- •Биохимия
- •Москва, 2011
- •Введение в биохимию
- •Раздел I. Биохимия обмена веществ в организме человека
- •Глава 1. Химический состав организма человека
- •1.1. Химические элементы, входящие в состав организма человека
- •1.2. Вещества, образующие организм человека
- •Примерное процентное содержание важнейших веществ в организме человека
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 2. Общие закономерности обмена веществ
- •2.1. Обмен веществ как основа жизнедеятельности живых организмов
- •2.2. Ассимиляция и диссимиляция – две стороны обмена веществ
- •2.3.Этапы обмена веществ
- •2.4. Изменения обмена веществ
- •2.4.1. Возрастные изменения обмена веществ
- •2.4.2. Изменчивость обмена веществ как основа приспособляемости живых организмов
- •2.5. Взаимосвязь обменных процессов с клеточными структурами
- •2.5.1. Строение клетки
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 3. Биоэнергетика
- •3.1. Источники энергии для организма человека
- •Важнейшие источники энергии организма человека
- •3.2. Биологическое окисление как основной путь получения энергии
- •3.3. Аэробное биологическое окисление
- •3.4. Адениловая система
- •3.5. Биохимические механизмы аэробного биологического окисления
- •3.6. Энергетический эффект биологического окисления.
- •Окислительно-восстановительный потенциал промежуточных переносчиков и изменение свободной энергии при переносе электронов в дыхательной цепи
- •3.7. Субстратное фосфорилирование.
- •3.8. Регуляция скорости аэробного окисления.
- •3.9. Свободное окисление.
- •3.10. Анаэробное окисление.
- •Образование свободных радикалов.
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 4. Общие принципы регуляции обмена веществ в организме
- •4.1. Концентрация реагирующих веществ (доступность субстратов) как фактор регуляции обменных процессов
- •4.2. Ферменты – биологические катализаторы
- •4.2.1. Строение ферментов
- •4.2.2. Свойства ферментов
- •4.2.3. Механизм действия ферментов
- •4.2.4. Классификация и номенклатура ферментов
- •4.3. Витамины.
- •4.3.1. Номенклатура витаминов
- •4.3.2. Функции витаминов
- •4.3.3. Жирорастворимые витамины Витамины группы а
- •Витамин d (кальциферол)
- •Витамин е (токоферол)
- •Витамин к
- •4.3.4. Водорастворимые витамины Витамин в1 (тиамин)
- •Витамин в2 (рибофлавин)
- •Витамин в3 (пантотеновая кислота)
- •Витамин рр (в5, никотиновая кислота и никотинамид)
- •Витамин в6 (пиридоксин)
- •Витамин в12 (цианокобаламин)
- •Витамин Вс (фолиевая кислота, фолацин)
- •Витамин с (аскорбиновая кислота)
- •Витамин р (рутин)
- •Витамин н (биотин)
- •Витамин u (метилметионинсульфоний)
- •4.3.5. Витаминоподобные вещества
- •4.4.Гормоны
- •Сведения о железах внутренней секреции, секретируемых ими гормонах, их химической природе и регулирующем влиянии
- •4.4.1. Гормоноподобные вещества
- •4.4.2. Химическая природа гормонов
- •4.4.3. Химические превращения гормонов
- •4.4.4. Механизм действия гормонов
- •4.4.5. Взаимодействие между железами внутренней секреции
- •4.4.6. Нервная регуляция деятельности желез внутренней секреции
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 5. Обмен углеводов
- •5.1. Общие сведения об углеводах
- •5.2. Пищеварение углеводов
- •Крахмал → высоко молекулярные → низко молекулярные → декстрины декстрины
- •5.3. Пути использования продуктов пищеварения углеводов в организме
- •5.4. Синтез гликогена
- •5.5. Использование углеводов в качестве источника энергии
- •5.5.1. Анаэробная фаза превращений углеводов
- •5.5.2. Аэробная стадия превращений углеводов
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 6. Обмен липидов
- •6.1. Общие сведения о липидах
- •6.2. Жиры (триглицериды)
- •6.3. Стероиды
- •6.4. Пищеварительные превращения липидов
- •6.5. Транспорт и депонирование липидов
- •6.6. Диссимиляция липидов
- •6.6.1. Окисление глицерина
- •6.6.2. Окисление жирных кислот
- •6.6.3. Мобилизация жиров из жировых депо
- •6.6.4. Образование и превращения кетоновых тел
- •6.7. Превращения холестерола и фосфолипидов
- •6.8. Синтез липидов из продуктов углеводного и белкового обмена
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 7. Обмен белков
- •7.1. Общие сведения о белках
- •7.2. Свойства белков
- •7.3. Роль белков в организме человека
- •7.4. Превращения белков в организме человека
- •7.4.1. Пищеварительные превращения белков
- •7.4.2. Пути использования аминокислот в организме
- •7.4.2. 1. Синтез белков
- •7.4.2.2. Декарбоксилирование аминокислот
- •7.4.2.3. Трансаминирование аминокислот
- •7.4.2.4. Дезаминирование аминокислот
- •7.4.3. Устранение аммиака из организма
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 8. Обмен воды и минеральных соединений
- •8.1. Содержание и роль воды в организме человека
- •8.2. Потребность в воде
- •8.3. Содержание и роль минеральных веществ в организме человека
- •8.3.1. Содержание и роль минеральных кислот
- •8.3.2. Содержание и роль солей в организме
- •Возрастные изменения минерального и органического компонентов костной ткани.
- •8.3.3. Содержание и роль ионов в организме человека
- •8.3.4. Минеральные буферные системы организма человека
- •8.4. Регуляция обмена воды и минеральных веществ в организме
- •8.5. Особенности обмена воды и минеральных соединений при занятиях физической культурой и спортом
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Раздел II. Биохимические основы мышечной деятельности
- •Глава 9. Биохимия мышц и мышечного сокращения
- •9.1. Химический состав мышечной ткани
- •9.2. Строение мышечной ткани
- •9.2.1. Строение мышечного волокна
- •9.3. Типы мышечных волокон
- •9.4. Механизм и химизм мышечного сокращения
- •9.4.1. Механизм мышечного сокращения
- •9.4.2. Химические превращения, обеспечивающие сокращение и расслабление мышцы
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 10. Энергетика мышечной деятельности
- •10.1. Роль атф при мышечной работе
- •10.2. Пути ресинтеза атф при работе
- •10.2.1. Креатинфосфокиназная реакция
- •10.2.2. Ресинтез атф в процессе гликолиза
- •10.2.3. Миокиназная реакция
- •10.2.4. Аэробный ресинтез атф
- •10.2.5. Соотношение различных путей ресинтеза атф при работе
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 11. Биохимические изменения в организме под влиянием мышечной работы
- •11.1. Срочные биохимические изменения
- •11.2. Отставленные изменения
- •11.3. Кумулятивные (накопительные) биохимические изменения
- •11.4. Зависимость срочных биохимических изменений от особенностей выполняемой тренировочной работы
- •11.4.1. Влияние мощности и продолжительности выполняемых упражнений на характер и глубину срочных биохимических изменений
- •11.4.2. Характеристика упражнений зоны максимальной мощности
- •11.4.3. Характеристика упражнений зоны субмаксимальной мощности
- •11.4.4. Характеристика биохимических изменений при выполнении упражнений зоны большой мощности
- •11.4.5. Характеристика биохимических изменений при выполнении упражнений зоны умеренной мощности
- •11.4.6. Характеристика различных метаболических состояний организма
- •11.4.7. Влияние продолжительности интервалов отдыха между повторными упражнениями на срочные биохимические изменения
- •11.4.8. Зависимость срочных биохимических изменений от режима деятельности мышц
- •11.4.9. Зависимость срочных биохимических изменений от количества участвующих в обеспечении работы мышц
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 12. Биохимия утомления
- •12.1. Понятие и общая характеристика утомления
- •12.2. Современные представления о природе и механизмах утомления
- •12.3. Биохимические изменения, вызывающие утомление при выполнении упражнений зоны максимальной мощности
- •12.4. Биохимические изменения, вызывающие утомление при выполнении упражнений зоны субмаксимальной мощности
- •12.5. Биохимические изменения, вызывающие утомление при выполнении упражнений зоны большой и умеренной мощности
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 13. Биохимические превращения в период отдыха после мышечной работы
- •13.1. Гетерохронность восстановительных процессов
- •13.2. Пути ускорения восстановительных процессов
- •13.3. Явление суперкомпенсации
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 14. Закономерности биохимической адаптации под влиянием систематической тренировки
- •14.1. Понятие о срочной и долговременной адаптации
- •14.2. Биохимические предпосылки основных принципов спортивной тренировки
- •14.3. Эффект повторной работы, выполняемой в период недовосстановления после предыдущей.
- •14.4. Эффект повторной работы, выполняемой в период суперкомпенсации, вызванной предыдущей работой
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 15. Биохимические основы скоростно-силовых качеств
- •15.1. Биохимические факторы, определяющие проявление силы и быстроты
- •15.2. Биохимическое обоснование методики совершенствования силовых и скоростных способностей.
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 16. Биохимические основы выносливости
- •16.1. Биохимические факторы, определяющие проявление алактатного компонента выносливости
- •16.2. Биохимические факторы, определяющие проявление гликолитического компонента выносливости
- •16.3. Биохимические факторы, определяющие проявление аэробного компонента выносливости
- •16.4. Специфичность различных компонентов выносливости
- •16.5. Методы оценки алактатного компонента выносливости
- •16.6. Методы оценки гликолитического компонента выносливости
- •16.7. Методы оценки аэробного компонента выносливости
- •16.8. Биохимическая характеристика средств и методов совершенствования различных компонентов выносливости
- •16.8.1. Тренировка алактатного компонента выносливости
- •16.8.2. Совершенствование гликолитического компонента выносливости
- •16.8.3. Биохимическое обоснование средств и методов совершенствования аэробного компонента выносливости
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 17. Биохимическое обоснование особенностей методики занятий физическими упражнениями и спортом с лицами разного возраста
- •17.1. Биохимические особенности растущего организма
- •Относительное потребление кислорода детьми и подростками в состоянии покоя
- •17.2. Биохимические особенности стареющего организма
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 18. Биохимический контроль в процессе занятий физической культурой и спортом
- •18.1. Объекты биохимических исследований
- •18.2. Тесты, используемые в биохимическом контроле в процессе занятий физической культурой и спортом
- •18.3. Химические исследования выдыхаемого воздуха
- •18.3.1. Максимальное потребление кислорода (мпк)
- •18.3.2. Дыхательный коэффициент (дк)
- •18.3.3. Неметаболический «излишек» со2
- •18.3.4. Кислородный долг.
- •18.4. Биохимические исследования крови
- •18.4.1. Определение кислотно-щелочного равновесия крови
- •18.4.2. Определение содержания молочной кислоты в крови
- •18.4.3. Определение содержания мочевины в крови
- •18.4.4. Определение количества и активности ферментов в крови
- •18.5. Исследование мышечной ткани
- •18.6. Выбор биохимических показателей
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Глава 19. Биохимические основы рационального питания при занятиях физической культурой и спортом
- •19.1. Сбалансированность важнейших компонентов питания
- •19.2. Суточные энерготраты организма человека
- •19.3. Суточная потребность в углеводах, жирах, белках
- •19.4. Белковый компонент питания
- •19.5. Липидный компонент питания
- •19.6. Углеводный компонент питания
- •19.7. Обеспечение потребности в витаминах
- •19.8. Удовлетворение потребности в минеральных соединениях
- •19.9. Потребность в воде и пути ее удовлетворения
- •19.10. Специфические функции питания
- •19.11. Биологически активные пищевые добавки
- •19.11.1. Адаптогены
- •19.11.2. Ноотропы
- •19.11.3. Препараты энергетического и пластического действия
- •19.11.4. Антиоксиданты и антигипоксанты
- •19.11.5. Витамины и витаминные комплексы
- •19.11.6. Стимуляторы кроветворения
- •19.12. Режим питания
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Список литературы
- •На последнюю страницу обложки
8.5. Особенности обмена воды и минеральных соединений при занятиях физической культурой и спортом
Тяжелая мышечная работа, занятия физическими упражнениями, спортом вызывают существенные изменения в вводно-минеральном балансе организма, обмене воды и минеральных соединений. При этом происходящие изменения зависят от параметров выполняемой тренировочной и соревновательной нагрузок (их интенсивности, продолжительности) и специфики вида спорта. Систематические занятия любыми видами спорта, связанными со значительными мышечными нагрузками, приводит к заметному увеличению минерального компонента костной ткани. Особенно заметно повышается содержание минеральных веществ в костной ткани у представителей видов спорта, в которых присутствуют большие нагрузки на костную систему: тяжелой атлетики, акробатических прыжков, прыжков на батуде, прыжков с трамплина, легкоатлетических прыжков и др.
Под влиянием систематической тренировки в крови повышается содержание ионов железа, меди, марганца, цинка и некоторых других элементов. При этом обнаруживается прямая зависимость между квалификацией спортсмена и содержанием в крови указанных элементов. Содержание микроэлементов в крови повышается с ростом тренированности и снижается с падением спортивной работоспособности.
Непосредственное выполнение тренировочной работы также оказывает существенное влияние на минеральный баланс организма, изменения которого зависят от характера выполняемой тренировочной работы. Так, по данным Турсуновой под влиянием работы высокой интенсивности содержание натрия и калия в крови существенно уменьшалось (соответственно на 14,3 и 19,6%), а при длительной работе умеренной интенсивности – повышалось (соответственно на 13,4 и 13,7%).
В других исследованиях были обнаружены изменения содержания микроэлементов в крови, которые зависели как от характера выполняемой работы, так и от квалификации спортсменов. Так, гонка на 5 км сопровождалась у лыжниц – мастеров спорта снижением концентрации железа, меди и марганца в плазме крови (соответственно на 51,0; 20,4 и 20,0%) и накоплением этих микроэлементов в клетках крови (соответственно на 7,0; 8,5 и 22,0%). У начинающих лыжниц в тех же условиях изменения указанных микроэлементов были менее выражены.
Длительная мышечная работа (лыжные гонки на 30 и 50 км) сопровождалась уменьшением содержания железа, меди и марганца не только в плазме, но и в клетках крови. Указанные изменения обусловлены в первую очередь увеличением их потери с потом, т.к. указанные нагрузки характеризуются значительным потоотделением. Так, при тренировке с использованием высокоинтенсивных нагрузок потоотделение увеличивается в 60 – 70 раз, а при длительной работе умеренной интенсивности – в 115 – 150 раз по сравнению с уровнем покоя. При этом, кроме указанных микроэлементов, значительно возрастают потери с потом натрия и калия (соответственно в 33-38 и 22-24 раза).
Увеличение потерь минеральных веществ, сопровождающее тренировочную работу, заметно повышает потребность в этих веществах. Так, по данным ряда исследователей у квалифицированных спортсменов, специализирующихся в видах спорта, в которых тренировочный процесс и соревновательная деятельность сопровождается обильным потоотделением, потребность в натрии возрастает до 20-25 г в сутки. Существенно возрастает потребность и в других минеральных веществах. Как правило, такую возросшую потребность нельзя удовлетворить за счет обычного питания. Требуется прием специальных препаратов.
Некоторые изменения функционального состояния спортсменов, возникающие в период интенсивных тренировок и участия в соревнованиях, могут быть обусловлены сдвигами в минеральном балансе организма. Так, у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, в которых требуется проявление выносливости к длительным нагрузкам, нередко обнаруживается выраженная гипотония – понижение артериального давления. Это состояние характеризуется понижением работоспособности, быстрой утомляемостью. Одной из причин возникновения подобного состояния может быть дефицит натрия в организме, вызванный его большими потерями с потом. Прием спортсменами в течение нескольких дней повышенных количеств NаCl нередко полностью устраняет указанные явления.
В настоящее время заметно повысился интерес к изучению минерального баланса организма человека. Многочисленными исследованиями показана тесная связь между дефицитом, избытком, дисбалансом отдельных макро- и микроэлементов и различными заболеваниями и состояниями организма. Направление биологии и медицины, изучающее эту взаимосвязь получило название «учение о микроэлементозах». Особая значимость этого направления науки обусловлена постоянно нарастающим загрязнением окружающей среды.
В рамках курса биохимии в вузах физической культуры отсутствует возможность подробно разбираться с взаимосвязью особенностей минерального баланса с заболеваниями и состояниями организма человека. Однако на значении одного микроэлемента – селена - остановимся более подробно. Обусловлено это тем, что в последние годы интерес к этому микроэлементу чрезвычайно возрос. В настоящее время он занимает одно из первых мест в ряду так называемых антиоксидантов – веществ, предотвращающих образование вредных для организма перекисных и свободно-радикальных соединений, а также блокирующих их действие.
Указанные вещества могут как поступать, так и образовываться в организме человека. Свободно-радикальные соединения в повышенных количествах возникают в процессе мышечной работы, сопровождающейся значительным утомлением. Из этого вытекает особая значимость селена для спортсменов.
Механизм действия селена связан с тем, что он входит в состав фермента глютатионпероксидазы – разрушающего перекисные и свободно радикальные соединения. Потребность в селене точно не установлена и составляет по данным разных авторов от 20 до 100 мкг в сутки. У спортсменов она, естественно, выше. В таблице 7 приведены данные о содержании селена в различных продуктах питания.
Табл.7 .
Содержание селена в отдельных продуктах питания
Продукты питания |
Содержание селена, мг/100 г продукта |
Кокос |
0,81 |
Фисташки |
0,45 |
Свиное сало |
0,2-0,4 |
Чеснок |
0,2-0,4 |
Морская рыба |
0,02-0,2 |
Пшеничные отруби |
0,11 |
Белые грибы |
0,10 |
Яйца |
0,07-0,10 |