Биохимия мышц и мышечного сокращения

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКУОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ

СРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Биохимия для спортсмена

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА

(ДЛЯСПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ: 050720 - ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА И 032102 - АДАПТИВНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА ДЛЯ ЛИЦ С ОТКЛОНЕНИЯМИ В СОСТОЯНИИ ЗДОРОВЬЯ)

 

 

СУРГУТ

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета СурГПУ

 

 

Автор-составитель:

А.А.Говорухина, к.с-х.н, доцент

 

Рецензенты: Рецензенты:

 

Богданов А.Н., д.м.н., профессор

Литовченко О.Г. к.б.н, доцент

 

Биохимия для спортсмена: Учебно-методическое пособие/автор-составитель Говорухина А.А. – Сургут: РИО СурГПУ. – 2009. - 87 с.

 

В учебно-методическом пособии содержится информация по одному из разделов функциональной биохимии – биохимии спорта. Рассмотрены особенности адаптационных процессов при физических нагрузках, биохимия спортивных качеств, принципы спортивной тренировки. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 050720 - физическая культура и 032102 - адаптивная физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья, а также тренеров и всех лиц, занимающихся спортом.

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Предисловие   Введение
1.	Биохимия мышц и мышечного сокращения
1.1.	Характеристика мышечной ткани
1.2.	Химический состав мышечной ткани
1.3.	Структура, иннервация и кровоснабжение мышц
1.4.	Ультраструктура мышечных волокон
1.5.	Механизм мышечного сокращения
2.	Биоэнергетика мышечной деятельности
2.1.	Анаэробный ресинтез АТФ
2.2.	Механизм аэробного ресинтеза АТФ
3.	Биохимия утомления и восстановления
3.1.	Биохимия утомления
3.2.	Биохимические факторы утомления при кратковременных физических нагрузках
3.3.	Утомление при выполнении длительных упражнений
3.4.	Утомление при выполнении длительных упражнений
3.5.	Динамика восстановительных процессов
3.6.	Биохимические изменения в организме спортсмена
3.7.	Биохимические изменения в отдельных органах и тканях при мышечной работе
4.	Потребление кислорода при мышечной деятельности
5.	Биохимия работоспособности спортсмена
5.1.	Биохимическая классификация физических упражнений
5.2.	Физическая работоспособность
5.3.	Влияние тренировки на работоспособность спортсменов
5.4.	Возраст и спортивная работоспособность
6.	Биохимия спортивных качеств
6.1.	Биохимическая характеристика скоростно-силовых качеств
6.2.	Биохимия выносливости
6.3.	Биохимия спортивной тренировки
6.4.	Принципы спортивной тренировки
6.5.	Биохимия перетренировки
7.	Биохимия питания спортсмена   Заключение
	Варианты контрольных работ
	Литература

ПРЕДИСЛОВИЕ

Подготовка специалистов по физической культуре и спорту, в том числе и по адаптивной физической культуре, требует от них глубокого понимания биологических основ жизнедеятельности организма. В процессе обучения в вузе эта цель достигается благодаря учебным дисциплинам, входящим в медико-биологический блок. Наряду с анатомией и физиологией спортивная биохимия позволяет осмыслить изменения, которые происходят в органах и тканях при систематических физических нагрузках, а также особенности адаптационных реакций. Изучение биохимии и знание биохимических закономерностей дает необходимые теоретические предпосылки для медико-биологической подготовки студентов факультета физической культуры.

Цель курса – изучение молекулярных процессов, происходящих в клетках и тканях живого организма при различных его состояниях во время тренировочной и соревновательной деятельности.

Задачи:

1. формировать естественнонаучное мышление;

2. уяснить логически обоснованную и упорядоченную систему знаний о молекулярных механизмах процессов, происходящих в организме;

3. сформировать научные представления о биохимических основах адаптации организма к физическим нагрузкам.

В результате изучения курса студент должен знать:

- химический состав организма человека;

- механизм мышечного сокращения;

- особенности энергетических процессов при выполнении упражнений различной мощности и продолжительности;

- закономерности биохимической адаптации организма спортсмена в процессе тренировки;

- основы биохимического контроля спортивной деятельности и рационального питания спортсмена

уметь:

- на научной основе планировать тренировочный процесс;

- провести анализ развития утомления и восстановления, а также кислородного долга под действием различной физической нагрузки;

- составлять пищевой рацион в зависимости от спортивной специализации и периода тренировочного процесса.

владеть:

- методикой расчета калорийности пищевого рациона;

- системой восстановительных мероприятий, позволяющих достичь наилучших спортивных результатов;

- методами планирования тренировочных нагрузок с учетом биохимических особенностей организма.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов факультета физической культуры и спорта, обучающихся по специальностям 050720 - «Физическая культура» и 032102 - «Адаптивная физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья». В предложенном материале последовательно рассматриваются важнейшие вопросы биохимии спорта, предусмотренные Государственными образовательными стандартами РФ и учебной программой:

· биохимия мышц и мышечного сокращения;

· биоэнергетика мышечной деятельности;

· биохимия утомления и восстановления;

· закономерности адаптации мышц к физическим нагрузкам;

· биохимия спортивной перетренировки;

· особенности спортивного питания;

В каждом из разделов приводятся вопросы и задания для самопроверки, а также варианты контрольных работ для студентов заочной формы обучения.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Биохимия изучает молекулярные основы жизнедеятельности организма. Предметом науки является качественный и количественный состав организма человека, превращения веществ, входящих в состав него.

Спортивнаябиохимия изучает особенности превращения химических веществ в организме человека при физических нагрузках. Известно, что организм человека представляет собой единую взаимосвязанную систему, основой которой является молекулярный уровень. Именно на этом уровне формируются основы биохимической адаптации во время спортивной тренировки.

Изучение биохимических процессов необходимо для понимания физиологических процессов, так как так как в основе функций организма лежат химические изменения органов и тканей.

Методы исследования, применяемые в биохимии, можно разделить на точные лабораторные и методы экспресс-диагностики.

Лабораторные методы в большинстве своем требуют наличия сложных приборов: электрофотоколориметра, спектрофотометра, флюората, спектрального и газового анализатора др. Основные лабораторные методы, применяемые в биохимии спорта, следующие:

· качественный и количественный анализ состава биологических жидкостей (крови, слюны, мочи, пота) и тканей;

· анализ выдыхаемого воздуха;

· хроматография, позволяющая разделить белки с разной молекулярной массой и подвижностью;

· рентгеноструктурный и спектральный анализы, позволяющие определить изменение структуры веществ при различных воздействиях.

Экспресс-методы позволяют проводить биохимические исследования при помощи специальных химических наборов, тест-полосок, что позволяет обходиться без использования сложной аппаратуры.

Биохимия выделилась в самостоятельную научную дисциплину в конце XIX века. В это время было изучено строение белков и ферментов (А.Я.Данилевский), структура гемоглобина (М.В. Ненцкий), строение и свойства аминокислот и углеводов (Фишер), открыты витамины (Н.И.Лунин). В первой половине XX века была выделена АТФ и доказана ее роль в процессах энергообразования (Ф. Липман). В 1932 г. В.А.Энгельгардт установил взаимосвязь между процессами окисления и фосфорилирования, а в 1937 г. Г.Кребсом был открыт цикл лимонной кислоты. В 70-е годы XX века А. Ленинджер установил, что процессы биологического окисления протекают в митохондриях.

Биохимия спорта как самостоятельный раздел науки существует с 30-х годов XX века. В 1927 г. были опубликованы работы, касающиеся биохимической характеристики мышц тренированного организма (А.В. Палладин, Г. Эмбден), в 1939 г. В.А.Энгельгардт и М.Н.Любимова установили наличие фермента АТФ-азы, Г.Хаксли в 1953 г. предложил модель мышечного сокращения.

Известным биохимиком Санкт-Петербургского НИИФК Н.Н.Яковлевым раскрыты биохимические основы спортивной тренировки, утомления, восстановления и т.д.

Изучение биохимических особенностей молекулярных превращений в организме при мышечной деятельности, знание биохимических закономерностей спортивной тренировки, освоение методов подготовки с точки зрения биохимии позволит тренерам и спортсменам грамотно организовать тренировочный процесс и добиться наивысших спортивных результатов.

 

 

Биохимия мышц и мышечного сокращения

При изучении темы «Биохимия мышц и мышечного сокращения» студент должен знать:

 

1. Виды мышечной ткани;
2. Химический состав мышц;
3. Ультраструктуру мышечных волокон;
4. Основные функции мышечной ткани.

 

Уметь:

1. Графически изобразить структурную организацию мышечного волокна;

2. Схематично представить механизм мышечного сокращения.

Владеть:

1. Базовыми понятиями (режим работы мышц, иннервация мышечного волокна) и терминологией (поперечно-полосатые и гладкие мышцы, миокард, мышечное волокно, саркомер, сарколемма, саркоплазма, актин, миозина, АТФ, креатинфосфат, ансерин, карнозин, саркоплазматический ретикулум, ацетилхолин, холинэстераза).