Біохімічний контроль функціонального стану організму

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет фізичного виховання і спорту України

РЕФЕРАТ

на тему:

«БІОХІМІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ»

Виконала студентка

Першого курсу, групи №2

Книш Олександра

Київ 2013

План

1. Завдання, види і організація біохімічного контролю

2. Об'єкти дослідження та показники

3. Тести, які використовуються в процесі біохімічного контролю в спорті

4. Біохімічний контроль розвитку систем енергозабезпечення організму при м'язовій діяльності

5. Біохімічний контроль за рівнем тренованості

6. Висновок

7. Список використаної літератури

При адаптації організму до фізичних навантажень, перетренування, а також при патологічних станах в організмі змінюється обмін речовин, що призводить до появи в різних тканинах і біологічних рідинах окремих метаболітів (продуктів обміну речовин), які відображають функціональні зміни і можуть служити біохімічними тестами або показниками їх характеристики. Тому в спорті поряд з медичним, педагогічним, психологічним та фізіологічним контролем використовується біохімічний контроль за функціональним станом спортсмена.

У практиці спорту вищих досягнень звичайно проводяться комплексні наукові обстеження спортсменів, які дають повну та об'єктивну інформацію про функціональний стан окремих систем і всього організму, про його готовність виконувати фізичні навантаження.

1. Завдання, види і організація біохімічного контролю

біохімічний контроль енергозабезпечення тренованість

Визначення біохімічних показників обміну речовин дозволяє вирішувати такі завдання комплексного обстеження: контроль за функціональним станом організму спортсмена, яке відображає ефективність і раціональність виконуваної індивідуальної тренувальної програми, спостереження за адаптаційними змінами основних енергетичних систем і функціональною перебудовою організму в процесі тренування, діагностика передпатологічних і патологічних змін метаболізму спортсменів. Біохімічний контроль дозволяє також вирішувати такі приватні задачі, як виявлення реакції організму на фізичні навантаження, оцінка рівня тренованості, адекватності застосування фармакологічних та інших відновлюють коштів, ролі енергетичних метаболічних систем в м'язовій діяльності, впливу кліматичних факторів та ін. У зв'язку з цим у практиці спорту використовується біохімічний контроль на різних етапах підготовки спортсменів.

У річному тренувальному циклі підготовки кваліфікованих спортсменів виділяють різні види біохімічного контролю:

ь поточні обстеження (ТО), що здійснюються повсякденно відповідно до плану підготовки;

ь етапні комплексні обстеження (ЕКО), що проводяться 3-4 рази на рік;

ь поглиблені комплексні обстеження (УКО), що проводяться 2 рази на рік;

ь обстеження змагальної діяльності (ОСД).

На підставі поточних обстежень визначають функціональний стан спортсмена - одне з основних показників тренованості, оцінюють рівень термінового і відставленого тренувального ефекту фізичних навантажень, проводять корекцію фізичних навантажень під час тренувань.

У процесі етапних і поглиблених комплексних обстежень спортсменів за допомогою біохімічних показників можна оцінити кумулятивний тренувальний ефект, причому біохімічний контроль дає тренеру, педагогу або лікарю швидку та достатньо об'єктивну інформацію про зростання тренованості і функціональних системах організму, а також інших адаптаційних змін.

При організацію та проведення біохімічного обстеження особлива увага приділяється вибору тестуючих біохімічних показників: вони повинні бути надійними або відтворюваність, повторюваними при багаторазовому контрольному обстеженні, інформативними, що відображають сутність досліджуваного процесу, а також валідними або взаємопов'язаними зі спортивними результатами.

У кожному конкретному випадку визначаються різні тестуючі біохімічні показники обміну речовин, оскільки в процесі м'язової діяльності по-різному змінюються окремі ланки метаболізму. Першорядне значення набувають показники тих ланок обміну речовин, які є основними у забезпеченні спортивної працездатності в даному виді спорту.

Використовувані тестовані навантаження, специфічні за потужністю і тривалості, повинні відповідати навантажень, використовуваним спортсменом в процесі тренування. Так, для легкоатлетів-бігунів, що спеціалізуються на короткі і наддовгі дистанції, тестуючі навантаження повинні бути різними, що сприяють прояву їх основних рухових якостей - швидкості чи витривалості. Важливою умовою застосування тестованих фізичних навантажень є точне встановлення їх потужності або інтенсивності та тривалості.

На результати дослідження впливає також температура навколишнього середовища, час тестування і стан здоров'я. Більш низька працездатність спостерігається при підвищеній температурі середовища, а також у ранковий і вечірній час. До тестування, як і до занять, спортом, особливо з максимальними навантаженнями, повинні допускатися тільки цілком здорові спортсмени, тому лікарський огляд повинен передувати інших видів контролю. Контрольне біохімічне тестування проводиться вранці натще після відносного відпочинку протягом доби. При цьому повинні дотримуватися приблизно однакові умови зовнішнього середовища, які впливають на результати тестування.

Зміна біохімічних показників під впливом фізичних навантажень залежить від ступеня тренованості, обсягу виконаних навантажень, їх інтенсивності та анаеробної або аеробної спрямованості, а також від статі і віку обстежуваних. Після стандартної фізичного навантаження значні біохімічні зрушення виявляються у менш тренованих людей, а після максимальних - у більш тренованих. При цьому після виконання специфічних для спортсменів навантажень в умовах змагання або у вигляді прикидок в тренованому організмі можливі значні біохімічні зміни, які не характерні для нетренованих людей.

2. Об'єкти дослідження та показники

Об'єктами біохімічного дослідження є видихається повітря та рідини - кров, сеча, слина, піт, а також м'язова тканина.

Повітря, яке видихається - один з основних об'єктів дослідження процесів енергетичного обміну в організмі, використання окремих енергетичних джерел у енергозабезпеченні м'язової діяльності. У ньому визначають кількість споживаного кисню і видихуваного вуглекислого газу. Співвідношення цих показників певною мірою відображає інтенсивність процесів енергообміну, частку в них анаеробних і аеробних механізмів ресинтезу АТФ.

Кров використовується як одна з найбільш важливих об'єктів біохімічних досліджень, тому що в ній відбиваються всі метаболічні зміни в тканинних рідинах і лімфі організму. За зміни складу крові або рідкої її частини - плазми можна судити про гомеостатичні стан внутрішнього середовища організму або зміну його при спортивній діяльності (табл. 1).

Для багатьох досліджень потрібна невелика кількість крові (0,01-0,05 мл), тому беруть її з безіменного пальця руки або з ребра мочки вуха. Після виконаної фізичної роботи забір крові.

Таблиця 1

Основні хімічні компоненти крові та плазми крові здорової людини

Сеча в певною мірою відбиває роботу нирок - основного видільної органу організму, а також динаміку обмінних процесів в різних органах і тканинах. Тому щодо зміни кількісного та якісного її складу можна судити про стан окремих ланок обміну речовин, надлишкового їх вступу, порушення гомеостатичних реакцій в організмі, у тому числі пов'язаних з м'язової діяльністю. Із сечею з організму виводяться надлишок води, багато електроліти, проміжні та кінцеві продукти обміну речовин, гормони, вітаміни, чужорідні речовини. Добова кількість сечі (діурез) у нормі в середньому складає 1,5 л. Сечу збирають протягом доби, що вносить певні утруднення в проведення досліджень. Іноді сечу беруть дробовими порціями (наприклад, через 2 години), при цьому фіксують порції, отримані до виконання фізичної роботи і після неї. Сеча не може бути достовірним об'єктом дослідження після коротко тимчасових тренувальних навантажень, тому що відразу після цього дуже складно зібрати необхідну для її аналізу кількість.

При різних функціональних станах організму в сечі можуть з'являтися хімічні речовини, не характерні для норми: глюкоза, білок, кетонові тіла, жовчні пігменти, формені елементи крові та ін. Визначення цих речовин в сечі може використовуватися в біохімічної діагностиці окремих захворювань, а також у практиці спорту для контролю ефективності тренувального процесу, стану здоров'я спортсмена.

Слина зазвичай використовується паралельно з іншими біохімічними об'єктами. У слині визначають електроліти (N3 і К), активність ферментів (амілази), рН. Існує думка, що слина, маючи меншу, ніж кров, буферною ємністю, краще відображає зміни кислотно-лужної рівноваги організму людини. Однак як об'єкт дослідження слина не отримала широкого розповсюдження, оскільки склад її залежить не тільки від фізичних навантажень і пов'язаних з ними змін внутрішньотканинний обміну речовин, але і від стану ситості ( «голодна» або «Сита» слина).

Піт в окремих випадках становить інтерес як об'єкт дослідження. Необхідна для аналізу кількість поту збирається за допомогою бавовняного білизни або рушники, яке замочують у дистильованої води для видобування різних компонентів поту. Екстракт випарюють у вакуумі і піддають аналізу.

М'язова тканина є дуже показовим об'єктом біохімічного контролю м'язової діяльності, однак використовується рідко, так як зразок м'язової тканини необхідно брати методом голчатою біопсії. Для цього над досліджуваної м'язом робиться невеликий розріз шкіри і за допомогою спеціальної голки береться шматочок (проба) м'язової тканини (2-3 мг), яка відразу заморожується в рідкому азоті і надалі піддається структурному і біохімічному аналізу. У пробах визначають кількість скорочувальних білків (актину і міозину), АТФ-азную активність міозину, показники енергетичного потенціалу (вміст АТФ, глікогену, креатинфосфату), продукти енергетичного обміну, електроліти та інші речовини. За їх змістом судять про склад і функціональної активності м'язів, її енергетичному потенціалі, а також зміни, які відбуваються при одноразової дії фізичного навантаження або довготривалої тренування.

При біохімічному обстеженні в практиці спорту використовуються наступні біохімічні показники:

· енергетичні субстрати (АТФ, КРФ, глюкоза, вільні жирні кислоти);

· ферменти енергетичного обміну (АТФ-аза, КРФ-кіназа, цитохромоксидази, лактатдегідрогеназа та ін);

· проміжні і кінцеві продукти обміну вуглеводів, ліпідів та білків (молочна та піровиноградна кислоти, кетонові тіла, сечовина, креатинін, креатин, сечова кислота, вуглекислий газ тощо); показники кислотно-основного стану крові (рН крові, парціальний тиск СО2, резервна лужність або надлишок буферних підстав та ін);

· регулятори обміну речовин (ферменти, гормони, вітаміни, активатори, інгібітори);

· мінеральні речовини в біохімічних рідинах (наприклад, бікарбонати і солі фосфорної кислоти визначають для характеристики буферної ємності крові);

· зміст загального білка, кількість і співвідношення білкових фракцій у плазмі крові;

· анаболічні стероїди та інші заборонені речовини в практиці спорту (допінги), виявлення яких - завдання допінгового контролю.

3. Тести, які використовуються в процесі біохімічного контролю в спорті

При виборі тестуючих навантажень необхідно пам'ятати, що реакція організму спортсмена на роботу може залежати від факторів безпосередньо не зв'язаних з рівнем тренованості, таких як вид м'язової роботи, використаний при тестуванні, спеціалізація спортсмена, умови дослідження, температура навколишнього середовища, час доби та ін. Так, якщо використовувати в якості тестуючого навантаження біг і роботу на велоергометрі (однакові по тривалості), то у першому випадку можна очікувати більш значні зсуви в організмі спортсмена. Пояснюється це тим, що в процесі бігу беруть участь більш значні м'язові групи, і при цьому можна виконати більшу по об'єму роботу за цей самий проміжок часу.

Слід також враховувати, що спортсмен, виконуючи звичну для себе роботу може виконати більший об'єм її і досягнути великих зсувів в організмі. Особливо чітко це проявляється при тестуванні анаеробних можливостей. Анаеробні можливості володіють специфічністю і в найбільшій мірі проявляються тільки в тому виді роботи, в якому спортсмен пройшов спеціальне тренування. Це означає, що для велосипедистів найбільш підходять велоергометричні тести, для бігунів - бігові і т.д. Це, звичайно, не означає, що не можна використовувати для легкоатлетів чи для спеціалістів інших видів спорту велоергометричні тести. Велоергометричні тести маєть одну суттєву перевагу - в них найбільш точно можна враховувати об'єм виконаної роботи. Але велосипедисти у велоергометричному тесті будуть мати переваги в рівнянні з представниками інших видів спорту цієї ж кваліфікації і які спеціалізуються у вправах, що відносяться до тієї ж зони потужності. Ще одна важлива умова, яка повинна відповідати використанням тестів, їх адекватність по потужності і тривалості вправ, в яких спеціалізується спортсмен. Так, якщо використовувати одне і теж тестуюче навантаження для 5 спринтера, середньовика і стайєра приблизно однієї і тієїж кваліфікації, держані результати будуть суттєво відрізнятись. Вихід з цього положення такий - вибране тестуюче навантаження повинно забезпечити прояв тих функцій, рівень тренованості яких відповідає представникам цього або іншого виду спорту.

Немаловажне значення має і час тестування. Це пов'язано зі змінами працездатності людини на протязі доби. Зранку і пізно ввечері працездатність понижена і одержані в цей період результати будуть нижчі, ніж в денний час. На результати досліджень має вплив і температура навколишнього середовища. В гарячому приміщенні працездатність буде нижчою, і спортсмен покаже занижені результати.

Таким чином, стандартизація умов досліджень по часу на протязі доби, температурі навколишнього середовища і інших факторів є безпосередньою умовою об'єктивних і порівнюючих даних.

4. Біохімічний контроль розвитку систем енергозбереження організму при м'язовій діяльності

Спортивний результат певною мірою лімітується рівнем розвитку механізмів енергозабезпечення організму. Тому в практиці спорту проводиться контроль потужності, ємності й ефективності анаеробних і аеробних механізмів енергоутворення в процесі тренування.

Для оцінки потужності і ємності креатінфосфокіназного механізму енергоутворення можна використовувати показники кількості креатинфосфату і активності креатинфосфокінази в крові. У тренованому організмі ці показники значно вище, що свідчить про підвищення можливостей креатинфосфокіназного (алактатного) механізму енергоутворення.

Ступінь підключення креатінфосфокіназного механізму при виконанні фізичних навантажень можна оцінити по збільшенню в крові вмісту продуктів обміну КрФ в м'язах (креатину, креатиніна й неорганічного фосфату) і зміни їх змісту в сечі.

Для характеристики гліколітичного механізму енергоутворення часто використовують величину максимального накопичення лактату в артеріальній крові при максимальних фізичних навантаженнях, а також значення рН крові і показники КОС, вміст глюкози в крові, активність ферментів лактатдегідрогенази, фосфорілази.

Про підвищення можливостей гліколітичного (лактатного) енергоутворення у спортсменів свідчить більш пізній вихід на максимальне кількість лактату в крові при граничних фізичних навантаженнях, а також більш високий його рівень. Збільшення ємності гліколізу супроводжується збільшенням запасів глікогену в скелетних м'язах, особливо у швидких волокнах, а також підвищенням активності гліколітичних ферментів.

Для оцінки потужності аеробного енергоутворення механізму найчастіше використовуються рівень максимального споживання кисню (МПК або ІЕ2тах) і показник киснево-транспортної системи крові - концентрація гемоглобіну. Ефективність аеробного енергоутворення механізму залежить від швидкості утилізації кисню мітохондріями, що пов'язано насамперед з активністю і кількістю ферментів окисного фосфорилювання, кількістю мітохондрій, а також від частки жирів при енергоутворення.

Під впливом інтенсивного тренування аеробної спрямованості збільшується ефективність аеробного механізму за рахунок збільшення швидкості окислення жирів і збільшення їх ролі в енергозабезпеченні роботи. При одноразових і систематичних фізичних навантажень з аеробного спрямованістю метаболічних процесів спостерігається посилення ліпідного метаболізму як жирової тканини, так і скелетних м'язів. Підвищення інтенсивності аеробних фізичних навантажень призводить до збільшення мобілізації внутрішньом'язових тригліцеридів та утилізації жирних кислот в працюючих м'язах за рахунок активізації процесів їх транспорту.

5. Біохімічний контроль за рівнем тренованості

Контроль за процесами стомлення і відновлення я, які є невід'ємними компонентами спортивної діяльності, необхідний для оцінки переносимости фізичного навантаження й виявлення перетренованості, достатності часу відпочинку після фізичних навантажень, ефективності засобів підвищення працездатності.

Терміни відновлення після важких тренувань не є чітко детермінованими і залежать від характеру навантаження і ступеня виснаження систем організму під її впливом.

Рівень тренованості оцінюється по зміні концентрації лактату в крові при виконанні стандартної або граничної фізичного навантаження для даного контингенту спортсменів. Про більш високому рівні тренованості свідчать менше нагромадження лактата (у порівнянні з нетренованими) при виконанні стандартної навантаження, що пов'язано зі збільшенням частки аеробних механізмів в енергозабезпеченні цієї роботи; менше збільшення змісту лактату в крові при зростанні потужності роботи, збільшення швидкості утіліраціі лактату в період відновлення після ФН.

Зі збільшенням рівня тренованості спортсменів збільшується загальна маса крові, що призводить до збільшення концентрації гемоглобіну до 160-180 г * л "1 - у чоловіків і до 130-150 г * л" 1 - у жінок, збільшення швидкості утилізації лактата в період відновлення після фізичних навантажень.

Стомлення, викликане фізичними навантаженнями максимальної і субмаксимальної потужності, пов'язане з виснаженням запасів енергетичних субстратів (АТФ, Крф, глікогену) в тканинах, які забезпечують цей вид роботи, і нагромадженням продуктів їхнього обміну в крові (молочної кислоти, креатину, неорганічних фосфатів), тому й контролюється за цими показниками.

При виконанні тривалої напруженої роботи розвиток стомлення може виявлятися по тривалому підвищенню рівня сечовини в крові після закінчення роботи, по зміні компонентів імунної системи крові, а також щодо зниження вмісту гормонів в крові та сечі.

Для ранньої діагностики перетренованості, схованої фази стомлення використовується контроль за функціональною активністю імунної системи.

Для цього визначають кількість і функціональну активність клітин Т- і В-лімфоцитів:

Т-лімфоцити забезпечують процеси клітинного імунітету й регулюють функцію В-лімфоцитів;

В-лімфоцити відповідають за процеси гуморального імунітету, їхня функціональна активність визначається по кількості імуноглобулінів у сироватці крові.

При підключенні імунологічного контролю за функціональним станом спортсмена необхідно знати його вихідний імунологічний статус із наступним контролем у різні періоди тренувального циклу. Такий контроль дозволить запобігти зриву адаптаційних механізмів, вичерпання імунної системи й розвиток інфекційних захворювань спортсменів високої кваліфікації в періоди тренування й підготовки до відповідальних змагань (особливо при різкій зміні кліматичних зон).

Відновлення організму пов'язане з поновленням кількості витрачених під час роботи енергетичних субстратів і інших речовин. Їх відновлення, а також швидкість обмінних процесів відбуваються не одночасно. Знання часу відновлення в організмі різних енергетичних субстратів відіграє велику роль в правильній побудові тренувального процесу.

Відновлення організму оцінюється по зміні кількості тих метаболітів вуглеводного, ліпідного і білкового обмінів у крові або сечі, які істотно змінюються під впливом тренувальних навантажень.

З усіх показників вуглеводного обміну найчастіше досліджується швидкість утилізації під час відпочинку молочної кислоти, а також ліпідного обміну - наростання змісту жирних кислот і кетонових тіл в крові, які в період відпочинку є головним субстратом аеробного окислення, про що свідчить зниження дихального коефіцієнта.

Однак найбільш інформативним показником відновлення організму після м'язової роботи є продукт білкового обміну - сечовина.

При м'язової діяльності посилюється катаболізм тканинних білків, що сприяє підвищенню рівня сечовини в крові, тому нормалізація її змісту в крові свідчить про відновлення синтезу білка в м'язах, а отже, і відновленні організму.

6. Висновок

У сучасній біохімії застосовуються безліч досліджень та методів контролю. Головне дотримуватися правильного харчування, рівномірних тренувань та час від часу перевіряти свій фізіологічний стан для запобігання поганих наслідків.

В наш час завдяки новітнім технологіям, можна визначити зміни в організмі і на скільки вони зашкодять нашому подальшому життю.

7. Список використаної літератури

1. Волков Н.И., Несен Є.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. 2000.

2. 3барський Б.І., Іванов І.І., Мардашев С.Р. Біологічна хімія, 4 видавництва, М., 1965.

3. Фердман Д.Л., Біохімія, 3 видавництва, М., 1966.

4. http://3w.ldufk.edu.ua/files/kafedry/biohim_gigieny/biokhim/lek/r_13.pdf.

Размещено на Allbest.ru