема 13. Биохимические изменения в организме при работе различного характера. Биохимические изменения при утомлении.
- •3.13.1. Общие изменения в организме при физической нагрузке
- •3.13.2. Биохимические изменения в мышцах при физической нагрузке
- •3.13.3. Систематизация упражнений по характеру биохимических изменений при физической работе
- •3.13.4. Биохимические изменения при утомлении
- •Тема 14. Биохимические превращения в период восстановления после мышечной работы
- •3.14.1. Срочное и отставленное восстановление
- •Тема 15. Закономерности биохимической адаптации под влиянием систематической тренировки
- •Сверхотягощение
- •Специфичность
- •3.15.3. Принцип обратимости действия
- •3.15.4. Принцип положительного взаимодействия
- •3.15.5. Принцип цикличности
- •Тема 16. Биохимический контроль при занятиях физической культурой
- •3.16.1. Биохимический контроль развития систем энергообеспечения организма и уровнем тренированности, утомления и восстановления организма
- •3.16.2. Контроль за применением допинга в спорте
- •Тема 17. Биохимические основы силы, быстроты и выносливости
- •3.17.1. Морфологические и биохимические основы скоростно-силовых качеств
- •3.17.2. Биохимические основы методов скоростно-силовой подготовки спортсменов
- •3.17.3. Биохимические основы выносливости
- •3.17.4. Методы тренировки, способствующие развитию выносливости
- •Тема 18. Биохимическое обоснование методики занятий физической культурой и спортом с лицами разного возраста. Биохимические основы рационального питания при занятиях физической культурой.
- •3.18.1. Биохимическое обоснование методики занятий физической культурой и спортом с лицами разного возраста
- •3.18.2. Биохимические основы рационального питания спортсменов
3.13.3. Систематизация упражнений по характеру биохимических изменений при физической работе
Изменения скорости метаболических процессов при мышечной деятельности зависят от общего количества мышц, участвующих в работе, режима работы мышц (статического или динамического), ее интенсивности, длительности, числа повторений упражнений и пауз отдыха между ними.
В зависимости от количества мышц, участвующих в работе, ее делят на локальную (менее ¼ всех мышц тела), региональную и глобальную (более ¾ всех мышц тела). Глобальная работа (ходьба, бег, плавание, лыжные гонки и др.) вызывает большие биохимические сдвиги во всех органах и тканях организма. Локальная работа (спуск курка при стрельбе, передвигание шахматных фигур и др.) в организме не вызывает биохимических изменений. Чем локальнее мышечная работа при одинаковом объеме внешней работы, тем больше доля анаэробных реакций в ее энергетическом обеспечении. Глобальная работа вызывает наибольшее усиление деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем, в ее энергетическом обеспечении больше доля аэробных реакций ресинтеза АТФ.
Статический (изометрический) режим работы приводит к пережиманию капилляров (если сила сокращения достаточно велика и превышает давление крови в артериолах) и к ухудшению снабжения мышц кислородом и питательными веществами. В такой работе велика доля участия анаэробных реакций. Динамический (изотонический) режим работы обеспечивает гораздо лучшее кровоснабжение тканей кислородом, так как прерывисто сокращающиеся мышцы действуют как своеобразный насос, проталкивающий кровь через капилляры. Для отдыха после статической работы нужен не покой, а динамическая работа.
Зависимость биохимических процессов от мощности выполняемой мышечной работы и ее продолжительности выражается в следующем: чем выше мощность, а, следовательно, больше скорость расщепления АТФ, тем меньше возможность удовлетворить энергетический запрос за счет дыхательных процессов и тем в большей мере выражены процессы анаэробного ресинтеза АТФ. С увеличением мощности выполняемой работы уровень потребления кислорода и скорость аэробного энергообмена возрастает до максимальных значений, а с дальнейшим ростом мощности остается неизменной. С приближением мощности к максимальной доля аэробного процесса в энергообеспечении работы снижается потому, что такая работа кратковременна и аэробные процессы не успевают развиться полностью. Мощность, при которой достигается максимальное потребление кислорода, называется критической. Мощность упражнения, при которой наблюдается усилении анаэробных реакций, называется порогом анаэробного обмена. У людей, не занимающихся спортом, он составляет 40-45% от критической мощности, у спортсменов – 60-75%. После повышения порога анаэробного обмена доля анаэробных реакций в энергетическом обеспечении работы резко возрастает. Значительно увеличивается энергопродукция гликолиза. Наибольшую роль гликолиз как энергетический источник играет при мощности, составляющей 60-85% от максимальной. Мощность, при которой достигается наивысшее развитие гликолиза, называется мощностью истощения. Максимально возможная для человека мощность обозначается как максимальная анаэробная мощность. При ней предельных значений достигает скорость образования энергии в креатинфосфокиназной реакции.
Мощность работы связана обратно-пропорционально с ее предельной продолжительностью: чем больше мощность, тем быстрее происходят биохимические изменений, ведущие к утомлению, и тем меньше время работы. По классификации В.С. Фарфеля имеется 4 зоны относительной мощности – максимальна, субмаксимальная, большая и умеренная. Предельная длительность работы в зоне максимальной мощности составляет 15-20 с, в зоне субмаксимальной – от 20 с до 2-3 мин, в зоне большой мощности – до 30 мин, в зоне умеренной – до 4-5 часов.
Работ в зоне максимальной мощности обеспечивается энергией за счет АТФ и креатинфосфата, частично – за счет гликолиза. Однако скорость гликолиза в этой зоне не достигает своих максимальных значений, поэтому содержание лактата в крови 1-1,5 г/л, мобилизация в печени почти не происходит, и содержание глюкозы в крови почти не изменяется по сравнению с уровнем покоя. Кислородный долг составляет 6-12 л, т.е. 90-95% от кислородного запроса.
Энергетическое обеспечение работы в зоне субмаксимальной мощности идет в основном за счет анаэробного гликолиза. В крови в большом количестве появляется лактат (концентрация выше 2,5 г/л). Кислородный запрос может достигать 20-40 л, а кислородный долг составляет до 20 л (50-90%). Уровень энергетических затрат в 4-5 раз превышает максимум аэробного производства энергии. К концу работы доля аэробных процессов возрастает. Усиливает мобилизация гликогена печени, уровень глюкозы в крови может достигать 2 г/л. Под влиянием продуктов анаэробного распада меняется проницаемость клеточных мембран для белков, увеличивается их содержание в крови, они могут выходить в мочу.
В зоне большой мощности основное значение имеют аэробные источники энергии при достаточно высоком уровне развития гликолиза. Доля анаэробных процессов в энергообеспечении работы быстро снижается по мере увеличения ее продолжительности. При такой работе кислородный запрос увеличивается до 50-150 л. Содержание лактата в крови – 1,8-1,5 г/л, содержание белка в моче меньше, чем при работе в зоне субмаксимальной мощности.
В зоне умеренной мощности энергообеспечение обеспечивается в основном аэробными механизмами. Кислородный запрос может достигать 500-1500 л, кислородный долг не превышает 5 л. Содержание лактата в крови составляет 0,6-0,8 г/л, по ходу работы он может устраняться. Вследствие усиленного расхода запасов гликогена в печени содержание глюкозы в крови падает ниже 0,8 г/л. В моче в значительном количестве появляются продукты распада белков. Отмечается большая потеря организмом воды и солей.