куrсовая Биохимия биохимические процессы, происходящие в организме при ходьбе на лыжах 10 км.

на отлично ...

Оглавление
Введение 3
Глава 1. Зона мощности, к которой относится данная работа. Соотношение аэробных и анаэробных процессов при ее выполнении. 4
Глава 2. Характеристика основного механизма образования АТФ. 5
Глава 3. Энергетические показатели основного пути энергообеспечения (мощность, емкость, эффективность) и биохимические факторы, которые влияют на их величину. 7
Глава 4. Биохимические изменения в мышцах, крови и моче спортсмена при выполнении данной работы (лыжная гонка) и в период отдыха после нее. Составьте график, отражающий эти изменения. 9
Глава 5. Качество двигательной деятельности, которое является ведущим при выполнении данной работы (лыжная гонка). Методы развития этого качества. Методы контроля за уровнем развития данного качества. 19
Глава 6. Изучить перекисное окисление липидов. Этапы развития реакций ПОЛ. Роль при физических нагрузках; 23
Глава 7. Антиоксидантные системы организма. Ферментативные и неферментативные антиоксиданты;……………………………………………26
Заключение. 29
Список литературы. 30

Данная работа посвящена биохимическим процессам, происходящим в организме при ходьбе на лыжах 10 км.
Цель данной работы – составить характеристику биохимических процессов, происходящих в организме при ходьбе на лыжах на 10 км.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) изучить зону мощности, к которой относится данная работа. Соотношение аэробных и анаэробных процессов при ее выполнении;
2) изучить характеристику основного механизма образования АТФ;
3) изучить энергетические показатели основного пути энергообеспечения (мощность, емкость, эффективность) и биохимические факторы, которые влияю

Биохимические сдвиги в головном мозге. Во время мышечной деятельности в мотонейронах коры головного мозга происходит формирование и последующая передача двигательного нервного импульса. Оба эти процесса - формирование и передача нервного импульса - осуществляются с потреблением энергии молекул АТФ. Образование АТФ в нервных клетках происходит аэробно, путем окислительного фосфорилирования. Поэтому при мышечной работе увеличивается потребление мозгом кислорода из протекающей крови. Другой особенностью энергетического обмена в нейронах является то, что основным субстратом окисления является глюкоза, поступающая с током крови. В связи с такой спецификой энергоснабжения нервных клеток любое нарушение снабжения мозга кислородом или глюкозой неминуемо ведет к снижению его функциональной активности, что у спортсменов может проявляться в форме головокружения или обморочного состояния.Биохимические сдвиги в миокарде. Во время мышечной деятельности происходит усиление и учащение сердечных сокращений, что требует большего количества энергии по сравнению с состоянием покоя. Большие возможности аэробного энергообеспечения в миокарде обусловлены особенностью строения этой мышцы. В отличие от скелетных мышц в сердечной имеется более развитая, густая сеть капилляров, что позволяет извлекать из протекающей крови больше кислорода и субстратов окисления. Кроме того, в клетках миокарда имеется больше митохондрий, содержащих ферменты тканевого дыхания. В качестве источников энергии миокард использует различные вещества, доставляемые кровью: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела, глицерин. Собственные запасы гликогена практически не используются; они необходимы для энергообеспечения миокарда при истощающих нагрузках.Биохимические сдвиги в печени. При мышечной деятельности активируются функции печени, направленные преимущественно на улучшение обеспечения работающих мышц внемышечными источниками энергии, переносимыми кровью.1. Под воздействием адреналина повышается скорость глюкогенеза -распада гликогена с образованием свободной глюкозы. Образовавшаяся глюкоза выходит из клеток печени в кровь, что приводит к возрастанию ее концентрации в крови - к гипергликемии. При этом снижается содержание гликогена. 2. При физической работе усиливается распад мышечных белков, приводящий к образованию свободных аминокислот, которые далее де-заминируются, выделяя NH3. Аммиак является клеточным ядом, его обезвреживание происходит в печени, где он превращается в мочевину. Синтез мочевины требует значительного количества энергии. При истощающих нагрузках, несоответствующих функциональному состоянию организма, печень может не справляться с обезвреживанием аммиака, в этом случае возникает интоксикация организма этим ядом, ведущая к снижению работоспособности. [ 6, c. 55]Биохимические сдвиги в крови. Изменения химического состава крови является отражением тех биохимических сдвигов, которые возникают при мышечной деятельности в различных внутренних органах, скелетных мышцах и миокарде. При выполнении мышечной работы в крови чаще всего обнаруживаются следующие изменения:1) повышение концентрации белков в плазме крови. Это происходит по двум причинам. Во-первых, усиленное потоотделение приводит к уменьшению содержания воды в плазме крови и, следовательно, к ее сгущению, в результате чего возрастают концентрации всех компонентов плазмы, в том числе белков. Во-вторых, вследствие повреждения клеточных мембран наблюдается выход внутриклеточных белков в плазму крови. Однако в конце выполнения нашей работы возможно снижение концентрации белков плазмы. Часть белков из кровяного русла переходит в мочу, а другая часть используется в качестве источников энергии;2) В начале работы уровень глюкозы в крови возрастает. Это объясняется тем, что в начале работы в печени имеются большие запасы гликогена и глюкогенез протекает с высокой скоростью. С другой стороны, в начале работы мышцы тоже обладают значительными запасами гликогена, которые они используют для своего энергообеспечения, и поэтому не извлекают глюкозу из кровяного русла. По мере выполнения работы снижается содержание гликогена как в печени, так и в мышцах. В связи с этим печень направляет все меньше и меньше глюкозы в кровь, а мышцы, наоборот, начинают в большей мере использовать глюкозу крови для получения энергии. В конце работы наблюдается снижение концентрации глюкозы в крови, что обусловлено истощением запасов гликогена и в печени, и в мышцах;3) Наблюдается повышение лактата в крови. В покое, до работы содержание лактата в крови равняется 1-2 ммоль/л. После работы «до отказа» в зоне субмаксимальной мощности у спортсменов средней квалификации концентрация лактата в крови увеличивается до 8-10 ммоль/л, у высокотренированных этот рост может достигать 18-20 ммоль/л и выше. В литературе описаны случаи повышения лактата в крови у очень хорошо подготовленных спортсменов до 30-32 ммоль/л. Водородный показатель. Образующийся при интенсивной работе лактат является сильной кислотой и его поступление в кровяное русло должно вести к повышению кислотности крови. Однако первые порции лактата, диффундирующие из мышц в кровяное русло, нейтрализуются буферными системами крови. В дальнейшем, по мере исчерпания емкости буферных систем, наблюдается повышение кислотности Крови, возникает так называемый некомпенсированный ацидоз. В покое значение рН венозной крови равно 7,35-7,36. Затем, после нашей гонки pH снижается до 6-5;4) Мочевина. Содержание в крови увеличивается в 4-5 раз. Причиной увеличения содержания мочевины в крови является усиление катаболизма белков под воздействием физических нагрузок. Распад белков, в свою очередь, ведет к накоплению свободных аминокислот, при распаде которых образуется в большом количестве аммиак. В печени большая часть образовавшегося аммиака превращается в мочевину [6, 15 -17c.].Биохимические сдвиги в моче. Выполнение физических нагрузок приводит также к значительным сдвигам в химическом составе мочи и существенно влияет на ее физико-химические свойства. После завершения мышечной работы наиболее характерным является появление в моче химических веществ, которые в покое практически отсутствуют. После выполнения нагрузки в моче обнаруживаются следующие патологические компоненты: Белок. У здорового человека, не занимающегося спортом, в сутки выделяется не более 100 мг белка. Поэтому в порциях мочи, взятых для анализа до тренировки, обычными методами белок не обнаруживается. После выполнения мышечной работы отмечается значительное выделение с мочой белка. Глюкоза. В порциях мочи, полученных до выполнения физической нагрузки, глюкоза практически отсутствует. После завершения тренировки в моче спортсменов общепринятыми методиками нередко обнаруживается значительное содержание глюкозы, что может быть обусловлено двумя основными причинами. Во-первых, как уже отмечалось, при выполнении физических упражнений в крови повышается уровень глюкозы и он может превысить почечный порог, вследствие чего часть глюкозы не будет подвергаться обратному всасыванию в извитых канальцах нефрона и останется в составе мочи. Во-вторых, из-за повреждения почечных мембран нарушается непосредственно процесс обратного всасывания глюкозы в почках, что также ведет к развитию глюкозурии. [3, c. 110 ] Кетоновые тела. До работы кетоновые тела в моче не обнаруживаются. После соревновательных или тренировочных нагрузок с мочой могут выделяться в больших количествах кетоновые тела - ацето-уксусная и Р-оксимасляная кислоты, а также продукт их распада - ацетон. Лактат. Появление молочной кислоты в моче обычно наблюдается после тренировок, включающих упражнения субмаксимальной мощности. Каждое такое упражнение приводит к резкому возрастанию концентрации лактата в крови и последующему его переходу из кровяного русла в мочу. Таким образом, происходит аккумулирование молочной кислоты в моче. В связи с этим по выделению лактата с мочой можно судить об общем вкладе гликолитического пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение всей работы, выполненной спортсменом за тренировку. Наряду с влиянием на химический состав физические нагрузки приводят к изменению физико-химических свойств мочи. Наиболее существенные изменения следующие: Плотность. Вследствие повышения роли внепочечных путей выделения воды из организма объем мочи после соревнования уменьшается. Это, в свою очередь, сказывается на плотности. Данный показатель после работы чаще всего повышается. В среднем плотность мочи до нагрузок колеблется в пределах 1.010-1,025 г/мл. После тренировки этот показатель может быть равен 1,030-1,035 г/мл и даже еще выше. Восстановление является важнейшим периодом в подготовке спортсмена, так как именно в это время в организме закладываются основы роста спортивной работоспособности, развития скоростно-силовых качеств и выносливости. Восстановление условно делится на две фазы: срочное и отставленное. Срочное восстановлениеНа этом этапе устраняются продукты анаэробного обмена, главными из которых являются креатин и лактат. Креатин образуется и накапливается в мышечных клетках во время физических нагрузок за счет креатин фосфатной реакции:Креатинфосфат + АДФ Креатин + АТФЭта реакция обратима. Во время отдыха она протекает в обратном направлении:Креатин + АТФ Креатинфосфат + АДФОбязательным условием превращения креатина в креатинфосфат является избыток АТФ, который создается в мышцах после работы, когда уже нет больших энергозатрат на мышечную деятельность. Источником АТФ при восстановлении является тканевое дыхание, протекающее с достаточно высокой скоростью и потребляющее значительное количество кислорода. В качестве окисляемых субстратов чаще используются жирные кислоты. На устранение креатина требуется не более 5 мин. (Здесь и далее приводятся максимальные сроки восстановительных процессов после тяжелой работы большого объема. После выполнения физических нагрузок небольшого объема восстановление протекает значительно быстрее.) В течение этого времени наблюдается повышенное потребление кислорода, называемое алактатным кислородным долгом. Алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфос-фатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физической нагрузки. Наибольшие величины алактатного кислородного долга (8-10 л) наблюдаются после выполнения физических нагрузок в зоне максимальной мощности. Другой продукт анаэробного обмена - лактат - образуется и накапливается в результате функционирования гликолитического пути ресинтеза АТФ. Устранение молочной кислоты происходит преимущественно во внутренних органах, так как она легко выходит из мышечных клеток в кровяное русло. Лактат ,поступающий из крови в миокард, подвергается аэробному окислению и превращается в конечные продукты - С02 и Н20. Такое окисление требует кислорода и сопровождается выделением энергии, которая используется для обеспечения работы сердечной мышцы. Значительная часть лактата из крови попадает в печень и превращается в глюкозу. Этот процесс называется глюконеогенезом. Синтез глюкозы из лактата требует энергии АТФ, источником которого служит тканевое дыхание, протекающее с повышенной скоростью и потребляющее избыточное (по сравнению с покоем) количество кислорода. Другая часть лактата из крови поступает в почки. В почках, так же как и в миокарде, лактат может окисляться с участием кислорода до углекислого газа и воды, давая этому органу энергию. Часть лактата через почки поступает в состав мочи. Выделяется из организма молочная кислота также в составе пота. У спортсменов содержание лактата в поте может значительно превышать его уровень в крови. Поэтому использование после тренировки сауны или бани позволяет ускорить выделение из организма молочной кислоты. Для устранения избытка лактата обычно требуется не более 1,5-2 ч. В это время наблюдается повышенное (по сравнению с дорабочим уровнем) потребление кислорода, поскольку все превращения лактата протекают с участием кислорода. Повышенное потребление кислорода в ближайшие 1,5-2 ч после завершения мышечной работы, необходимое для устранения лактата, называется лактатным кислородным долгом. Лактатный кислородный долг характеризует вклад гликолитического пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение проделанной работы. Наибольшие величины лактатного кислородного долга (18-20 л) определяются после физической нагрузки в зоне субмаксимальной мощности. Частично креатин и лактат могут устраняться и во время тренировки: при снижении интенсивности выполняемых физических упражнений, а также в промежутках отдыха. Такое восстановление называется текущим. Отставленное восстановление. В этот период в организме восполняются запасы химических соединений и восстанавливаются внутриклеточные структуры, разрушенные или поврежденные во время мышечной работы. Основными биохимическими процессами, составляющими отставленное восстановление, являются синтезы гликогена, жиров и белков. Синтез гликогена протекает в мышцах и в печени, причем в первую очередь накапливается мышечный гликоген. Синтезируется гликоген главным образом из глюкозы, поступающей в организм с пищей. Предельное время восстановления в организме запасов гликогена- 24-36 ч. Синтез жиров осуществляется в жировой ткани. Вначале образуются глицерин и жирные кислоты, затем они соединяются в молекулу жира. Жир также образуется в стенке тонкой кишки путем ресинтеза из продуктов переваривания пищевого жира. С током лимфы, а затем крови ресинтезированный жир поступает в жировую ткань. Для восполнения запасов жира необходимо не более 36-48 ч. Синтез белков в основном идет в мышечной ткани. Часть аминокислот (незаменимых) обязательно должна поступать с пищей. Максимальное время синтеза белков - 48-72 ч. Отставленное восстановление также включает и восстановление (репарацию) поврежденных внутриклеточных структур. Это касается миофибрилл, митохондрий, различных клеточных мембран. По времени это самый длительный процесс; он требует до 72-96 ч. Все биохимические процессы, составляющие отставленное восстановление, протекают с потреблением энергии, источником которой является АТФ, возникающий за счет тканевого дыхания. Поэтому для фазы отставленного восстановления характерно несколько повышенное потребление кислорода, но не такое выраженное, как при срочном восстановлении. Важнейшей особенностью отставленного восстановления является наличие суперкомпенсации (или сверхвосстановления). Суть этогоявления заключается в том, что вещества, разрушенные при работе, во время восстановления синтезируются в больших концентрациях по сравнению с их дорабочим, исходным уровнем. На рис. 20 показана суперкомпенсация гликогена - вещества, которое расщепляется практически при любой работе. Суперкомпенсация носит временный характер, она обратима. Но если суперкомпенсация возникает часто (при регулярных тренировках), то это ведет к постепенному росту исходного уровня данного вещества.Глава 5. Качество двигательной деятельности, которое является ведущим при выполнении данной работы (лыжная гонка). Методы развития этого качества. Методы контроля за уровнем развития данного качестваДвигательные качества спортсменов взаимосвязаны. Например, от уровня силовых качеств бегуна зависят быстрота, выносливость и другие качества. В зависимости от специфики вида лыжного спорта уровень физических качеств неодинаков. Например, бегуна на большие дистанции, отличает прежде всего выносливость. Развитие выносливости. Выносливость - это способность спортсмена работать интенсивно длительное время. Так как продолжительность работы определяется, в конечном счете, наступлением утомления, то выносливость можно охарактеризовать как способность сохранять работоспособность, преодолевая утомление.Выносливость развивается в течение многих лет, причем неравномерно: сначала быстро, а затем развитие ее замедляется. Выносливого человека отличает высокая работоспособность, он меньше тратит энергии и способен продолжать работу при значительных изменениях в организме.Для преодоления утомления как обязательного условия тренировки с целью развития выносливости нужны значительные физические усилия.