Биохимия организма

главная функция Ацетил-КоА— доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии

Белки
Белки – сложные азотсодержащие биополимеры, мономерами которых служат аминокислоты (органические соединения, содержащие карбоксильную и аминогруппы). Белки выполняют в организме пластические, каталитические, гормональные, транспортные и другие функции, а также обеспечивают специфичность.

Классификация по функции:
структурные белки (коллаген, кератин);
ферментативные (пепсин, амилаза);
транспортные (трансферрин, альбумин, гемоглобин);
резервно-пищевые (белки яиц и злаков);
сократительные и двигательные (актин, миозин);
защитные (иммуноглобулины, тромбин («ловушка»), фибриноген);
регуляторные (соматотропный гормон, адренокортикотропный гормон, инсулин).

По строению:

Аминокислоты
10 заменимых аминокислот (аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота (аспартат), глутаминовая кислота (глутамат), глутамин, глицин, тирозин, цистеин, пролин и серин) могут отсутствовать в рационе, так как способны образовываться из других веществ;
8 незаменимых аминокислот (треонин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан и валин);
2 условно-незаменимые - аргинин и гистидин, т.е. их синтез происходит в недостаточном количестве.

Цельный яичный белок имеет наивысшую усвояемость и считается эталонным, относительно которого оцениваются все остальные белки. Как известно, куриное яйцо состоит из белка, который практически на 100% состоит из альбумина и желтка, который содержит 7 различных белков. Но нежелательно употребление в пищу сырых куриных яиц, так как они содержат вещество значительно замедляющее процесс переваривания (ингибитор трипсина).

Азотистый баланс
Это соотношение поступившего в организм азота (в виде азота аминокислот) и выведенного из организма азота (в виде конечных продуктов обмена – мочевины и солей аммония).
Азотистый баланс = поступление N – выведение N
Бывает:
Отрицательный;
Равновесие;
Положительный.

в

Классификации вегетарианцев
Фрукторианцы – едят только сырые или сушёные фрукты, орехи, семена.
Веганы – едят только растительную пищу.
Оволактовегетарианцы – едят растительную пищу, молоко, яйца.
Вегетарианцы – не едят мясо, птицу, рыбу, а иногда и другие продукты животного происхождения.
Оксфордский обзор 2016 г. , в котором участвовало более 60000 челок, показывает, что нет разницы в общей смертности между вегетарианцами и мясоедами.

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)
АТФ (аденозинтрифосфат) – органическое соединение из группы нуклеозидтрифосфатов, играющее главную роль в целом ряде биохимических процессов, прежде всего в обеспечении клеток энергией.
Состоит из:
Азотистое основание (аденин);
Рибоза (углевод);
3 остатка фосфорной кислоты.

Гидролиз АТФ
Выделение энергии, которая используется организмом в самых разных целях, происходит в процессе гидролиза АТФ, приводящего к появлению одной или двух свободных молекул фосфорной кислоты.

Функции АТФ
Является универсальным хранителем и переносчиком энергии в клетке.
Практически все идущие в клетке биохимические реакции, которые требуют затрат энергии, в качестве ее источника используют АТФ.
Играет существенную роль в передаче сигнала между нервными клетками и других межклеточных взаимодействиях, в регуляции действия ферментов и гормонов. Является одним из исходных продуктов для синтеза протеинов.

Углеводы служат источником энергии в нашем организме, энергия нужна нам для движения, умственной работы, восстановления после физических нагрузок. Хотя в последнее время популярны низкоуглеводные диеты, наше тело предпочитает использовать в качестве энергии именно углеводы, а не жиры.
В организме человека свободная глюкоза в основном находится в крови, где ее содержание довольно постоянно и колеблется в узком диапазоне. А так же представлена в виде гликогена в печени 5-6% от общей массы органа и мышцах 2-3% от их массы.

Гидролиз сахарозы
Гидролиз лактозы

Гликоген
полисахарид, образованный остатками глюкозы, служит основным запасным углеводом и основной формой хранения глюкозы. Откладывается в виде гранул в цитоплазме в клетках многих типов (главным образом в клетках печени и мышц).

Гликоген
Мобилизация гликогена (гликогенолиз)
Резервы гликогена используются по-разному в зависимости от функциональных особенностей клетки.
Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Через 12-18 часов голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.
В мышцах количество гликогена снижается обычно только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной. Гликоген здесь используется для обеспечения глюкозой работы самих миоцитов. Здесь отсутствует глюкозо-6-фосфатаза, поэтому гликоген мышц не может быть источником глюкозы в крови. Таким образом, мышцы, как впрочем и остальные органы, используют гликоген только для собственных нужд.

«Сколько гликогена может принять мышца за раз? И как долго она его может усваивать?» (с)
В целом, скорость усвоения углеводов 40-50 грамм\час.
Мышцы задерживают 50-60 граммов гликогена или 12-15 грамм углеводов на 1 кг мышечной массы.

В состоянии покоя, поглощение глюкозы из тонкой кишки неактивно, но при этом уровень глюкозы в крови относительно постоянен. И это несмотря на то, что в состоянии покоя, организм использует около 10 г глюкозы в час, из которых примерно 5-6 г использует мозг. Остальные 4-5 г расходуются печенью, жиром и мышцами. Мозг расходует глюкозу всегда, вне зависимости от того, чем мы заняты, отдыхаем, гуляем, или сдаем экзамены.

Мышцы могут увеличивать оборот энергии в 18-20 раз под рабочими нагрузками, используя жирным кислоты и глюкозу в качестве субстратов для аэробного метаболизма и производства АТФ (для энергии). Тяжелая мышечная работа зависит от глюкозы для производства анаэробной энергии. Как видно из рисунка 2, несмотря на огромное увеличение количества глюкозы (46 г/час), взятой из крови работающими мышцами, уровень глюкозы в самой крови остается неизменным. Секреция инсулина снижается, увеличивается секреция глюкагона, что провоцирует печень расходовать гликоген, и начинать глюконеогенез. Таким образом, организм пытается создать необходимый баланс поглощения глюкозы мышцами. Отмечу, что мозг при этом расходует глюкозу все с той же скоростью, что и в состоянии покоя.
Чрезмерная тяжелая и продолжительная физическая работа может привести к резкому падению уровня сахара в крови. Марафонцы, лыжники и другие подобные спортсмены, используя свое тело в условиях максимальной производительности, иногда могут упасть без сил, не дойдя до финиша. Все потому, что глюконеогенез в печени не способен так быстро «поставлять» глюкозу в кровь, насколько быстро мышцы могут ее расходовать.
Поэтому, когда кончатся запасы гликогена, у любого человека будет всего два пути:
снизить физическую активность (скорость), для того, чтобы печень успевала поддерживать уровень сахара в крови;
случится гипогликемия, и человек упадет без сил.

Один прием пищи изменяет уровень сахара в крови. Обычный сбалансированный прием пищи содержит примерно 90г глюкозы, главным образом в виде полисахаридов, которые всасываются примерно в течение 120 минут. Глюкоза из пищи используется в качестве немедленного энергетического субстрата, и любой ее избыток будет храниться в виде гликогена. В случае избыточного питания (профицита калорий), избыток пойдет и в жировое депо.
После приема пищи, инсулин повышается, секреция глюкагона сводится к минимуму, и печень принимает глюкозу, которая потом хранится в виде гликогена для последующего использования, и вывода в кровь. Инсулин также стимулирует поглощение глюкозы и синтез гликогена в мышцах. При этом гликоген в мышцах никак не может выйти в кровь. Гликоген в мышцах используется исключительно для энергии при мышечной активности.
Мозг, как и прежде, поглощает свою «дозу» глюкозы.

Синтез и распад гликогена в печени
Мобилизация (распад) гликогена или гликогенолиз активируется при недостатке свободной глюкозы в клетке, а значит и в крови (голодание, мышечная работа). При этом уровень глюкозы крови "целенаправленно" поддерживает только печень, в которой имеется глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая фосфатный эфир глюкозы.

Регуляция синтеза и распада гликогена

Обмен липидов

ПНЖК
Метаанализ 2012 года, куда вошли 20 исследований на 68680 человеках, показал, что приём ПНЖК не снижает риска инфарктов, инсультов, общей и сердечной смертности.
Другой метаанализ, где исследовалась эффективность добавок для профилактики вторичных осложнений у людей с заболеваниями ССС, свидетельствует, что нет достаточных доказательств их действенности. Метаанализ базировался на 14 рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях с 20485 пациентами.
И последний метаанализ (2012) посвящен связи между потреблением рыбы и профилактикой цереброваскулярных заболеваний, в том числе инсультов (дает умеренный положительный эффект). При этом совсем необязательно, что он связан именно с омега-3 ЖК. Для пилюль такой связи не выявили.

Функции липидов
Резервно-энергетическая функция
Триацилглицеролы подкожного жира являются основным энергетическим резервом организма при голодании. В адипоцитах жиры могут составлять 65-85% веса. Для поперечно-полосатой мускулатуры, печени и почек они являются основным источником энергии.
Структурная функция
Мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным компонентом являются гликолипиды и холестерол.
Сигнальная функция
Гликолипиды выполняют рецепторные функции и задачи взаимодействия с другими клетками.
Защитная функция
Подкожный жир является хорошим термоизолирующим средством, наряду с брыжеечным (абдоминальным) жиром он обеспечивает механическую защиту внутренних органов.

Катаболизм жиров
Под влиянием симпатической нервной системы и адреналина жир выходит из жировых депо и поступает в кровь. Основные превращения происходят в печени, где жир распадается на глицерин и жирные кислоты.
Дальнейшее окисление жирных кислот происходит в митохондриях в два этапа. Окисление жиров происходит при обязательном использовании молекулярного кислорода, которого требуется намного больше по сравнению с окислением углеводов, т.к. в молекулах жирных кислот мало кислорода. Жирные кислоты окисляются до углекислого газа и воды.

Окисление жирных кислот
(β-окисление)
Это окисление 3-го углеродного атома жирной кислоты (β-положение) в карбоксильную группу для преобразования энергии, заключенной в жирных кислотах, в энергию связей АТФ.

Этапы β-окисления
Активация жирной кислоты;
Карнитин-зависимый транспорт жирных кислот в митохондрию;
После связывания с карнитином жирная кислота переносится через мембрану транслоказой. Здесь на внутренней стороне мембраны фермент карнитин-ацилтрансфераза II вновь образует ацил-SКоА который вступает на путь β-окисления.

Кетогенез

Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – нуклеиновая кислота, содержащая углеводный компонент дезоксирибозу.
РНК (рибонуклеиновая кислота) - нуклеиновая кислота, содержащая углеводный компонент рибозу.

ДНК, её состав
ДНК представляет собой двухцепочечный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие одно из азотистых оснований, дезоксирибозу и остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды ДНК: пуриновые основания аденин (А) и гуанин (Г) и пиримидиновые основания цитозин (Ц) и тимин (Т).

ДНК, её состав
Структурная организация
Полинуклеотидные цепи молекулы ДНК антипараллельны и соединены друг с другом водородными связями по принципу комплиментарности в двойную спираль.
Локализация в клетке
ДНК находится в ядре клетки в виде комплекса с ядерными белками (гистонами).
Биологическая роль
Функция у ДНК одна - хранение генетической информации.

РНК, её состав
Рибонуклеиновые кислоты представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар, рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований — аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплементарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил.
Все многообразие РНК, действующих в клетке, можно разделить на три основных вида: мРНК, тРНК, рРНК.

Типы РНК
Матричная (информационная) РНК — РНК, которая служит посредником при передаче информации, закодированной в ДНК к рибосомам, молекулярным машинам, синтезирующим белки живого организма. Информация о последовательности аминокислот белка содержится в мРНК.
Транспортные (тРНК) - переносят специфические аминокислоты в место синтеза пептидной связи в рибосоме.
Рибосомальные РНК (рРНК) — каталитическая составляющая рибосом. Рибосома присоединяется к мРНК и синтезирует белок.

Синтез ДНК и РНК
Транскрипция (переписывание) – это синтез РНК на матрице ДНК (перенос генетической информации с ДНК на РНК);
Трансляция (передача генетической информации) – механизм, с помощью которого последовательность РНК переводится в последовательность аминокислот белка.

Биосинтез белка
Первый этап – транскрипция. Для синтеза белка особое значение имеет синтез матричных или информационных РНК, так как здесь записана информация о будущем белке. Т. протекает в ядре клеток. Затем с помощью специальных ферментов, образовавшаяся матричная РНК перемещается в цитоплазму.
Второй этап – рекогниция. Аминокислоты избирательно связываются с своими переносчиками транспортными РНК (с помощью фермента амино-ацил – т-РНК синтетазы).
Третий этап – трансляция. Он происходит на рибосомах. Каждая рибосома состоит из двух частей – большой и малой субъединиц. Они состоят из рибосомных РНК и белков.

Особенности биосинтеза белков
1. Первичная структура белков формируется строго на основе данных записанных в молекулах ДНК и информационных РНК,
2. Высшие структуры белка (вторичная, третичная, четвертичная) возникают самопроизвольно на основе первичной структуры.
3. В некоторых случаях полипептидная цепь после завершения синтеза подвергается незначительной химической модификации, в результате чего в ней появляются некодируемые аминокислоты, не относящиеся к 20 обычным. Примером такого превращения является белок коллаген, где аминокислоты лизин и пролин превращаются в оксипролин и оксилизин.
4. Синтез белков в организме ускоряется соматотропным гормоном и гормоном тестостероном.
5. Синтез белков очень энергоемкий процесс, требующий огромного количества АТФ.
6. Многие антибиотики подавляют трансляцию.

Структуры белка

Витамины
Витамины – низкомолекулярные органические соединения различного строения.
Необходимые для поддержания жизненных функций организма. Витамины делят на водорастворимые и жирорастворимые, кроме того, в настоящее время выделяют энзимовитамины (В1, В2, РР, В6, В12, Н, пантотеновая и фолиевая кислота), гормоновитамины (А, Д, К), а также витамины-антиоксиданты или редокс-витамины (А, С, Е, липоевая кислота, биофлавоноиды, полифенолы).

Витамин Д
Кальциферолы (более 10 аналогов) являются ненасыщенными циклическими спиртами, близкими к стеринам. Витамин D3 синтезируется в организме человека в подкожной клетчатке из провитамина 7-дегидрохолестерина под действием ультрафиолетовых лучей. В печени он переходит в активную форму, поступает в почки и кишечник, где регулирует процессы выхода кальция в плазму крови.
Постоянное поступление витамина D в организм особенно важно для спортсменов-тяжелоатлетов, у которых скелет подвергается огромному напряжению.

Мифы
Метаанализ на базе 29 плацебо-контролируемых исследований, в которых приняло участие 11306 человек свидетельствует что аскорбиновая кислота не уменьшает заболеваемость ОРВИ в популяции. Единственный скромный эффект от постоянного приема витамина С – вы проболеете немного меньше. В одном исследовании людям давали витамин С, но между делом сообщали. Что ни получают плацебо. Оказалось, что меньше простужались люди из второй группы, которые на самом деле получали плацебо, но думали, что принимают витамин С.
И витамин С не предотвращает рак и сердечно-сосудистые заболевания.

На всасывание и усвоение питательных веществ влияет огромное количество факторов: от генетических особенностей до состояния ЖКТ!*
В когортном исследовании более 35 тысяч британских женщин учёные четко связали уровень запасов железа с генотипом.

Гормоны
Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции. Гормоны, или инкреты, характеризуются следующими основными свойствами:
Дистантный характер действия;
Специфичность действия гормонов;
Высокая биологическая активность гормонов;
Небольшой размер молекул гормонов;
Сравнительно быстрое разрушение гормонов тканями;
Отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности.

По структуре:
стероидные – гормоны, производные холестерина (гормоны половых желез и коры надпочечников);
полипептидные и белковые (инсулин, гормон роста, гонадотропины, АКТГ);
гормоны, производные аминокислоты тирозина (тироксин, трийодтиронин, адреналин и норадреналин).

Механизмы действия гормонов
Мембранный механизм. Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет её проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. В этом случае гормон выступает как эффектор транспортных средств мембраны. Такое действие оказывает инсулин, изменяя транспорт глюкозы. Но этот тип транспорта гормонов редко встречается в изолированном виде. Инсулин, например, обладает как мембранным, так и мембранно-внутриклеточным механизмом действия.

Механизмы действия гормонов
Гормоны, не проникающие в клетку, взаимодействуют с мембранными рецепторами (пептидные, белковые). Сигнал передается внутрь с помощью внутриклеточных посредников (вторичные мессенджеры). Основной конечный эффект – изменение активности ферментов.

Механизмы действия гормонов
Гормоны, проникающие в клетку (стероиды, тиреоидные). Их рецепторы находятся внутри клеток.

Гормоны поджелудочной железы

Кровь
Это жидкая ткань организма. Она состоит из:
плазмы (жидкая часть крови) – 55-60%;
Форменных элементов (лейкоциты, тромбоциты, эритроциты) – 40-45%.
Функции крови:
транспортная — доставка тканям различных веществ; за счет этого выполняются функции:
а) дыхательная;
б) питательная;
в) экскреторная;
г) регуляции постоянства температуры тела;
д) регуляторная — участие в гуморальной регуляции многих функций организма;
б. защитная — участие в фагоцитозе, образовании антител.

Состав крови

Форменные элементы крови

Основные виды лейкоцитов, их строение и функции
Нейтрофилы – 48-78% от общего числа лейкоцитов. Продолжительность жизни равно 8 суток. Основная функция— фагоцитоз микроорганизмов (микрофаги). В очаге воспаления убитые бактерии и погибшие нейтрофилы образуют гной.
Эозинофилы. Количество э. в крови составляет 0,5-5 % от общего числа лейкоцитов. Продолжительность жизни 8-14 дней. Антипаразитарная функция эозинофилов.
Базофилы. Количество базофилов в крови составляет 0—1 % от общего числа лейкоцитов. Базофилы опосредуют воспаление, реакции гиперчувствительности немедленного типа (например, при астме, анафилаксии, сыпи, которая может ассоциироваться с покраснением кожи). Базофилы образуются в костном мозге. Находятся в крови около 1—2сут.
Моноциты– самые крупные лейкоциты (диаметр 15 мкм), количество их составляет 2-9% от всех лейкоцитов. Продолжительность жизни 2- 4 суток. Главная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов – фагоцитоз.

Основные виды лейкоцитов, их строение и функции
Моноциты– самые крупные лейкоциты (диаметр 15 мкм), количество их составляет 2-9% от всех лейкоцитов. Продолжительность жизни 2- 4 суток. Главная функция моноцитов и образующихся из них макрофагов – фагоцитоз.
Лимфоциты- составляют 20-45% от общего числа лейкоцитов. Играют центральную роль во всех иммунологических реакциях. Продолжительность жизни достаточна велика, от нескольких месяцев до нескольких лет.
В – лимфоциты – (менее 10% лимфоцитов крови). Активизируются под действием антигена и дифференцируются в плазматические клетки, против конкретных антигенов соответствующие антитела.
Т – лимфоциты – (80% и более). Главная функция Т-лимфоцитов – участие в клеточном и гуморальном иммунитете. Т-лимфоциты уничтожают аномальные клетки своего организма, участвуют в аллергических реакциях, отторжении чужеродного трансплантата.

Функции Т - лимфоцитов.
Иммунологическая память.
Противовирусный иммунитет благодаря выработке интерферона.
Противотканный иммунитет благодаря лимфотоксинам (опухолевые, трансплантат ).
Регулируют фагоцитарную активность, в частности нейтрофилов.
1. Несут иммунологическую память, то есть не производят антител к тканям своего организма.
2. Обеспечивают специфический гуморальный иммунитет (образуются антитела - иммуноглобулины ).
3. Осуществляют противотканный иммунитет (производят лимфотоксин), уничтожают опухолевые и трансплантированные ткани.
4. Регулируют фагоцитарную активность нейтрофилов.
Функции В - лимфоцитов.

Мышечное волокно
Это структурная клеточная и физиологическая единица мышц; многоядерная клетка (миоцит).

Состав клетки
Сарколемма – оболочка, покрывающая мышечное волокно. Функции: защитная, транспортная, диффузная.
Саркоплазма – коллоидная белковая структура, окружающая миофибриллы, в которую вкраплены глыбки гликогена, жировые капли и некоторые другие включения. Функции: энергетическая.
Саркоплазматический ретикулум - мембранная органелла мышечных клеток, схожая с эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР) других клеток. Главная функция СР — запасание ионов кальция (Ca2+). Сеть трубочек, тянущуюся по всем мышечным клеткам, обвиваясь, но не контактируя непосредственно, вокруг миофибрилл.
Саркосомы (митохондрии) - энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для генерации электрического потенциала, синтеза АТФ и термогенеза.
Миоглобин — аналог гемоглобина эритроцитов, который также способен связывать и отдавать кислород. Миоглобин окрашивает мышечные волокна в красный цвет. В зависимости от содержания саркоплазмы (а, следовательно, и миоглобина), толщины и ферментного состава мышечные волокна делятся на красные и белые.

Гипертрофия
Это увеличение массы и объёма различных морфологических структур (внутриклеточные структуры/клетки/ткань/орган).
Как правило, она сопровождается усилением метаболизма, повышением энергопотребления и усилением функции гипертрофированной морфологической структуры.

Виды гипертрофий
Саркоплазматическая – утолщение мышечных волокон за счет саркоплазмы (несократительная часть мышечных волокон), в следствие этого происходит повышение запасов мышц: гликогена, КрФ, миоглобина, увеличение капилляров. Мало влияет на рост силы мышц, но повышает их выносливость (медленный тип волокон (I) и быстрые окислительные (IIA); небольшая силовая нагрузка с длительным выполнением: бегуны на средние и длинные дистанции).
Миофибриллярная – увеличение объёма мышечных волокон за счёт увеличения количества и объема миофибрилл. При этом возрастает плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне, характеризуется сухой мускулатурой (IIB быстрый тип волокон; более 70% от максимума: пауэрлифтинг, армрестлинг).

ТИПЫ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН
Медленные окислительные, неутомляемые - тип I (красные)
Быстрые гликолитические – тип II (белые)
Быстрые окислительно-гликолитические, устойчивые к утомлению - тип IIа
Быстрые гликолитические, легкоутомляемые - тип IIb

Характеристика мышечных волокон.

Миофибриллы
Миофибрилла – нитевидное образование, состоящее из саркомеров.
Саркомер – сократительная единица поперечнополосатых мышц, представляющая собой комплекс нескольких белков, состоящий из трёх разных систем волокон.
В состав саркомеров входят толстые миозиновые миофиламенты и тонкие актиновые миофиламенты.
Границы между саркомерами (Z-диски) состоят из особых белков, к которым крепятся концы актиновых филаментов.
Тропонин и тропомиозин – регуляторные белки актина.

Состояние мышечного волокна
В покое:
Ca2+ находится в покое;
Головки миозина не прикреплены к актину;
Тропомиозин с тропонином препятствуют взаимодействию миозиновой головки с актином.
Сокращение (инициируется нервными импульсами):
Ca2+ выходит из депо;
Ca2+ связывается с тропонином;
Тропонинтропомиозиновый комплекс разрушается;
С головки миозина выходит АТФ;
Отрыв PO4³ ˉ обеспечивает возможность прикрепления головки миозина к актину.
Расслабление:
АТФ транспортирует Ca2+ в депо;
Тропонин восстанавливает исходную конформацию;
Тропонин присоединяется к тропомиозину, место связывания миозина с актином блокируется;
Головка миозина отсоединяется от актина.

Покой Сокращение
Тропонин
Тропомиозин
Ca2+
Миозин
Тропонин
Тропомиозин
Ca2+
Миозин
В депо
АТФ

Ресинтез АТФ – восстановление запасов АТФ
Митохондрии –
энергетические центры.
В митохондриях происходит
окисление глюкозы, гликогена,
липидов – реакции
окислительного
фосфорилирования

Критерии оценки механизмов энергообеспечения мышечной деятельности

Ресинтез АТФ
анаэробный без О2
фосфагенная
КрФ+АДФ→АТФ+Кр
гликолитическая
С6Н12О6+2АДФ+2Ф→
2АТФ+2С3Н6О3
аэробный с О2
липолитическая
жир+130АДФ+130Ф+23О2→
130АТФ+146Н2О+16СО2
Гликолитическая
С6Н12О6+38АДФ+38Ф+6О2→
38АТФ+6Н2О+6СО2

Ресинтез АТФ
анаэробный без О2
КрФ+АДФ→АТФ+Кр
С6Н12О6+2АДФ+2Ф→
2АТФ+2С3Н6О3
аэробный с О2
жир+130АДФ+130Ф+23О2→
130АТФ+146Н2О+16СО2
С6Н12О6+38АДФ+38Ф+6О2→
38АТФ+6Н2О+6СО2

субстраты
анаэробный без О2
фосфагенная
КрФ+АДФ→АТФ+Кр
гликолитическая
С6Н12О6+2АДФ+2Ф→
2АТФ+2С3Н6О3
аэробный с О2
липолитическая
жир+130АДФ+130Ф+23О2→
130АТФ+146Н2О+16СО2
гликолитическая
С6Н12О6+38АДФ+38Ф+6О2→
38АТФ+6Н2О+6СО2

анаэробный без О2
фосфагенная
КрФ+АДФ→АТФ+Кр
гликолитическая
С6Н12О6+2АДФ+2Ф→
2АТФ+2С3Н6О3
аэробный с О2
липолитическая
жир+130АДФ+130Ф+23О2→
130АТФ+146Н2О+16СО2
гликолитическая
С6Н12О6+38АДФ+38Ф+6О2→
38АТФ+6Н2О+6СО2

фосфагенная
с первых секунд
гликолити-ческая
20-40′′
гликолити-ческая
1,5-3′
липолитическая
20-30′
анаэробный - без О2
аэробный – с О2
Длительность выхода на оптимальный уровень продуцирования АТФ
Время удержания работоспособности на уровне max мощности, с
фосфагенная
6-10
гликолити-ческая
60-90
аэробная
340-600

фосфагенная
с первых секунд
гликолити-ческая
20-40′′
гликолити-ческая
1,5-3′
липолитическая
20-30′
анаэробный - без О2
аэробный – с О2
Длительность выхода на оптимальный уровень продуцирования АТФ
Время удержания работоспособности на уровне max мощности, с
фосфагенная
6-10
гликолити-ческая
60-90
аэробная
340-600

Пульсовые зоны

«Правда ли, что если во время кардио поддерживать пульс в зоне жиросжигания, то мы израсходуем больше калорий (похудеем и т.п.)?»
Она значит, что окисление жиров усиливается. Более интенсивная работа сожжёт больше калорий, чем работа в этой зоне.

Отставленное восстановление. Суперкомпенсация
Отставленное восстановление связано с восполнением запасов гликогена, жиров и белков. Собственно синтезы этих веществ и составляют биохимическую сущность этих процессов.

Синтез гликогена протекает в мышцах и в печени, причем в первую очередь накапливается мышечный гликоген. Синтез гликогена происходит, главным образом, из глюкозы, поступающей с пищей. Предельное восстановление в организме запасов гликогена составляет 24-36 часов.

Синтез жиров осуществляется в жировой ткани. Вначале образуются глицерин и жирные кислоты, затем они соединяются в молекулу жира. Жир также образуется в стенке тонкой кишки путем ресинтеза из продуктов переваривания жира пищи. С током лимфы, а затем крови ресинтезированный жир поступает в жировую ткань. Для восполнения запасов жира необходимо не более 36-48 часов.

Отставленное восстановление также включает и восстановление поврежденных внутриклеточных структур. Это касается миофибрилл, митохондрий, различных клеточных мембран. По времени это самый длительный процесс, требующий от 72 до 96 часов.

Все биохимические процессы, составляющие отставленное восстановление протекают с потреблением энергии, источником которой являются молекулы АТФ, возникающие за счет окислительного фосфорилирования. Поэтому для фазы отставленного восстановления характерно несколько повышенное потребление кислорода, но не такое выраженное, как при срочном восстановлении.

Важной особенностью отставленного восстановления является наличие сверхвосстановления или суперкомпенсации. Суть этого явления заключается в том, что вещества, разрушенные при работе, во время восстановления синтезируются в больших концентрациях по сравнению с их предрабочим уровнем.

К сожалению, суперкомпенсация носит временный характер. Затем уровень работоспособности возвращается к исходному. Однако, если суперкомпенсация возникает часто, то это ведет к постепенному повышению исходного уровня. Так вот, показано, что уровень работоспособности напрямую связан с концентрацией гликогена в мышцах.

Основной причиной суперкомпенсации является повышенное содержание в крови гормонов, влияющих на синтетические процессы. Время наступления суперкомпенсации зависит от скорости распада веществ при работе: чем выше скорость расщепления какого-либо вещества во время работы, тем быстрее происходит его синтез при восстановлении и раньше наступает суперкомпенсация.

Высота суперкомпенсации определяется глубиной распада веществ при работе. Чем глубже распад вещества при работе, тем более выражена и выше суперкомпенсация. Эта особенность суперкомпенсации заставляет тренеров применять на тренировках упражнения высокой мощности и продолжительности, чтобы вызвать в организме спортсмена достаточно глубокий распад тех веществ, от содержания которых значительно зависит работоспособность.

Для спортсмена суперкомпенсация имеет исключительное значение. На высоте суперкомпенсации существенно возрастают все качества двигательной деятельности, что, несомненно, способствует росту спортивных результатов.

Срочная и долговременная адаптация
Адаптация — это способность организма приспосабливаться к внешней среде или изменениям в самом организме. Различают процесс и состояние адаптации.
Состояние адаптации — это состоявшаяся физиологическая адаптация. Оно характеризуется устойчивым уровнем активности и взаимосвязи систем органов, тканей и механизмов регуляции, обеспечивающих нормальный уровень жизнедеятельности организма в новых условиях внешней и внутренней среды. Это состояние достигается в течение определенного времени, за которое происходит адаптация.
По срокам возникновения различают срочную (быструю, незавершенную) и долговременную (медленную, завершенную) фазы адаптации

Срочная адаптация
это реакция организма на действующий раздражитель. Ее реализация происходит на основе сформировавшихся ранее физиологических механизмов. Адаптация реализуется «с места» и не является совершенной. Примером срочной адаптации являются физиологические реакции организма на выполнение физической нагрузки: повышение ЧСС, ЧД, АД и других показателей. Работа требует затрат энергии, и для ее реализации усиливается деятельность вегетативных систем.

Долговременная адаптация
возникает в результате многократного влияния фактора, то есть многократной реализации срочной адаптации. Вследствие постепенного количественного накопления изменений организм приобретает новое качество — превращается в адаптированный, и потому одни и те же движения выполняются экономнее, эффективнее, а максимальная работа выводит организм на более высокий уровень функционирования.

Тренировочный эффект
В спортивной практике для оценки влияния тренировочного процесса на формирование адаптации к мышечной работе используются 3 разновидности тренировочного эффекта:
срочный - характеризует срочную адаптацию;
отставленный – биохимические изменения, возникающие в организме спортсмена в ближайшие дни после тренировки, т. е. в период отставленного восстановления. Главным проявлением отставленного тренировочного эффекта является суперкомпенсация веществ, используемых во время физической работы (мышечные белки, КрФ, гликоген мышц и печени).
Кумулятивный – биохимические сдвиги, постепенно накапливающиеся в организме спортсмена в процессе длительных тренировок. В частности, кумулятивным эффектом можно считать прирост в ходе длительных тренировок показателей срочного и отставленного эффектов. Кумулятивный эффект обладает специфичностью, его проявление в большей мере зависит от характера тренировочных нагрузок.

Биохимические основы скоростных и силовых качеств
Физическими качествами человека, проявляющимися при мышечной деятельности, являются скоростно-силовые качества, важнейшие из них – это сила, скорость и мощность развиваемого усилия.
Скоростно-силовые качества спортсмена предопределяются генетическими структурными факторами, в частности, длиной саркомеров в миофибриллах, содержанием быстро и медленно сокращающихся волокон в мышцах.

Биохимические основы питания
Под питанием обычно понимается поступление пищи в организм, расщепление пищевых веществ и последующее их всасывание.

Принципы рационального питания
Рациональное питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека в тех или иных условиях, а также всеми необходимыми микро- и макронутриентами в полном объеме.
Принципы:
Энергетическая ценность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим затратам организма.
Пищевой рацион должен быть сбалансирован по важнейшим пищевым компонентам, то есть должен содержать белки, жиры и углеводы в строго определенной пропорции.
Пищевой рацион должен содержать адекватное количество витаминов и минеральных веществ.
Пищевой рацион должен содержать балластные вещества.
Должен соблюдаться режим питания.

Принципы, лежащие в основе построения диет
В основе построения диет лежат все физиологические процессы, происходящие в организме. Для оказания лечебного воздействия необходимо руководствоваться определенными принципами:
1. Калорийность пищи;
2. Химический состав пищи;
3. Разнообразные физические свойства пищи, ее объем, консистенция, температура;
4. Режим питания.