Биохимический контроль при занятиях физической культурой и спортом

               Российский государственный университет

                 физической культуры, спорта молодежи и туризма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                   

                                    РЕФЕРАТ

 

Тема: Биохимический контроль при занятиях физической культурой и спортом.

 

 

 

 

 

                     Подготовила:

                                                            студентка 2 курса,

                                                            ИСиФВ,бакалавриат 2 группы

                                                            Прохорова Варвара.

 

 

 

 

 

 

                                    Москва 2012г.

                          Биохимический контроль

        при занятиях  физической культурой и спортом.

     Биохимические исследования  в спортивной практике, как правило, применяются в сочетании с другими видами контроля – педагогическими, медицинскими, физиологическими. Комплексные научные исследования дают наиболее обширную и объективную информацию о функциональном состоянии отдельных систем или всего организма спортсмена, об уровне его тренированности и других аспектах. Однако это не исключает возможности самостоятельного использования биохимических исследований.

   Биохимические методы исследования  в спортивной практике используются  для решения следующих основных задач:

     1) оценки состояния здоровья спортсменов;

     2) оценки направленности тех или иных упражнений и их эффективности;

3. оценки уровня тренированности спортсменов;
4. отбора лиц для занятий тем или иным видом спорта;
5. контроля за ходом восстановительных процессов в организме;
6. оценки эффективности средств повышения работоспособности и ускорения восстановления.

В зависимости от решаемой задачи могут меняться условия проведения биохимических исследований.В любом биохимическом исследовании можно выделить 3 этапа:

     1. получение биологических препаратов – объектов биохимических исследований;

     2. биохимический анализ препаратов;

     3. сопоставление полученных результатов с нормами для здоровых людей и спортсменов, с результатами других методов контроля, с условиями проведения исследований (в покое, в процессе или после мышечной работы) и т.п.

      В качестве препаратов  биохимического контроля в спорте  широко используются традиционные  препараты биохимических исследований  на человеке – пробы выдыхаемого воздуха, крови, мочи, пота, мышечной ткани, слюны.

   На основании анализа выдыхаемого воздуха устанавливаются размеры потребления кислорода, выделения углекислого газа. Потребляемый организмом кислород используется в процессах окислительных превращений, обеспечивающих энергетические потребности организма (аэробное энергообеспечение). Количество потребляемого кислорода является показателем интенсивности протекания в организме процессов аэробного энергообмена. Данные о потреблении кислорода в период восстановления, о выделении организмом СО2 служат показателем участия в энергетическом обеспечении работы анаэробных (бескислородных) процессов. Показателем окисляемых в организме субстратов при работе умеренной мощности (например, лыжная гонка на 15 км) и в состоянии покоя служит значение дыхательного коэффициента. Дыхательный коэффициент рассчитывается как отношение выделенной углекислоты к потребленному кислороду. Обычно в организме одновременно окисляются жиры и углеводы, и ДК составляет 0,83 – 0,85.

  Кислородный долг – кислород, потребляемый в период восстановления после работы сверх уровня покоя. В составе кислородного долга выявляют две фракции: алактатную и лактатную.  Величина алактатной фракции отражает количество распавшегося за работу КФ, т.е. отражает вклад креатинфосфатного механизма в энергетическое обеспечение работы. Лактатный КД связан с устранением молочной кислоты и величина лактатной фракции зависит как раз от количества накопленной за работу молочной кислоты.

  Суммарная величина КД – показатель участия анаэробных механизмов преобразования энергии в энергетическом обеспечении работы.

   Под кислородной  стоимостью работы понимается сумма кислородного долга, деленная на время работы (в мин). КСР отражает энерготраты организма в период выполнения работы.

  Исследование газообмена можно проводить различными методами. Наиболее распространенный путь исследования – забор выдыхаемого воздуха с помощью специальной маски с вмонтированными в неё клапанами в газовые мешки с последующим его анализом на газоанализаторе (химическом или электрофизическом) для установления процентного содержания О2 и СО2.  Тесты на велоэргометре и тредбане, допустим для определения МПК, лыжники проходят именно в такой маске. Однако во всех случаях обязателен забор пробы за тот или иной период покоя, на протяжении всей работы и непрерывно в период отдыха (желательно до полной ликвидации кислородного долга). 

   Кровь – жидкая ткань организма, циркулирующая по разветвленной сети кровеносных сосудов. В крови определяется концентрация гемоглобина, эритроцитов, метаболитов энергетического обмена (глюкозы, молочной и пировиноградной кислот), продуктов белкового обмена (мочевины, остаточного азота), показателей кислотно-щелочного равновесия, активности ферментов, электролитов крови, гормонов и т.п.

   Благодаря высокой проницаемости  клеточных мембран кровь может  дать информацию о характере, интенсивности и направленности  многих происходящих в организме  процессов. Быстрота появления в  крови различных веществ, образующихся в обменных процессах, тесная связь между их концентрацией в клетках и в крови делает её очень ценным объектом исследования. Исследуя кровь, можно получить динамику содержания различных веществ в крови, отражающую динамику соответствующих обменных процессов.

  Как известно энергообеспечение  организма осуществляется, такими  механизмами, как анаэробный и  аэробный. Деятельность гликолиза  сопровождается образованием молочной  и пировиноградной кислот. Накопление  этих кислот может изменить  осмотическое состояние мышечных клеток, свойства мышечных, в т.ч. сократительных белков, изменить в кислую сторону реакцию внутренней среды организма, что приводит к снижению активности ферментов. При выполнении предельной работы высокая концентрация молочной кислоты в крови, как правило, является показателем более высокого уровня тренированности, а также указывает на большую метаболическую ёмкость гликолиза у спортсмена, большую устойчивость ферментов к изменениям pH в кислую сторону и т.п.

  Молочная кислота и показатели кислотно-щелочного равновесия тесно взаимосвязаны и отражают степень включения в образование энергии доли анаэробных процессов, что чрезвычайно важно при управлении тренировкой в горах у лыжников. Во время аэробных и аэробно-анаэробных тренировок уровень молочной кислоты составляет 4,5 – 5 мМ/л и 6 – 10 мМ/л, соответственно.

  Наибольший интерес представляет  определение концентрации мочевины  в крови на следующий день  после тренировки (утром, в покое, натощак). Повышенное содержание мочевины в крови свидетельствует о перегрузке на тренировке, а пониженное о возможно недостаточной нагрузке на предыдущей тренировке. Показатели мочевины, как параметры, отражающие баланс анаболического и катаболического процесса, достаточно точно реагируют на пребывание спортсмена в горах.

   Кровь для анализа в условиях спортивной практики лучше брать из ребра мочки уха или из мякоти пальца. Первое во всех отношениях выгоднее. Кроме того, из мочки уха проще взять большое количество крови (до 2мл), чем из пальца, особенно если предварительно разогреть мочку уха феналгоном. При использовании феналгона пробы крови берут из одного прокола в течение 30 мин, в промежутках заклеивая его пластырем. При большом сроке требуется новое разогревание или новый прокол.

   Взятие крови путем венепункции  или артериепункции возможно  лишь при проведении специальных  исследований в лабораторных  условиях. Западноевропейские биохимики для взятия артериальной крови применяют канюлю Курнара, а вместо венепункции практикуют длительную катетеризацию локтевой или бедренной вены.

  Важно учитывать, что после  спортивных упражнений или стандартных  физических нагрузок (особенно если  те и другие были сравнительно  короткими, а по интенсивности  близкими к максимуму) наиболее значительные биохимические изменения в крови наступают на сразу по окончанию работы, а через 1 – 3мин.   

    Другим важным объектом исследования является моча. Моча образуется в почках и за исключением форменных элементов и большинства белков содержит те же вещества, что и кровь.

  Моча широко используется  для определения гормонов, конечных  продуктов белкового обмена, креатина  и креатинина и других метаболитов. Но на основании исследования мочи трудно получить количественные характеристики тех или иных сдвигов в организме. Таким образом, в большинстве случаев анализ мочи может дать информацию только о том, есть или отсутствует данное вещество в моче (в организме). Так, анализ мочи широко используется при антидопинговом контроле. Прием допингов неизбежно приводит к появлению в моче самих допингов или продуктов их распада.

   Мочу для исследования  рекомендуется собирать за сутки, что позволяет дать полную  характеристику экскреции того  или иного вещества. Однако усиленное  его во время или после работы может нивелироваться последующей задержкой. В связи с этим суточную мочу лучше собирать и исследовать определенными порциями, специально выделив часы тренировки и часы следующего за ней отдыха, например: 2 часа тренировки, первые 2 часа отдыха, вторые 2 часа отдыха, последующие 16 часов. При таком заборе мочи мы получаем данные о влиянии выполняемой работы на выделение интересующего нас веществ, о динамике этого выделения в течение суток и о суммарном выделении за сутки.

   Исследуя балансы тех  или иных элементов (азота, фосфора и т.д.), приходится, кроме суточной мочи анализировать и суточный кал. В начале и в конце периода исследования, длящегося обычно 3 – 5дней, испытуемому дают съедобный кармин или чернику, позволяющие в полученном материале отграничить кал, относящийся к экспериментальному периоду, от предшествующего ему и последующего. Суточный кал высушивают в вытяжном шкафу, измельчают в порошок, тщательно перемешивают и тогда уже берут пробы для анализа. 

    Иногда в качестве  объекта биохимических исследований используется слюна. В слюне определяют электролиты (К и Na), активность ферментов (например, амилазы), pH. Полагают, что изменения содержания ионов К и Na в слюне (как и в моче) сигнализирует о функциональном состоянии минералокортикоидной функции надпочечников, а изменения активности амилазы отражают реакцию организма на физические нагрузки.     Существует мнение, что слюна, обладая меньшей, чем кровь, буферной емкостью, лучше отражает изменение кислотно-щелочного равновесия в организме. Следует однако заметить, что в исследованиях специалистов в области биохимии спорта слюна, как объект исследования не получила широкого распространения.

   Пот, как и слюна, мало популярный объект исследования. Сбор пота производят с помощью хлопчатобумажного белья и полотенца, предварительно вымоченных в растворе соды, а затем выстиранных, хорошо отполосканных в дистиллированной воде и высушенных. Белье, впитавшее пот, снова замачивают в дистиллированной воде, полученный экстракт выпаривают в вакууме и подвергают анализу.

   В последнее время большое  распространение получило использование  в качестве объекта биохимических  исследований проб мышечной ткани (метод биопсии). Над исследуемой мышцей делается небольшой разрез кожи и с помощью специальной иглы забирается небольшая (~2 – 3 мг) проба мышечной ткани, которая сразу же замораживается в жидком азоте и в дальнейшем подвергается структурному и биохимическому анализу. С помощью микроструктурного анализа исследуют сократительный аппарат мышечного волокна – миофибриллы, их расположение в мышечном волокне, длину мышечных саркомеров, актиновых и миозиновых нитей, количество митохондрий в мышечном волокне и их расположение, и другие особенности мышечной ткани.

 Химический анализ направлен  на определение различных веществ в мышце: АТФ, гликогена, КФ, миоглобина, сократительных белков, активности ферментов.

  Недостатком метода является его травматический характер. Микробиопсию нельзя применять часто – это метод эпизодического, а не систематического контроля. Кроме того, этот метод может дать и искаженные результаты. Как известно, существуют различные типы мышечных волокон, предназначенные для выполнения разных видов работы: быстрых сокращений, медленных сокращений, длительной работы. И хотя подавляющее большинство мышечных волокон у спортсмена предназначено именно для выполнения характерной для его специализации работы, не исключено, что исследователь попадет на пучок неспецифических волокон.

  Лыжные гонки относят к группе видов спорта, в которых спортивный результат лимитируется уровнем развития механизмов энергообеспечения – это так называемый метаболический вид. В лыжных гонках преобладает работа большой и умеренной мощности, а ведущую роль здесь играет аэробный источник энергообеспечения.С помощью биохимических показателей можно охарактеризовать состояние и уровень развития практически всех органов и систем организма.

 

 

              Список литературы:

1. Черемисинов В.М. «Биохимия. Биохимический контроль в спорте», Москва 1979г.
2. Яковлев Н.Н. «Биохимия спорта», изд-во «Физкультура и

     спорт», Москва 1974г.  

3. Сборник научных трудов  «Принципы подготовки лыжников-гонщиков», Сыктывкар 1988г.