Контрольная работа по "Биохимии"

Гликолиз играет важную роль при напряженной мышечной деятельности в условиях недостаточного снабжения тканей кислородом. Это основной путь энергообразования в упражнениях субмаксимальной мощности, предельная продолжительность которых составляет от 30 с до 2,5 мин (бег на средние дистанции, плавание на 100 и 200 м, велосипедные гонки на треке и т. п.). За счет гликолиза совершаются длительные ускорения по ходу упражнения и на финише дистанции. Гликолитический механизм энергообразования является биохимической основой специальной скоростной выносливости организма.

4. Что такое фаза суперкомпенсации веществ и какова её роль в процессе адаптации организма к физическим нагрузкам при тренировке?

В период отдыха после работы биохимические изменения, произошедшие в мышцах и других органах во время  выполнения упражнения, постепенно ликвидируются. Наиболее выраженные изменения обнаруживаются в сфере энергетического обмена. В процессе работы в мышцах и других тканях снижается содержание энергетических субстратов (КрФ, гликогена, а при длительной работе — и липидов) и повышается содержание продуктов внутриклеточного метаболизма (АДФ, АМФ, Н₃РО₄, молочной кислоты, кетоновых тел и т. п.). Накопление продуктов "рабочего" метаболизма и усиление гормональной активности стимулируют окислительные процессы в тканях в период отдыха после работы, что способствует восстановлению внутримышечных запасов энергетических веществ, приводит в норму водно-электролитный баланс организма и обеспечивает индуктивный синтез белков в органах, подвергнутых воздействию нагрузки.

Процессы восстановления в период отдыха после мышечной работы протекают с различной скоростью и завершаются в разное время (явление гетерохронизма). Быстрее всего восстанавливаются резервы О₂ и КрФ в работавших мышцах, затем — внутримышечные запасы гликогена и гликогена печени и в последнюю очередь — резервы жиров и разрушенные при работе белковые структуры.

Интенсивность протекания восстановительных  процессов и сроки восполнения энергетических запасов организма зависят от интенсивности их расходования во время выполнения упражнения (правило Энгельгардта). Интенсификация процессов восстановления приводит к тому, что в определенный момент отдыха после работы запасы энергетических веществ превышают их дорабочий уровень. Это явление получило название суперкомпенсация, или сверхвосстановление.

Данное явление преходяще: после фазы значительного превышения исходного уровня содержание энергетических веществ постепенно возвращается к норме. Чем больше расход энергии при работе, тем быстрее происходит ресинтез энергетических веществ и тем значительнее превышение исходного уровня в фазе суперкомпенсации. Следует, однако, отметить, что это правило применимо лишь в ограниченных пределах. При чрезмерно напряженной работе, связанной с очень большим расходом энергии и накоплением продуктов распада, скорость восстановительных процессов может снизиться, а фаза суперкомпенсации будет достигнута в более поздние сроки и выражена в меньшей степени.

Длительность фазы суперкомпенсации во времени зависит от общей продолжительности  выполнения работы и глубины вызываемых ею биохимических сдвигов в организме. После мощной кратковременной работы эта фаза наступает быстро и столь  же быстро завершается. Например, при восстановлении внутримышечных запасов Крф она обнаруживается уже на 3—4-й минуте отдыха и завершается через 1,5—2 ч после завершения упражнения; восстановление АТФ происходит еще быстрее, поскольку осуществляется за счет энергии аэробного метаболизма. При выполнении длительных упражнений, когда имеет место выраженный ацидоз из-за усиления гликолиза в работающих мышцах, суперкомпенсация содержания КрФ наступает только через 12 мин после окончания упражнения и продолжается в течение нескольких часов. Причины явления суперкомпенсации связаны с повышением концентрации гормонов анаболического действия в период отдыха после работы и индукцией ими синтеза белков-ферментов, контролирующих процессы восстановления энергетических ресурсов в скелетных мышцах.

5. Объясните, почему при беге на дистанции 100 м и 200 м мышцы не используют жирные кислоты крови как источники энергии.

В динамике энергообразования при мышечной работе прослеживается четкая закономерность. С началом работы и в первые секунды ее выполнения преобладающее значение в энергетике упражнения имеет ресинтез АТФ в креатинфосфокиназной реакции. По мере исчерпания емкости алактатного резерва в работающих мышцах все большую роль начинает играть анаэробный гликолиз. Наибольшей мощности он достигает в интервале времени работы от 20 с до 2,5 мин. Но при значительном накоплении молочной кислоты и усилении доставки О₂ к работающим мышцам скорость его постепенно уменьшается, и ко 2—3-й минуте работы роль основного поставщика энергии принимает на себя аэробный процесс, осуществляющийся в митохондриях клеток.

Наибольшая мощность алактатного  анаэробного процесса, составляющего сумму реакций расщепления АТФ и креатинфосфата, достигается в упражнениях максимальной интенсивности, длящихся 5—10 с. В более длительных упражнениях эта мощность быстро понижается, и в упражнениях, продолжающихся более 3 мин, алактатный анаэробный процесс уже не играет существенной роли.

Наибольшая мощность энергообразования  в процессе анаэробного гликолиза достигается в упражнениях с предельной продолжительностью от 20 до 40 с, затем также понижается, и в упражнениях, длящихся более 6—7 мин, составляет около ¹/₁₀ от максимальной мощности этого анаэробного процесса.

Скорость процессов аэробного  образования энергии быстро возрастает с увеличением продолжительности  упражнений до 5— 6 мин и мало изменяется при большей продолжительности. В соответствии с этим скорость общей энергопродукции непропорционально высока при кратковременных упражнениях, но резко понижается с увеличением длительности работы. При выполнении упражнения более 10 мин изменения общей энергопродукции целиком определяются скоростью аэробного образования энергии. В спортивной практике упражнения, в которых общая доля участия алактатного и гликолитического анаэробных процессов составляет более 60% от энергетического запроса, обычно обозначают как упражнения анаэробного характера. Длительные упражнения, где относительная доля участия аэробного процесса в затратах энергии превышает 70%, называют упражнениями аэробного характера. К промежуточным относятся упражнения смешанного типа энергообеспечения, где аэробные и анаэробные процессы имеют примерно равное значение. К этим упражнениям относится бег на дистанции от 1000 до 3000 м.

Содержание в крови  жирных кислот и кетоновых тел  изменяется обычно в обратно пропорциональной зависимости от содержания сахара и молочной кислоты: их использование возрастает с увеличением длительности работы. При длительной работе значительно снижается количество фосфатидов в крови, так как они интенсивно расщепляются в различных органах, а синтез их в печени протекает с малой скоростью.

Литература:

1. Фениксова Р. В., Биохимические основы получения и применения ферментных препаратов, в кн.: Техническая биохимия, М., 1973.
2. Волков Н. И., Несен Э. Н., Осипенко А. А., Корсун С. Н. Биохимия мышечной деятельности: Учебник для вузов физического воспитания и спорта. 2000-503с.
3. Биохимия: Учебник для ИФК\Под ред. В. В. Меньшикова и Н. И. Волкова – М, ФиС, 1986 – 384с.
4. Биохимия: Учебник для ИФК\Под общ. ред. Н. Н. Яковлева – М.: ФиС, 1974 – 346с.
5. Базулько А. С. Биохимические основы спортивной мышечной деятельности: Учебное пособие для вузов. Мн., «Армита-маркетинг, Менеджмент», 1997-84с.
6. Михайлов С. С. Спортивная биохимия – М, Советский спорт, 2004.