| Федеральное агентство по образованию Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского | |
| Факультет Естественно-географический | КафедраБиохимии |
| Дипломная работа уровень инсулина, глюкозы и лактата в сыворотке крови здоровых людей И спортсменов экстракласса при физической работе максимальной мощности | |
| Студент ___________________________________________ Линьков О.А. подпись | |
| Руководитель ______________________________________ Соловьев В.Б. подпись К защите допустить. Протокол № от «____» ___________2008г. | |
| Зав. кафедрой _______________________________________ Генгин М.Т. подпись | |
Пенза, 2008 г. | |
СОДЕРЖАНИЕ
| СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………... | 3 |
| ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………… | 4 |
| ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………... | 5 |
| 1.1. Преобразование энергии в мышцах………………………………….. | 5 |
| 1.2. Аэробный путь ресинтеза АТФ………................................................. | 7 |
| 1.3. Креатинфосфатый путь образования АТФ.………………………….. | 10 |
| 1.4. Инсулин и обмен глюкозы……………………………………………. | 13 |
| 1.5. Гликолитический путь ресинтеза АТФ…………………………........ | 18 |
| ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………. | 22 |
| 2.1. Материалы исследования……………………....................................... | 22 |
| 2.2. Создание ступенчато повышающейся физической нагрузки……… | 22 |
| 2.3. Определение уровня инсулина……………………………………….. | 22 |
| 2.4. Определение уровня лактата и глюкозы…………………………….. | 23 |
| 2.5. Статистическая обработка результатов исследования……………… | 23 |
| ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………... | 24 |
| 3.1. Уровень инсулина в сыворотке крови спортсменов экстра-класса и здоровых людей до и после максимальной физической работы……... | 24 |
| 3.2. Уровень глюкозы в сыворотке крови спортсменов экстра-класса и здоровых людей до и после максимальной физической работы……….. | 25 |
| 3.3. Уровень лактата в сыворотке крови спортсменов экстра-класса и здоровых людей до и после максимальной физической работы………... | 26 |
| ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ……… | 27 |
| ВЫВОДЫ………………………………………………………………….... | 29 |
| ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………... | 30 |
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АТФ – аденозинтрифосфат
АДФ – аденозиндифосфат
АМФ – аденозинмонофосфат
Ацетил-СоА – ацетилкофермент А
Гл-1-ф – глюкозо-1-фосфат
Гл-6-ф – глюкозо-6-фосфат
КрФ – креатинфосфат
МПК – максимальное потребление кислорода
ПАНО – порог анаэробного обмена
NADFH – никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный
АГ – аппарат гольджи
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время биохимические исследования в спортивной практике входят в комплексный медико – биологический контроль подготовки спортсменов высокой квалификации. Особенностью проведения биохимических исследований в спорте является их сочетание с физической нагрузкой. Это обусловлено тем, что в состоянии покоя биохимические параметры тренированного спортсмена находятся в пределах нормы и не отличаются от аналогичных показателей здорового человека. Однако характер и выраженность возникающих под влиянием физической нагрузки биохимических сдвигов существенно зависят от уровня тренированности и функционального состояния спортсмена. Поэтому при проведении биохимических исследований в спорте пробы для анализа берут до тестирующей физической нагрузки, во время её выполнения, после её завершения и в разные сроки восстановления. Специалист в области физической культуры должен иметь необходимые представления о химическом составе крови и о его изменениях под воздействием физических нагрузок различного характера.
Целью нашей работы являлось сравнительное изучение уровня инсулина, глюкозы и лактата в сыворотке крови здоровых людей и спортсменов экстра-класса на максимальной физической нагрузке.
Научная новизна и практическая ценность работы. Было изучено влияние физической нагрузки на изменения метаболических процессов у контрольной группы людей и высококвалифицированных спортсменов. В современной литературе отличия в изменении метаболизма спортсменов экстра-класса от менее квалифицированных спортсменов при физической нагрузке практически не охарактеризованы. Полученные результаты могут быть использованы тренером для управления тренировочным процессом, для контроля протекания восстановления после тренировки, для оценки состояния здоровья спортсмена.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ В МЫШЦАХ
Мышцы – главный биохимический преобразователь химической энергии АТФ непосредственно в механическую энергию сокращения и движения. Мышечная ткань занимает первое место по объёму среди других тканей человека; на её долю при рождении приходится чуть меньше 25%, у людей среднего возраста – более 40%, у пожилых – чуть меньше 30%, а у спортсменов, наращивающих мускулатуру – 60% и более от общей массы тела [6, 37].
Эффективное преобразование химической энергии в механическую возможно при соблюдении ряда условий:
1) должно быть обеспечено постоянное снабжение химической энергией. В мышцах человека химическая энергия заключена в молекулах АТФ и КрФ;
2) должны существовать средства регуляции механической активности – скорости, длительности и силы сокращения;
3) процесс преобразования должен находиться под контролем оператора – нервной системы;
4) для того, чтобы система преобразования энергии могла использоваться многократно, необходим механизм возврата системы в исходное состояние [2,17].
В настоящее время мышца рассматривается как высокоэффективная, универсальная машина, которая «тянет», но не «толкает», следовательно, каждая мышца должна находиться под антагонистическим воздействием другой группы мышц или какой-либо иной силы, такой, как сила тяжести или эластичная отдача [41].
Обе фазы мышечной деятельности – сокращение и расслабление – протекают при обязательном использовании энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ. Однако запасы АТФ в мышечных клетках незначительны и их достаточно для мышечной работы в течение 1 – 2 секунд. 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 АТФ и идёт с потреблением энергии. В зависимости от источника энергии выделяют несколько путей ресинтеза АТФ.
Для количественной характеристики различных путей ресинтеза АТФ обычно используются следующие критерии:
1) максимальная мощность, или максимальная скорость, – это наибольшее количество АТФ, которое может образоваться в единицу времени за счёт данного пути ресинтеза. Измеряется максимальная мощность в калориях или джоулях, исходя из того, что 1 ммоль АТФ соответствует в физиологических условиях примерно 12 кал или 50 Дж. Поэтому данный критерий имеет размерность кал/мин×кг мышечной ткани или соответственно Дж/мин×кг мышечной ткани.
2) время развертывания – это минимальное время, необходимое для выхода ресинтеза АТФ на свою наибольшую скорость, т.е. для достижения максимальной мощности. Этот критерий измеряется в единицах времени (с,мин).
3) время сохранения или поддержания максимальной мощности – это наибольшее время функционирования данного пути ресинтеза АТФ с максимальной мощностью. Единицы измерения – с, мин, ч.
4) метаболическая емкость – общее количество АТФ, которое может образоваться во время мышечной работы за счёт данного пути ресинтеза АТФ [1, 15, 29].
В зависимости от потребления кислорода пути ресинтеза АТФ делятся на аэробные и анаэробные.
1.2. АЭРОБНЫЙ ПУТЬ РЕСИНТЕЗА АТФ
Аэробный путь ресинтеза АТФ (тканевое дыхание) – основной, базовый способ образования АТФ, протекающий в митохондриях мышечных клеток. В ходе тканевого дыхания от окисляемого вещества отнимаются два атома водорода и по дыхательной цепи передаются на молекулярный кислород, доставляемый кровью в мышцы из воздуха, в результате чего возникает вода. За счёт энергии, выделяющейся при образовании воды, происходит синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Обычно на каждую образовавшуюся молекулу воды приходится синтез трёх молекул АТФ [4].
Скорость аэробного пути ресинтеза АТФ контролируется содержанием в мышечных клетках АДФ, который является активатором ферментов тканевого дыхания. В состоянии покоя, когда в клетках почти нет АДФ, тканевое дыхание протекает с очень низкой скоростью [20,32]. При мышечной работе за счёт интенсивного использования АТФ происходит образование и накопление АДФ. Появившийся избыток АДФ ускоряет тканевое дыхание, и оно может достигнуть максимальной интенсивности.
Другим активатором аэробного пути ресинтеза АТФ является углекислый газ. Возникая при физической работе в избытке, он активирует дыхательный центр мозга, что в итоге приводит к повышению скорости кровообращения и улучшению снабжения мышц кислородом [40].
Аэробный путь образования АТФ характеризуется следующими критериями. Максимальная мощность составляет 350 – 450 кал/мин×кг. По сравнению с анаэробными путями ресинтеза АТФ тканевое дыхание обладает самой низкой величиной максимальной мощности. Это обусловлено тем, что возможности аэробного процесса ограничены доставкой кислорода в митохондрии и их количеством в мышечных клетках. Поэтому за счёт аэробного пути ресинтеза АТФ возможно выполнение физических нагрузок только умеренной мощности.