http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека

10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 3. Витамины

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать о витаминах и их значении в организме человека.

Основные теоретические положения.

Витамины - низкомолекулярные органические вещества самого разнообразного строения, которые не синтезируются в организме, но являются жизненно необходимыми и поэтому должны обязательно поступать в организм с пищей, хотя и в очень небольших количествах Биологическая роль большинства известных витаминов заключается в том, что они входят в состав коферментови простетических групп ферментови, следовательно, используются организмом как строительный материал при синтезе соответствующих небелковых частей ферментов.

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: водорастворимые (В₁ В₂ В₃, В₆, В₉, В₁₂, B_c, С, P, РР)и жирорастворимые(А, D, Е, К).

Кроме витаминов пища может также содержать провитамины.Провитамины являются предшественниками витаминов. Попадая в организм, провитамины превращаются в витамины.

Авитаминозы- тяжелейшие заболевания, вызванные полным отсутствием в организме какого-либо витамина

Гиповитаминозы- специфические заболевания, протекающие в более легкой форме по сравнению с авитаминозами, вызываемые недостаточным содержанием отдельных витаминов в организме.

Гипервитаминозы- специфические заболевания, причиной которых является избыточное поступление в организм определенных витаминов.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Понятие о витаминах, провитаминах, антивитаминах.

2. Биологическая роль витаминов.

3. Авитаминоз, гиповитаминоз, гипервитаминоз.

4. Причины возникновения гиповитаминозов.

5. Характеристика В₁ В₂ В₃, В_6.

6. Характеристика В₉, В₁₂, B_c.

7. Характеристика С, P, РР.

8. Характеристика жирорастворимых витаминов.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 4. Основные понятия и этапы обмена веществ

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать об основных преобразованиях веществ и энергии в организме человека, об источниках энергии для жизнедеятельности

Основные теоретические положения.

Метаболизм- это совокупность химических реакций, протекающих во внутренней среде организма, т. е. в его клетках. В настоящее время известны десятки тысяч химических реакций, составляющих метаболизм. В свою очередь, метаболизм делится на катаболизми анаболизм.

Под катаболизмомпонимаются химические реакции, за счет которых крупные молекулы подвергаются расщеплению и превращаются в молекулы меньшего размера.Анаболизмвключает разнообразные реакции синтеза. Аденозинтрифосфат (АТФ) является нуклеотидом. В состав молекулы АТФ входят азотистое основание - аденин, углевод - рибоза и три остатка фосфорной кислоты (аденин, связанный с рибозой, называется аденозином).

Аденозинтрифосфат (АТФ) является нуклеотидом. В состав молекулы АТФ входят азотистое основание - аденин, углевод - рибоза и три остатка фосфорной кислоты (аденин, связанный с рибозой, называется аденозином).

Особенностью молекулы АТФ является то, что второй и третий остатки фосфорной кислоты присоединяются связью, богатой энергией. Такая связь называется высокоэнергетической, или макроэргической, и обозначается знаком ~. Соединения, имеющие макроэргические связи, обозначаются термином «макроэрги».

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Понятие о метаболизме.

2. Основное назначение метаболизма.

3. Катаболизм и анаболизм.

4. Макроэргические соединения.

5. Строение АТФ.

6. Биологическая роль АТФ.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 5. Основные понятия и этапы обмена веществ

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать об основных преобразованиях веществ и энергии в организме человека, об источниках энергии для жизнедеятельности.

Основные теоретические положения.

Основным типом биологического окисления является тканевоедыхание, протекающее в клеточных митохондриях(в связи с этим тканевое дыхание еще называется митохондриальным окислением).

За счет выделяющейся энергии в цитоплазме осуществляется синтез АТФ, который получил название анаэробное,или субстратное фосфорилирование,или же анаэробный синтез АТФ.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Понятие о биологическом окислении.

2. Тканевое дыхание.

3. Строение митохондрий.

4. Ферменты тканевого дыхания.

5. Понятие о редокс-потенциале.

6. Анаэробное окисление.

7. Микросомальное окисление.

8. Свободнорадикальное коисление.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 6. Обмен углеводов и жиров

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать об основных преобразованиях углеводов и жиров в организме.

Основные теоретические положения.

Аэробныйраспад углеводов по ГДФ-пути - сложный, многостадийный процесс, включающий десятки промежуточных реакций, приводящих в конечном счете к образованию углекислого газаи воды с выделением большого количества энергии.

Итоговое уравнение аэробного ГДФ-пути:

С₆Н₁₂О_в + 6 О₂ + 38 АДФ + 38 Н₃Р0₄ – 6 С0₂ + 6 Н₂0 + 38 АТФ.

Анаэробный распад углеводов обычно протекает в мышцах при выполнении интенсивных нагрузок. По своему содержанию анаэробный распад соответствует первому этапу ГДФ-пути. Однако из-за высокой скорости этого процесса образующиеся в больших количествах НАД-Н₂ и пируват не полностью окисляются в митохондриях.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Синтез гликогена.

2. Распад гликогена.

3. Аэробный распад углеводов.

4. Дыхательная цепь.

5. Цикл трикарбоновых кислот.

6. Анаэробный распад углеводов.

7. Пентозный цикл.

8. Катаболизм жиров.

9. Синтез жиров.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 7. Обмен белков и нуклеиновых кислот

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать об основных преобразованиях белков и нуклеиновых кислот в организме человека.

Основные теоретические положения.

С пищей в сутки поступает около 1 г нуклеиновых кислот.

Переваривание их происходит в тонкой кишке. Сначала поступившие с пищей нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) под действием ферментов поджелудочного сока (ДНКаза и РНКаза) превращаются в мононуклеотиды. Затем под влиянием ферментов кишечного сока от мононуклеотидов отщепляется фосфорная кислота и образуются нуклеозиды (состоят из азотистого основания и углевода). Часть нуклеозидов может затем расщепиться на азотистые основания и углеводы.

Продукты переваривания нуклеиновых кислот (азотистые основания, углеводы, фосфорная кислота и нерасщепившиеся нуклеозиды) всасываются в кровь, поступают по воротной вене в печень, а затем в другие органы. В клетках организма интенсивно протекает только обмен рибонуклеиновых кислот(РНК), метаболические превращения ДНКпротекают очень медленно и в основном только при делении клеток в растущих и регенерирующих тканях Таким образом, из нуклеиновых кислот в конечном счете образуются азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые), углеводы (рибоза и дезоксирибоза) и фосфорная кислота.

Далее пуриновыеазотистые основания (аденин и гуанин) в процессе катаболизма дезаминируются (теряют аминогруппу в виде аммиака), окисляются и превращаются в мочевую кислоту Пиримидиновое кольцо в отличие от пуринового менее устойчиво, и поэтому пиримидиновыеоснования (тимин, урацил, цитозин) подвергаются глубокому распаду Все клетки организма способны синтезировать необходимые для них нуклеиновые кислоты и не нуждаются в наличии в пище готовых нуклеиновых кислот или их составных частей. Поэтому содержание нуклеиновых кислот в пище не имеет для организма существенного значения, однако продукты их распада могут частично использоваться Синтез ДНК (репликация)интенсивно протекает во время клеточного деления. Синтез РНК (транскрипция) также протекает с участием ДНК. В процессе транскрипции раскручивается только ограниченный участок ДНК и матрицей служит лишь одна освободившаяся нить ДНК.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Переваривание нуклеиновых кислот.

2. Катаболизм нуклеиновых кислот.

3. Синтез нуклеотидов.

4. Синтез нуклеиновых кислот.

5. Синтез ДНК.

6. Синтез РНК.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 8. Обмен белков и нуклеиновых кислот

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать об основных преобразованиях белков и нуклеиновых кислот в организме человека

Основные теоретические положения.

В сутки расщепляется примерно 200 г белков организма. Поэтому в течение суток в организме появляется около 300 г свободных аминокислот.

Большая часть аминокислот используется для синтеза белков. Синтез белков происходит при обязательном участии нуклеиновых кислот.

Первый этап синтеза белка - транскрипция - осуществляется в клеточном ядре с использованием ДНК как источника генетической информации. В ходе второго этапа – рекогниции (распознавания), протекающего в цитоплазме, аминокислоты избирательно связываются со своими переносчиками - транспортными РНК(тРНК). Третий этап синтеза белка - трансляция - происходит на рибосомах. В итоге за счет описанных трех этапов синтезируются полипептиды, т. е. формируется первичная структура белка. Высшие (пространственные) структуры (вторичная, третичная, четвертичная) возникают самопроизвольно.

Помимо синтеза белков аминокислоты еще используются для синтеза различных небелковых соединений, имеющих важное биологическое значение. Часть аминокислот подвергается распаду и превращается в конечные продукты: С0₂, Н₂0 и NН₃

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Катаболизм белков.

2. Синтез белков.

3. Строение рибосом.

4. Трансляция.

5. Трансаминирование.

6. Дезаминирование.

7. Орнитиновый цикл.

Литература.

1. Биологическая химия: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю. Б. Филиппович, Н. И. Ковалевская [и др.]; под ред. Н. И. Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 254 с.
2. Гидранович, В. И. Биохимия [Текст] / В. И. Гидранович, А. В. Гидранович. – М.: Тетрасистемс, 2010. – 528 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
4. Димитриев, А. Д. Биохимия [Текст] / А. Д. Димитриев, Е. Д. Амбросьева. – М.: Дашков и Ко, 2009. – 168 с.
5. Кнорре, Д. Г. Биологическая химия [Текст] / Д. Г. Кнорре, С. Д. Мызина. – М.: Высшая школа, 1998. – 479 с.
6. Чиркин, А. А. Биохимия [Текст] / А.А. Чиркин, Е. О. Данченко. – М.: Медицинская литература, 2010. – 608 с.
7. http://www.distedu.ru – электронный учебник по биохимии.
8. http://www.xumuk.ru/biologhim - сайт о химии, есть большой раздел «Биохимия».
9. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
10. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 9. Биохимия мышц

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать особенности молекулярного механизма мышечного сокращения и расслабления, названия и функции сократительных белков, строение мышечного волокна.

Основные теоретические положения.

У животных и человека имеются два основных типа мышц: поперечно-полосатыеи гладкие. Каждая поперечно-полосатая мышца состоит из нескольких тысяч волокон, объединенных соединительнотканными прослойками и такой же оболочкой - фасцией. Каждое мышечное волокно окружено клеточной оболочкой - сарколеммой Сократительные элементы - миофибриллы- занимают большую часть объема мышечных клеток, их диаметр около 1 мкм. Микроскопическое изучение строения миофибрилл показало, что они состоят из чередующихся светлых и темных участков, или дисков.Мышечное сокращениеявляется сложным механохимическим процессом, в ходе которого происходит преобразование химической энергии гидролитического расщепления АТФ в механическую работу, совершаемую мышцей.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Клеточное строение мышечного волокна.

2. Состав саркоплазмы.

3. Структура сарколеммы.

4. Микроскопическое строение миофибрилл.

5. Строение толстых нитей.

6. Строение тонких нитей.

Литература.

1. Ершов, Ю. А. Общая биохимия и спорт [Текст] / Ю. А. Ершов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 368 с.
2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
3. Волков, Н. И. Биохимия мышечной деятельности [Текст] / Н. И. Волков, А. А. Осипенко, Э. Н. Несен. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
4. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки [Текст] / Р. Мохан, М. Глессон, П. Л. Гринхафф. – М.: Олимпийская литература, 2001. – 296 с.
5. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
6. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 10. Биохимия мышц

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать особенности молекулярного механизма мышечного сокращения и расслабления, названия и функции сократительных белков, строение мышечного волокна.

Основные теоретические положения.

У животных и человека имеются два основных типа мышц: поперечно-полосатыеи гладкие. Каждая поперечно-полосатая мышца состоит из нескольких тысяч волокон, объединенных соединительнотканными прослойками и такой же оболочкой - фасцией. Каждое мышечное волокно окружено клеточной оболочкой - сарколеммой Сократительные элементы - миофибриллы- занимают большую часть объема мышечных клеток, их диаметр около 1 мкм. Микроскопическое изучение строения миофибрилл показало, что они состоят из чередующихся светлых и темных участков, или дисков.Мышечное сокращениеявляется сложным механохимическим процессом, в ходе которого происходит преобразование химической энергии гидролитического расщепления АТФ в механическую работу, совершаемую мышцей.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Механизм мышечного сокращения.

2. Гипотеза «весельной лодки».

3. Механизм расслабления мышцы.

4. Механизм сокращения гладкой мышечной ткани.

Литература.

1. Ершов, Ю. А. Общая биохимия и спорт [Текст] / Ю. А. Ершов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 368 с.
2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
3. Волков, Н. И. Биохимия мышечной деятельности [Текст] / Н. И. Волков, А. А. Осипенко, Э. Н. Несен. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
4. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки [Текст] / Р. Мохан, М. Глессон, П. Л. Гринхафф. – М.: Олимпийская литература, 2001. – 296 с.
5. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
6. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 11. Источники энергии при мышечной работе

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать основные источники энергии при мышечной работе

Основные теоретические положения.

Как уже указывалось, обе фазы мышечной деятельности - сокращениеи расслабление– протекают при обязательном использовании энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ Однако запасы АТФ в мышечных клетках незначительны (в покое концентрация АТФ в мышцах около 5 ммоль/л) и их достаточно для мышечной работы в течение 1-2 с. Поэтому для обеспечения более продолжительной мышечной деятельности в мышцах должно происходить пополнение запасов АТФ. Образование АТФ в мышечных клетках непосредственно во время физической работы называется ресинтезом АТФи идет с потреблением энергии. В зависимости от источника энергии выделяют несколько путей ресинтеза АТФ Аэробный путь ресинтеза АТФ (синонимы: тканевое дыхание, аэробноеили окислительное фосфорилирование)- это основной, базовый способ образования АТФ, протекающий в митохондриях мышечных клеток.

Анаэробные пути ресинтеза АТФ (креатинфосфатный, гликолитический) являются дополнительными способами образования АТФ в тех случаях, когда основной путь получения АТФ - аэробный - не может обеспечить мышечную деятельность необходимым количеством энергии. Это бывает на первых минутах любой работы, когда тканевое дыхание еще полностью не развернулось, а также при выполнении физических нагрузок высокой мощности.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Понятие о ресинтезе АТФ.

2. Критерии эффективности путей ресинтеза АТФ.

3. Общая характеристика аэробного пути ресинтеза АТФ.

4. Критерии эффективности аэробного пути.

5. Общая характеристика креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ.

6. Критерии эффективности креатинфосфатного пути.

7. Общая характеристика гликолитического пути ресинтеза АТФ.

8. Критерии эффективности гликолитического пути.

9. Аденилаткиназная реакция.

Литература.

1. Ершов, Ю. А. Общая биохимия и спорт [Текст] / Ю. А. Ершов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 368 с.
2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
3. Волков, Н. И. Биохимия мышечной деятельности [Текст] / Н. И. Волков, А. А. Осипенко, Э. Н. Несен. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
4. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки [Текст] / Р. Мохан, М. Глессон, П. Л. Гринхафф. – М.: Олимпийская литература, 2001. – 296 с.
5. http://athlete.ru/books/aranson_pitanie_dlja_sportsmenov/part_pred.htm - М. В. Арансон «Питание для спортсменов».
6. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 12. Источники энергии при мышечной работе

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать основные источниках энергии при мышечной работе

Основные теоретические положения.

В спортивной практике для оценки аэробного фосфорилирования часто используют три показателя: максимальное потребление кислорода (МПК), порог анаэробного обмена(ПАНО) и кислородный приход.

МПК- это максимально возможная скорость потребления (т. е. потребления в единицу времени) кислорода организмом при выполнении физической работы. Этот показатель характеризует максимальную мощность аэробного пути ресинтеза АТФ: чем выше величина МПК, тем больше значение максимальной скорости тканевого дыхания, это обусловлено тем, что практически весь поступающий в организм кислород используется в этом процессе. МПК представляет собой интегральный показатель, зависящий от многих факторов: от функционального состояния кардиореспираторной системы, от содержания в крови гемоглобина, ав мышцах - миоглобина, от количества и размера митохондрий. У нетренированных молодых людей МПК обычно равно 3-4 л/мин, у спортсменов высокого класса, выполняющих аэробные нагрузки (продолжительные нагрузки умеренной мощности, обеспечиваемые тканевым дыханием), МПК - 6-7 л/мин. На практике, для исключения влияния на эту величину массы тела МПК рассчитывают на кг массы тела. В этом случае у молодых людей, не занимающихся спортом, МПК равно 40-50 мл/мин-кг, а у хорошо тренированных спортсменов - 80-90 мл/мин-кг.

В спортивной практике МПК также используется для характеристики относительной мощности аэробной работы, которая выражается потреблением кислорода в процентах от МПК. Например, относительная мощность работы, выполняемой с потреблением кислорода 3 л/мин спортсменом, имеющим МПК, равное 6 л/мин, будет составлять 50% от уровня МПК.

ПАНО- это минимальная относительная мощность работы, измеренная по потреблению кислорода в процентах по отношению к МПК, при которой начинает включаться гликолитический путь ресинтеза АТФ (концентрация молочной кислоты в крови возрастает до 4 ммоль/л). у нетренированных ПАНО составляет 40-50% от МПК, а у спортсменов ПАНО может достигать 70% от МПК. Более высокие величины ПАНО у тренированных объясняются тем, что аэробное фосфорилирование у них дает больше АТФ в единицу времени, и поэтому анаэробный путь образования АТФ - гликолиз - включается при больших нагрузках.

Кислородный приход- это количество кислорода (сверх дорабочего уровня), использованное во время выполнения данной нагрузки для обеспечения аэробного ресинтеза АТФ. Кислородный приход характеризует вклад тканевого дыхания в энергообеспечение проделанной работы.

Биохимическая оценкасостояния креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ обычно проводится по двум показателям: креатининовому коэффициенту и алактатному кислородному долгу.

Креатининовый коэффициент- это выделение креатинина с мочой за сутки в расчете на 1 кг массы тела. У мужчин выделение креатинина колеблется в пределах 18-32 мг/сутки-кг, а у женщин - 10-25 мг/сутки-кг. Креатининовый коэффициент характеризует запасы креатинфосфата в мышцах, так как между содержанием креатинфосфата и образованием из него креатинина существует линейная зависимость, поскольку это превращение протекает неферментативным путем и является необратимым. Следовательно, с помощью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности этого пути образования АТФ, в том числе его метаболическую емкость.

Алактатный кислородный долг– это повышенное (сверх уровня покоя) потребление кислорода в ближайшие 4-5 мин после выполнения кратковременного упражнения максимальной мощности. Этот избыток кислорода требуется для обеспечения высокой скорости тканевого дыхания сразу же после окончания нагрузки для создания в мышечных клетках повышенной концентрации АТФ. В этих условиях происходит фосфорилирование креатина с образованием креатинфосфата:

Кр + АТФ - КрФ + АДФ

Таким образом, использование креатинфосфата во время работы приводит к накоплению креатина, превращение которого снова в креатинфосфат требует определенного количества кислорода. Отсюда следует, что алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физической нагрузки и дает оценку его метаболической емкости. Представление о мощности этого способа образования АТФ дает показатель, полученный путем деления величины алактатного долга на время выполнения нагрузки.

У квалифицированных спортсменов значение алактатного кислородного долга после нагрузок максимальной мощности обычно составляет 8-10 л.

Известные в настоящее время биохимические методы оценки использования при физической работе гликолитического пути ресинтеза АТФ основаны на оценке биохимических сдвигов в организме, обусловленных накоплением молочной кислоты.

Это прежде всего определение после физической нагрузки концентрации лактата в крови. В покое, т. е. до начала работы, концентрация лактата в крови обычно 1-2 ммоль/л.

После интенсивных непродолжительных нагрузок (2-3 мин) концентрация молочной кислоты в крови резко повышается и может достигать 18-20 ммоль/л, а у спортсменов высокой квалификации еще больших значений.

Другим показателем, отражающим накопление в кровяном русле молочной кислоты, является водородный показатель крови (рН). В покое этот показатель равен 7,36-7,40, после интенсивной работы он снижается до 7,2-7,0, причем в литературе отмечено и еще более значительное снижение рН - до 6,8. Наибольшие изменения концентрации лактата и рН крови, наблюдаемые после нагрузки «до отказа» в зоне субмаксимальной мощности характеризуют метаболическую емкость гликолиза.

Максимальную мощность гликолитического ресинтеза АТФ можно оценить по скорости возрастания концентрации лактата в крови или по скорости снижения рН (например, для расчета скорости изменения концентрации лактата необходимо ее наибольший прирост разделить на время выполнения нагрузки). Так же определяется скорость изменения рН.

Еще один метод оценки скорости гликолиза, фиксирующий последствия образования и накопления молочной кислоты, - это определение щелочного резервакрови. Щелочной резерв крови - это щелочные компоненты всех буферных систем крови. При поступлении во время мышечной работы в кровь молочной кислоты она вначале нейтрализуется путем взаимодействия с буферными системами крови (с их щелочными компонентами), и поэтому происходит снижение щелочного резерва крови.

Оценить вклад гликолиза в энергообеспечение выполненной физической работы можно также путем определения лактата в моче.В покое в моче лактат практически отсутствует. После тренировки, особенно с использованием интенсивных упражнений, с мочой выделяются большие количества молочной кислоты. При этом надо учесть, что в процессе тренировки гликолиз включается многократно и поэтому анализ мочи дает информацию о суммарном вкладе гликолитического пути ресинтеза в обеспечение энергией всех нагрузок, выполненных за время тренировки.

Наряду с исследованием крови и мочи для оценки гликолитического пути ресинтеза еще может быть использовано определение лактатного кислородного долга.Лактатный кислородный долг - это повышенное потребление кислорода в ближайшие 1—1,5 часа после окончания мышечной работы. Этот избыток кислорода необходим для устранения молочной кислоты, образовавшейся при работе. Наибольшие величины лактатного кислородного долга определяются после физических нагрузок продолжительностью 2-3 мин, выполняемых с предельной интенсивностью. У хорошо тренированных спортсменов величина лактатного кислородного долга может достигать 20 л.

По величине лактатного кислородного долга можно судить о возможностях гликолитического пути ресинтеза АТФ. Так, величина лактатного долга свидетельствует о метаболической емкости гликолиза, а его максимальная мощность может быть оценена по отношению величины лактатного долга к времени выполнения предельной нагрузки субмаксимальной мощности.

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Максимальное потребление кислорода (МПК).

2. Кислородный приход и ПАНО как критерии эффективности ресинтеза АТФ.

3. Креатиновый коэффициент и алактатный кислородный долг.

4. Биохимические методы оценки гликолитического пути: определение лактата в крови и моче.

5. Водородный показатель и щелочной резерв крови.

6. Лактатный кислородный долг.

7. Соотношение между различными путями ресинтеза АТФ.

Литература.

1. Ершов, Ю. А. Общая биохимия и спорт [Текст] / Ю. А. Ершов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 368 с.
2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
3. Волков, Н. И. Биохимия мышечной деятельности [Текст] / Н. И. Волков, А. А. Осипенко, Э. Н. Несен. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
4. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки [Текст] / Р. Мохан, М. Глессон, П. Л. Гринхафф. – М.: Олимпийская литература, 2001. – 296 с.
5. http://athlete.ru/books/aranson_pitanie_dlja_sportsmenov/part_pred.htm - М. В. Арансон «Питание для спортсменов».
6. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 13. Биохимические изменения при мышечной деятельности

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны знать основные биохимические изменения в организме при мышечной работе.

Основные теоретические положения.

Любая физическая работа сопровождается изменением скорости метаболических процессов в организме, появлением биохимических сдвигов в работающих мышцах, во внутренних органах и в крови.

При выполнении физической работы в мышцах происходят глубокие изменения, обусловленные прежде всего интенсификацией процессов ресинтеза АТФ.

Во время мышечной деятельности в мотонейронах коры головного мозга происходит формирование и последующая передача двигательного нервного импульса. Оба эти процесса осуществляются с потреблением энергии молекул АТФ. Образование АТФ в нервных клетках происходит аэробно, путем окислительного фосфорилирования. Во время мышечной деятельности происходит усиление и учащение сердечных сокращений, что требует большего количества энергии по сравнению с состоянием покоя. Однако энергообеспечение сердечной мышцы осуществляется главным образом за счет аэробного ресинтеза АТФ. Анаэробные пути ресинтеза АТФ включаются лишь при очень интенсивной работе (ЧСС более 200 уд./мин).

Вопросы, выносимые на обсуждение.

1. Биохимические изменения в скелетных мышцах.

2. Биохимические изменения в головном мозге.

3. Биохимические сдвиги в миокарде.

4. Основные механизмы нервно-гормональной регуляции мышечной деятельности.

5. Биохимические сдвиги в крови.

6. Биохимические сдвиги в печени.

7. Биохимические сдвиги в моче.

Литература.

1. Ершов, Ю. А. Общая биохимия и спорт [Текст] / Ю. А. Ершов. – М.: Изд-во МГУ, 2010. – 368 с.
2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С. С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2004. – 219 с.
3. Волков, Н. И. Биохимия мышечной деятельности [Текст] / Н. И. Волков, А. А. Осипенко, Э. Н. Несен. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
4. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки [Текст] / Р. Мохан, М. Глессон, П. Л. Гринхафф. – М.: Олимпийская литература, 2001. – 296 с.
5. http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm - биохимия человека.
6. http://lib.e-science.ru/book/?c=11 – чтение учебников по биохимии онлайн.

 

Практическое занятие 14. Биохимические изменения в организме при утомлении и в период отдыха после работы

 

Практическое занятие проводится в форме семинара. Студенты должны иметь представление о биохимических изменениях в организме при утомлении и восстановлении.

Основные теоретические положения.

Утомление - это временное снижение работоспособности, вызванное глубокими биохимическими, функциональными и структурными сдвигами, возникающими в ходе выполнения физической работы.

С биологической точки зрения утомление - это защитная реакция, предупреждающая нарастание биохимических и физиологических изменений в организме, которые, достигнув определенной глубины, могут стать опасными для здоровья и для жизни.

Механизмы возникновения утомления многообразны и зависят в первую очередь от характера выполняемой работы, ее интенсивности и продолжительности, а также от уровня подготовленности спортсмена. Но все же в каждом конкретном случае можно выделить ведущие механизмы развития утомления, приводящие к снижению работоспособности. У спортсменов часто в основе развития утомления лежат следующие биохимические и функциональные сдвиги