Характеристика биохимических процессов, происходящих в организме при скоростном беге на коньках на 1000 метров – 1.15.00

 

 

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего профессионального  образования « государстваенный университет культуры» кафедра биохимии Курсовая работа по спортивной биохимии на тему: «характеристика биохимических  процессов, происходящих в организме  при скоростном беге на коньках на 1000 метров – 1.15.00»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 13 группы

Р. А. А.

Проверил: А. Ю.

 

 

 

 

Челябинск – 2013

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………	3
ГЛАВА I
Зона мощности, в которой выполняется  данная работа. Соотношение аэробных и анаэробных процессов энергообеспечения, и ведущие энергетические системы…………………………………………………….	4
1.2 Специфические особенности конькобежного  спорта………………….	5
ГЛАВА II
Характеристика основной энергетической системы, обеспечивающей работу…………………………………………………………………………	8
2.1Алактатно – анаэробная система………………………………………...	8
2.2Анаэробно - гликолитическая система………………………………….	8
2.3Аэробная система энергообеспечения…………………………………..	10
2.3.1Аэробный распад углеводов…………………………………………...	11
ГЛАВА III
Биохимические изменения в организме  при выполнении данной физической нагрузки, а также в период отдыха…………………………..	17
3.1 Биохимические изменения в скелетных  мышцах………………………	17
3.2 Биохимические сдвиги в головном  мозге………………………………	19
3.3 Биохимические сдвиги в миокарде……………………………………..	19
3.4 Биохимические сдвиги в печени………………………………………..	20
3.5 Биохимические сдвиги в крови………………………………………….	21
3.6 Биохимические сдвиги  в моче………………………………………….	23
ГЛАВА IV
Биохимические закономерности восстановления после мышечной работы…………………………………………………………………………	26
4.1 Срочное восстановление…………………………………………………	26
4.2 отставленное восстановление……………………………………………	28
ГЛАВА V
Качество двигательной деятельности, являющееся ведущим при выполнении данной работы. Методы его развития и контроля…………...	30
ГЛАВА VI
Cистема ПОЛ, АОС……………………………………………………………	32
7.1. Перекисный механизм окисления  липидов…………………………….	32
7.2. Активация процессов ПОЛ при  стрессе………………………………..	33
7.3. Антиоксидантная система клеток……………………………………….	34
Заключение…………………………………………………………………….	35
Список использованных источников…………………………………….	36

 

 

 

 

 

Введение.

 

При выполнении физической нагрузки происходит сокращение поперечнополосных  мышечных волокон, которые в качестве источника энергии используют энергию  расщепления макроэргической связи  молекулы АТФ. В целях обеспечения работы мышц не могут быть использованы другие макроэрги.

Количества молекул АТФ, находящихся в мышце хватит для 3 – 4 ее сокращений, такго количества АТФ было бы недостаточным не только  для обеспечения энергией мышц при физической нагрузке во время занятий спортом, но и для обеспечения жизнедеятельности. Однако, молекула АДФ, являющаяся одним из конечных продуктов расщепления макроэргической связи, может быть фосфорелированна до АТФ. Такой процесс называется ресинтезом АТФ. Механизм ресинтеза АТФ является основной характеристикой мощности выполняемой работы.

Изменения биохимических  процессов в организме при  мышечной деятельности зависят от мощности и продолжительности упражнения, а также от тренированности спортсмена. Между мощностью работы и её продолжительностью существует обратная зависимость - чем больше мощность работы, тем меньше время, которое можно её поддерживать. В предложенной задаче работа выполняется 1 минуту 15 секунд, предположим, что испытуемый – женщина, следовательно ее результат соответствует разряду мастер спорта международного класса. Это означает, что испытуемый – спортсмен высококвалифицированный, биохимические сдвиги которого отличаются от спортсмена класса ниже.

Таким образом,  работа выполняется  тренированным спортсменом высокого класса в условиях соревнований, т.е. при максимальном физическом напряжении. Следовательно, основным критерием, от которого зависит характер биохимических сдвигов, является продолжительность работы. Хотя в каждом циклическом виде спорта имеются определенные особенности работы, тем не менее, на основе продолжительности работы можно судить о зоне мощности, в которой она выполняется, и о соотношении различных энергетических процессов. Зная относительное участие энергетических процессов при данной нагрузке, можно составить представление об изменениях обмена веществ во время работы и в период отдыха после неё.

 

 

ГЛАВА I

Зона мощности, в которой выполняется данная работа. Соотношение аэробных и анаэробных процессов энергообеспечения, и ведущие энергетические системы.

 

Биохимические изменения  в организме при выполнении физической нагрузки зависят от участия в  энергообеспечении работы различных  энергетических систем (механизмов ресинтеза АТФ). Механизмы энергообразования при выполнении работы существенно различаются в зависимости от её интенсивности и продолжительности. В зависимости от поступления кислорода в мышцы преимущественное значение имеют анаэробные (если кислорода недостаточно) или аэробные процессы. При кратковременной работе (до 20-30с) максимальной мощности основное значение имеет анаэробный алактатный механизм. Если работа более продолжительна (от 30с до 2-Змин), преимущественным механизмом образования АТФ является анаэробный гликолиз. А при нагрузках, продолжающихся больше 3 мин, увеличивается роль аэробного окисления.

 

 

 

Таким образом, с увеличением  продолжительности нагрузки уменьшается доля анаэробных механизмов и увеличивается доля аэробного энерго образования. Однако, в условиях соревнований наблюдается максимальное усиление всех систем, обеспечивающих специальную работоспособность, а преобладание одной из систем зависит от продолжительности упражнения.

На основании сведений о продолжительности нагрузки (1.15.00) я определил, что эта работа выполняется в зоне субмаксимальной мощности мощности, а доминирующий механизм энергообеспечения – анаэробный. Исходя из диаграммы, представленной выше, разумно предположение о соотношении анаэробных и аэробных механизмов в долях 75/25, однако у спортсменов такого класса, как наш испытуемый, адаптация к нагрузке происходит быстрее, следовательно, включение аэробных механизмов будет протекать интенсивнее. Таким образом, соотношение механизмов энергообеспечения приблизительно равно 30/70. При работе в такой зоне мощности ответными реакциями организма служат следующие показатели:

Длительность работы, сек.	Источники энергии	ЧСС, Уд./мин.	Кислородный запрос, л	Кислородный долг, мин.	Уровень потребления кислорода, %от МПК	Лактат, ммоль/л	рН	Глюкоза, г/л	Белок в моче, %
От 20-30 до 120-180	КрФ, гликоген мышц и печени	180 и выше	20-40	20-25	100	Больше 10	6,9	До2	1,5

 

1.1.Специфические  особенности конькобежного спорта.

 

Поскольку описываемый спортсмен  – конькобежец, то следует учесть, что в этом виде спорта применяется  специфическая поза конькобежца (посадка). В такой позе ноги согнуты в  полуприсед, спина согнута и округлена.

Посадка применяется для  увеличения аэродинамики спортсмена –  снижения силы сопротивления воздуху, а так же для усиления сокращения скелетных  мышц бедра, после оптимального растяжения их.

В таком положении постоянно  напряжены мышцы – сгибатели  спины, работая в тоническом режиме, растянуты мышцы – разгибатели  спины, а так же, на ногах, попеременно  выступающими опорной, напряжены мышцы  – сгибатели бедра и колена, растянуты разгибатели бедра и колена. Известно, что лишь при статических напряжениях, не превышающих 7-8% от максимальных, кровоснабжение мышц обеспечивает необходимый кислородный запрос. При 20% статических усилиях кровоток через мышцу снижается в 5-6 раз, а при усилиях более 30% от максимальной произвольной силы прекращается вовсе Как сокращение, так и растяжение мышцы негативно влияет на доступ в нее крови, поскольку уменьшается поперечная площадь капиллярной сети.

В связи со снижением поступления  крови в отдельные группы мышц, образуется локальная гипоксия –  недостаточное снабжение кислородом. Гипоксия приводит к невозможности  обеспечения мышц АТФ аэробным путем  на прежнем уровне, поэтому в данных группах мышц анаэробный гликолиз проходит интенсивнее остальной мускулаткры. Однако в работе мышц ног присутствует фаза расслабления - во время толчка нога распремляется, работают мышцы  – антогонисты. В это время  кровь имеет доступ к ранее  малодоступной поверхности. Кроме  того, в организме происходит выделение  вазоактивных веществ, влияющих на тонус  кровносных сосудов. Микрососуды очень  чувствительны к растворенным в  крови вазоактивным веществам и  реагируют даже на такую их концентрацию, которая в 10–100 раз меньше необходимой  для сужения или расширения крупных  сосудов. Так, кожные сосуды проявляют  высокую чувствительность к адреналину (полное закрытие просвета артериол происходит при его ничтожной концентрации в крови – кожные покровы бледнеют), в то время как микрососуды  внутренних органов гораздо менее  чувствительны, а микрососуды скелетных  мышц и сердца при действии адреналина могут расширяться. Ионы калия, кальция, натрия, а также вещества, накапливающиеся  в тканях при их интенсивной деятельности, приводят к расширению микрососудов. Наибольшей чувствительностью к  действию вазоактивных веществ обладают прекапиллярные артериолы, наименьшей – крупные артериолы и венулы.

Таким образом вазоактивные вещества «пытались» адаптироваться под  сокращенную мышцу, а при ее расслаблении создают гипероксию, которая частично покрывает кровяной долг в мышце. Тем не менее, с постоянной периодичностью происходит анаэробный ресинтез АТФ, сопровождающийся накоплением молочной кислоты и, как следствие, сдвигая pH в кислую сторону.

Такие же процессы происходят в мышцах спины, однако осанка в идеале должна оставаться неподвижной, следовательно  гипероксии, как это было с мышцами  ног, не происходит. При закислении активность ферментов, проводящих ресинтез АТФ, снижается, наступает истощение  клеток и их разрушение, поэтому  спортсмены ощущают физическую боль в области закисленных мышц.

Таким образом, при прохождении  конькобежцем дистанции 1000м. закисление организма происходит больше, чем, например, бегуна того же уровня подготовки, проходящего  дистанцию, соответствующую длительности 1.15.00. Данную особенность необходимо учитывать при подборе методики тренировок, важно уделять должное внимание специальной подготовке спортсмена (упражнения в посадке) и силовым статическим и стата – динамическим нагрузкам.

 

ГЛАВА II

Характеристика  основной энергетической системы, обеспечивающей работу. Энергетические субстраты, описание процесса, конечные продукты. Механизм образования АТФ.

Скоростной бег на коньках  на дистанцию 1000 метров является нагрузкой  субмаксимальной мощности, доминирующим механизмом ресинтеза АТФ в которй является анаэробный гликолиз. Однако, как следует из диаграммы в  первой главе, мы можем судить, что  и доля аэробного гликолиза присутствует, хотя и в меньшей степени. Кроме  того, время развертывания гликолиза  составляет 20-30с., до этого времени  происходит фосфорелирование АТФ за счет разрыва макроэргических связей креатинфосфата. Опишем кажый механизм ресинтеза АТФ.

 

2.1.Алактатно –  анаэробная система.

 

Эта система развертывается за 0,5-1 секунды и сохраняет максимальную мощность в течении 8-10с., продолжительность до 30с.

При этом механизме энергообеспечения  для ресинтеза АТФ используется кретинфосфатная реакция

Креатинфосфат (КрФ) является первым энергетическим резервом мышц. Его содержание в 3-4 раза больше чем  АТФ и может увеличиваться  в процессе тренировок.

КрФ – нестойкое соединение, он вступает в реакцию перефосфорелирования с АДФ

КрФ+АТФ АТФ + Креатин                       АТФ +креатинин

Образовавшийся в результате креатинин выводится из организма  с мочой

Креатинфосфокиназная реакция  легко обратима, как только увеличивается  скорость образования АТФ за счет аэробнах процессов, в мышцах происходит обратная реакция из АТФ и креатина => креатинфосфат и АДФ.

Максимальная мощность креатинфосфокиназной реакции = 3,8 кДж/кг (900-1100 кал/мин.*кг.). Эффективность процесса = 80%.

Этот процесс особенно важен для прохождения разгона  спортсменом, именно этот процесс обеспечивает энергией первые 20% дистанции.

 

2.2.Анаэробно - гликолитическая система.

 

При уменьшении КрФ, креатинфосфатная реакция уже не может обеспечить постоянство содержания АТФ в  мышцах, увеличивается количество АДФ, которое активирует ферменты гликолиза.

Субстратами гликолиза выступает  гликоген мышц и глюкоза крови, поступающая  в кровь при распаде гликогена  печени.

Расщепление глюкозы и  гликогена осуществляется под действием  пусковых ферментов: гексокиназа (для  глюкозы) и фосфорилаза (для гликогена).

Структурная формула общей части  распада углеводов в анаэробных и аэробных условиях