Реферат
з біохімії
на тему:
"Біохімічні зрушення в організмі при м'язовій роботі"
Будь-яка фізична робота супроводжується зміною швидкості метаболічних процесів в організмі, появою біохімічних зрушень в працюючих м'язах, у внутрішніх органах і в крові.
В основі всіх біохімічних змін, що виникають при роботі, лежить зміна спрямованості метаболізму. При виконанні фізичного навантаження в організмі підвищується швидкість катаболічних процесів, що супроводжуються виділенням енергії і синтезом АТФ, при одночасному зниженні швидкості анаболізму, що споживає значну кількість АТФ для забезпечення різних синтезів. Така зміна спрямованості метаболізму призводить до поліпшення енергозабезпечення працюючих м'язів, до підвищення потужності і тривалості роботи.
Необхідна перебудова метаболізму під час м'язової діяльності відбувається під впливом нервово-гормональної регуляції. Ця регуляція, що сформувалася в процесі тривалої еволюції тваринного світу, призначена для створення м'язам оптимальних умов при виконанні ними скорочувальної функції.
Основні механізми нервово-гормональної регуляції м'язової діяльності
При м'язовій роботі підвищується тонус симпатичного відділу вегетативної нервової системи, иннервирующий внутрішні органи і м'язи.
У легенях під впливом симпатичних імпульсів підвищується частота дихання і відбувається розширення бронхів. В результаті збільшується легенева вентиляція, що в результаті призводить до поліпшення забезпечення організму киснем.
Під впливом симпатичної нервової системи також підвищується частота серцевих скорочень, наслідком чого є збільшення швидкості кровотоку і поліпшення постачання органів, і в першу чергу м'язів, киснем і живильними речовинами. Цьому також сприяє розширення кровоносних судин у м'язах під впливом симпатичних імпульсів.
Важливе значення для здійснення м'язової роботи має і Посилення потовиділення, яке викликається симпатичної нервової системою. Таке вплив спрямований на звільнення організму від надлишкової теплової енергії.
Під дією симпатичної нервової системи знижується кровопостачання нирок, що веде до зменшення діурезу. У кишечнику сповільнюється перистальтика і внаслідок зниження швидкості кровообігу погіршується всмоктування продуктів переварювання. Ці зміни сприятливі для м'язової діяльності, оскільки функціонування нирок і кишечника споживає багато енергії.
У жировій тканині імпульси симпатичної нервової системи викликають підвищення проникності клітинних мембран, що призводить до мобілізації жиру, тобто до виходу жиру з жирових депо в кров з подальшим підвищенням його концентрації в плазмі крові. Оскільки жир володіє великим запасом енергії, збільшення його вмісту в крові слід розглядати як сприятливий зміна, спрямоване на підвищення енергозабезпечення м'язів.
Дуже важливу роль у перебудові організму під час м'язової роботи виконують гормони. При м'язової діяльності спостерігається виділення в кров'яне русло багатьох гормонів. Проте найбільший внесок у функціональну та біохімічну перебудову організму вносять гормони надниркових залоз.
Мозковий шар надниркових залоз виробляє два гормони - адреналін і норадреналін, причому значно переважає адреналін. Обидва гормону часто об'єднують загальним терміном катехоламіни. Виділення гормонів мозкового шару в кров відбувається при різних емоціях, і тому адреналін називають гормоном емоцій або гормоном стресу. У тварин стрес є першою реакцією організму на будь-яку небезпеку, яка потім усувається, як правило, за рахунок м'язових зусиль. Звідси випливає біологічна роль адреналіну-створення оптимальних умов для виконання м'язової роботи великої потужності і тривалості шляхом впливу на фізіологічні функції і метаболізм.
Механізми дії адреналіну і норадреналіну близькі, хоча і є певні відмінності. Цікаво відзначити, що біологічні ефекти, викликані катехоламинами, схожі з дією симпатичної нервової системи. Це пояснюється тим, що в закінченнях симпатичних нервів у якості медіатора виділяється норадреналін.
Найбільш важливі механізми дії цих гормонів наступні.
Потрапляючи з кров'ю в легені, катехоламіни дублюють дію симпатичних імпульсів. Вони також викликають підвищення частоти дихання і розширення бронхів, що призводить до збільшення легеневої вентиляції і поліпшення постачання організму киснем.
Під впливом адреналіну значно підвищується частота серцевих скорочень, а також збільшується їх сила, що сприяє еше більшого зростання швидкості кровообігу.
Ще одна важлива зміна в організмі, викликаного адреналіном,-перерозподіл крові в судинному руслі. Під впливом адреналіну розширюються кровоносні судини органів, які беруть участь у забезпеченні м'язової діяльності, і одночасно звужуються судини органів, які не беруть прямої участі в забезпеченні функціонування м'язів. У результаті такого впливу значно поліпшується кровопостачання м'язів і внутрішніх органів, що мають відношення до виконання м'язової роботи.
У печінці під впливом адреналіну прискорюється розпад глікогену до глюкози, яка потім виходить в кров. У результаті виникає емоційна гіперглікемія, що сприяє кращому забезпеченню глюкозою як джерелом енергії функціонуючих органів. У спортсменів гіперглікемія може виникати ще до початку м'язової роботи, в передстартовому стані.
У жировій тканині катехоламіни активують фермент ліпазу, що призводить до прискорення розщеплення жиру на гліцерин і жирні кислоти. Утворилися продукти розпаду жиру порівняно легко потрапляють в печінку, скелетні м'язи і міокард. У скелетних м'язах та міокарді гліцерин і жирні кислоти використовуються як джерело енергії. У печінці з гліцерину може синтезуватися глюкоза, а жирні кислоти перетворюються на кетонові тіла. Більш докладно ці перетворення будуть описані нижче.
Ще однією, причому дуже важливою, мішенню катехоламінів є скелетні м'язи. Під дією адреналіну в м'язах посилюється розпад глікогену, але вільна глюкоза не утворюється. У залежності від характеру роботи глікоген перетворюється або на молочну кислоту, або на вуглекислий газ і воду. У будь-якому випадку за рахунок прискореного розщеплення глікогену поліпшується енергозабезпечення м'язової роботи.
Корковий шар надниркових залоз продукує гормони стероїдної природи під загальною назвою кортикостероїди. За біологічній дії кортикостероїди поділяються на глюкокортикоїди та мінералокортикоїди. Для регуляції метаболізму під час виконання фізичних навантажень більше значення мають глюкокортикоїди, головними з яких є кортизол, кортизон і кортикостерон.
Ці гормони діють наступним чином.
Глюкокортикоїди пригнічують гексокінази - фермент, що каталізує перехід глюкози в глюкозо-6-фосфат. З цієї реакції в організмі починаються всі перетворення глюкози. Тому глюкокортикоїди гальмують будь-яке використання глюкози клітинами організму, що призводить до накопичення її в крові. Можна припустити, що винятком із цього правила є мозок, в який глюкокортикоїди, мабуть, не потрапляють через наявність гематоенцефалічного бар'єру. Мозок виявляється в більш вигідному становищі в порівнянні з іншими органами, оскільки подібний механізм регуляції дозволяє використовувати глюкозу крові переважно для живлення нервових клітин і довше підтримувати в крові достатній рівень глюкози. Це має для мозку виключно важливе значення, оскільки нервові клітини в якості джерела енергії споживають в основному глюкозу.
Глюкокортикоїди гальмують анаболічні процеси, в першу чергу синтез білків. На перший погляд для організму такий механізм дії повинен бути несприятливим, тому що білки виконують багато життєво важливі функції. Однак якщо врахувати, що синтез білків - це енергоємний процес, що споживає значну кількість АТФ і, отже, що є конкурентом м'язового скорочення і розслаблення у використанні АТФ, то стає ясно, що гальмування синтезу білків під час виконання фізичних навантажень дозволяє поліпшити енергозабезпечення м'язової діяльності.
Ще один механізм дії глюкокортикоїдів полягає у стимулюванні ними глюконеогенезу - синтезу глюкози з неуглеводов. Під час м'язової роботи глюконеогенез протікає в печінці. Зазвичай глюкоза синтезується з амінокислот, гліцерину та молочної кислоти. За допомогою цього процесу вдається підтримувати в крові необхідну концентрацію глюкози, що дуже важливо для живлення мозку.
Біохімічні зміни в скелетних м'язах
При виконанні фізичної роботи в м'язах відбуваються глибокі зміни, зумовлені перш за все інтенсифікацією процесів ресинтезу АТФ.
Використання креатинфосфату в якості джерела енергії призводить до зниження його концентрації в м'язових клітинах і накопичення в них креатину.
Практично при будь-якій роботі для отримання АТФ використовується м'язовий глікоген. Тому його концентрація в м'язах знижується незалежно від характеру роботи. При виконанні інтенсивних навантажень у м'язах спостерігається швидке зменшення запасів глікогену і одночасне утворення і накопичення молочної кислоти. За рахунок накопичення молочної кислоти підвищується кислотність всередині м'язових клітин. Збільшення вмісту лактату в м'язових клітинах викликає також підвищення в них осмотичного тиску, внаслідок чого в міоцити з капілярів і міжклітинних просторів надходить вода і розвивається набухання м'язів.
Тривала м'язова робота невеликої потужності викликає плавне зниження концентрації глікогену в м'язах. У даному випадку розпад глікогену протікає аеробно, з споживанням кисню. Кінцеві продукти такого розпаду - вуглекислий газ і вода - видаляються з м'язових клітин у кров. Тому після виконання роботи помірної потужності в м'язах виявляється зменшення вмісту глікогену без накопичення лактату.
Ще одна важлива зміна, що виникає в працюючих м'язах,-підвищення швидкості розпаду білків. Особливо прискорюється розпад білків при виконанні силових вправ, причому це торкається в першу чергу скоротливі білки, що входять до складу міофіб-Рилла. Унаслідок розпаду білків у м'язових клітинах підвищується вміст вільних амінокислот і продуктів їх подальшого розщеплення - кетокислот та аміаку.
Іншим характерним зміною, що викликається м'язової діяльністю, є зниження активності ферментів м'язових клітин. Однією з причин зменшення ферментативної активності може бути підвищена кислотність, викликана накопиченням в м'язах лактату.
І нарешті, м'язова діяльність може призвести до пошкоджень внутрішньоклітинних структур - міофібрил, мітохондрій, різноманітних біомембран. Так, пошкодження мембран саркоплазматичного ретикулуму веде до порушення провадження нервового імпульсу до цистерн, що містить іони кальцію. Порушення цілісності сарколеми супроводжується втратою м'язами багатьох важливих речовин, у тому числі ферментів, які через пошкоджену антисарколемальних йдуть з м'язових клітин в лімфу і кров.
Пошкодження мембран також негативно впливає на активність іммобілізованих ферментів, тобто ферментів, вбудованих у мембрани. Ці ферменти можуть повноцінно функціонувати тільки при Наявності неушкодженою, цілісної мембрани. Наприклад, при м'язовій роботі може знижуватися активність кальцієвого насоса-ферменту, вбудованого в мембрану цистерн і забезпечує транспорт іонів кальцію з саркоплазмою всередину цистерн. Інший Приклад: при тривалій фізичній роботі зменшується активність ферментів тканинного дихання, локалізованих у внутрішній мембрані мітохондрій.
Біохімічні зрушення в головному мозку
Під час м'язової діяльності в мотонейронах кори головного мозку відбувається формування та подальша передача рухового нервового імпульсу. Обидва ці процесу - формування та передача нервового імпульсу - здійснюються з споживанням енергії молекул АТФ. Освіта АТФ в нервових клітинах відбувається аеробно, шляхом окисного фосфорилювання. Тому при м'язовій роботі збільшується споживання мозком кисню з крові, що протікає. Іншою особливістю енергетичного обміну в нейронах є те, що основним субстратом окислення є глюкоза, що надходить з потоком крові.
У зв'язку з такою специфікою енергопостачання нервових клітин будь-яке порушення постачання мозку киснем або глюкозою неминуче веде до зниження його функціональної активності, що у спортсменів може виявлятися у формі запаморочення або непритомного стану.
Біохімічні зрушення в міокарді
Під час м'язової діяльності відбувається посилення і почастішання серцевих скорочень, що вимагає більшої кількості енергії в порівнянні зі станом спокою. Однак енергозабезпечення серцевого м'яза здійснюється головним чином за рахунок аеробного ресинтезу АТФ. Анаеробні шляху ресинтезу АТФ включаються лише при дуже інтенсивній роботі.
Великі можливості аеробного енергозабезпечення в міокарді зумовлені особливістю будови цієї м'язи. На відміну від скелетних м'язів у серцевому є більш розвинена, густа мережа капілярів, що дозволяє витягувати з крові, що протікає більше кисню і субстратів окислення. Крім того, в клітинах міокарда є більше мітохондрій, що містять ферменти тканинного дихання. В якості джерел енергії міокард використовує різні речовини, що доставляються кров'ю: глюкозу, жирні кислоти, кетонові тіла, гліцерин. Власні запаси глікогену практично не використовуються; вони необхідні для енергозабезпечення міокарда при виснажують навантаженнях.
Під час інтенсивної роботи, яка супроводжується збільшенням концентрації лактату в крові, міокард витягує з крові лактат і окисляє його до вуглекислого газу і води. При окисленні однієї молекули молочної кислоти синтезується до 18 молекул АТФ. Здатність міокарда окисляти лактат має велике біологічне значення. Використання лактату в якості джерела енергії дозволяє довше підтримувати в крові необхідну концентрацію глюкози, що дуже істотно для біоенергетики нервових клітин, для яких глюкоза є майже єдиним субстратом окислення. Окислення лактату в серцевому м'язі також сприяє нормалізації кислотно-лужного балансу, так як при цьому в крові знижується концентрація цієї кислоти.
Біохімічні зрушення в печінці
При м'язовій діяльності активуються функції печінки, спрямовані переважно на поліпшення забезпечення працюючих м'язів внемишечнимі джерелами енергії, які переносяться кров'ю. Нижче описані найбільш важливі біохімічні процеси, що протікають в печінці під час роботи.
1. Під впливом адреналіну підвищується швидкість глюкогенеза-розпаду глікогену з утворенням вільної глюкози. Новоутворена глюкоза виходить з клітин печінки в кров, що приводить до зростання її концентрації в крові - до гіперглікемії. При цьому знижується вміст глікогену. Найбільш висока швидкість глюкогенеза в печінці відзначається на початку роботи, коли запаси глікогену ще високі.
2. Під час виконання фізичних навантажень клітини печінки активно беруть із крові жир і жирні кислоти, вміст яких в крові зростає внаслідок мобілізації жиру з жирових депо. Вступник в печінкові клітини жир відразу ж піддається гідролізу і перетворюється на гліцерин і жирні кислоти. Далі жирні кислоти шляхом Р-окислення розщеплюються до ацетил-КоА, з якого потім утворюються кетонові тіла - ацетооцтова і Р-оксимасляная кислоти. Синтез кетонових тіл зазвичай називається кетогенезу. Кетонові тіла є важливими джерелами енергії. З током крові вони переносяться з печінки в працюючі органи - міокард та скелетні м'язи. У цих органах кетонові тіла знову перетворюються на ацетил-КоА, який відразу ж аеробно окислюється в циклі Кребса до Вуглекислого газу і води з виділенням великої кількості енергії.
3. Ще один біохімічний процес, що протікає в печінці під в ремя роботи, - глюконеогенез. Вже зазначалося, що цей процес Ініціюється глюкокортикоїдами. За рахунок глюконеогенезу в клітинах Печінки з гліцерину, амінокислот і лактату здійснюється синтез г люкози. Цей процес йде з витратою енергії АТФ. Зазвичай глюконеогенез протікає при тривалій роботі, що веде до зниження концентрації глюкози в кров'яному руслі. Завдяки глюконеогенезу організму вдається підтримувати в крові необхідний рівень глюкози.
4. При фізичній роботі посилюється розпад м'язових білків, що приводить до утворення вільних амінокислот, які далі де-замініруются, виділяючи NH 3. Аміак є клітинною отрутою, його знешкодження відбувається в печінці, де він перетворюється на сечовину. Синтез сечовини вимагає значної кількості енергії. При виснажують навантаженнях, невідповідних функціональному стану організму, печінка може не справлятися із знешкодженням аміаку, в цьому випадку виникає інтоксикація організму цією отрутою, яка веде до зниження працездатності.
Біохімічні зрушення в крові
Зміни хімічного складу крові є відображенням тих біохімічних зрушень, які виникають при м'язовій діяльності в різних внутрішніх органах, скелетних м'язах та міокарді. Тому на підставі аналізу хімічного складу крові можна оцінити біохімічні процеси, що протікають під час роботи. Це має велике практичне значення, так як з усіх тканин організму кров найбільш доступна для дослідження.
Біохімічні зрушення, що спостерігаються в крові, в значній мірі залежать від характеру роботи, і тому їх аналіз слід проводити з урахуванням потужності і тривалості виконаних навантажень.
При виконанні м'язової роботи в крові найчастіше виявляються наступні зміни:
1. Підвищення концентрації білків у плазмі крові. Це відбувається з двох причин. По-перше, посилене потовиділення приводить до зменшення вмісту води в плазмі крові і, отже, до її згущування, в результаті чого зростають концентрації всіх компонентів плазми, у тому числі білків. По-друге, внаслідок пошкодження клітинних мембран спостерігається вихід внутрішньоклітинних білків у плазму крові. Однак при дуже тривалій роботі можливе зниження концентрації білків плазми. У цьому випадку частина білків з кров'яного русла переходить в сечу, а інша частина використовується в якості джерел енергії.
2. Зміна концентрації глюкози в крові під час роботи характеризується фазністю. На початку роботи зазвичай рівень глюкози в крові зростає. Це пояснюється тим, що на початку роботи в печінці є великі запаси глікогену і глюкогенез протікає з високою швидкістю. З іншого боку, на початку роботи м'язи теж володіють значними запасами глікогену, які вони використовують для свого енергозабезпечення, і тому не витягують глюкозу з кров'яного русла. По мірі виконання роботи знижується вміст глікогену як у печінці, так і в м'язах. У зв'язку з цим печінку направляє все менше і менше глюкози в кров, а м'язи, навпаки, починають більшою мірою використовувати глюкозу крові для отримання енергії. При тривалій роботі часто спостерігається зниження концентрації глюкози в крові, що обумовлено виснаженням запасів глікогену і в печінці, і в м'язах.
3. Підвищення концентрації лактату в крові спостерігається практично при будь-якої спортивної діяльності, проте ступінь зростання концентрації лактату в значній мірі залежить від характеру виконаної роботи і тренованості спортсмена. Найбільший підйом рівня лактату в крові відзначається при виконанні фізичних навантажень в зоні субмаксимальної потужності, тому що в цьому випадку головним джерелом енергії для працюючих м'язів є анаеробний гліколіз, що призводить до утворення та накопичення молочної кислоти.
У спокої, до роботи вміст лактату в крові дорівнює 1-2 ммоль / л. Після роботи «до відмови» в зоні субмаксимальної потужності у спортсменів середньої кваліфікації концентрація лактату в крові збільшується до 8-10 ммоль / л, у високотренірованних це зростання може досягати 18-20 ммоль / л і вище. У літературі описані випадки підвищення лактату в крові у дуже добре підготовлених спортсменів до 30-32 ммоль / л.
При проведенні аналізу крові на вміст лактату необхідно враховувати, що збільшення його концентрації в крові відбувається не відразу, а через кілька хвилин після закінчення роботи. Тому забір крові слід робити приблизно через 5 хв після завершення навантаження. При взяття крові в більш пізні терміни концентрація лактату виявиться заниженою, тому що частина його буде вилучено з кров'яного русла клітинами міокарда та печінки.
4. Водневий показник. Утворений при інтенсивній роботі лактат є сильною кислотою і його надходження в кров'яне русло має вести до підвищення кислотності крові. Однак перші порції лактату, диффундирующие з м'язів у кров'яне русло, нейтралізуються буферними системами крові. Надалі, у міру вичерпання ємності буферних систем, спостерігається підвищення кислотності Крові, виникає так званий некомпенсований ацидоз. У спокої значення рН венозної крові одно 7,35-7,36. При м'язовій роботі внаслідок накопичення в крові лактату, величина рН зменшується. При виконанні фізичних вправ субмаксимальної потужності РН знижується у спортсменів середньої кваліфікації до 7,1-7,2, а у спортсменів світового класу зниження водневого показника може бути до 6,8.
5. Підвищення концентрації вільних жирних кислот і кетонових тіл спостерігається при тривалій м'язовій роботі внаслідок мобілізації жиру з жирових депо і наступним кетогенез в печінці. Збільшення концентрації кетонових тіл також викликає підвищення кислотності і зниження рН крові.
6. Сечовина. При короткочасній роботі концентрація сечовини в крові збільшується незначно, а при тривалій фізичній роботі рівень сечовини в крові може зрости в 4-5 разів. Причиною збільшення вмісту сечовини в крові є посилення катаболізму білків під впливом фізичних навантажень, особливо силового характеру. Розпад білків, у свою чергу, веде до накопичення вільних амінокислот, при розпаді яких утворюється у великій кількості аміак. У печінці більша частина утворився аміаку перетворюється на сечовину.
Біохімічні зрушення в сечі
Виконання фізичних навантажень приводить також до значних зрушень у хімічному складі сечі й істотно впливає на її фізико-хімічні властивості.
Після завершення м'язової роботи найбільш характерним є поява в сечі хімічних речовин, які в спокої практично відсутні. Ці сполуки часто називають патологічними компонентами, так як вони з'являються в сечі не тільки після фізичних навантажень, але і при ряді захворювань. У спортсменів після виконання тренувальних або змагальних навантажень в сечі виявляються наступні патологічні компоненти:
1. Білок. У здорової людини, яка не займається спортом, у добу виділяється не більше 100 мг білка. Тому в порціях сечі, взятих для аналізу до тренування, звичайними методами білок не виявляється. Після виконання м'язової роботи відзначається значне виділення з сечею білка. Це явище носить назву протеїнурія. Особливо виражена протеїнурія спостерігається після надмірних навантажень, не відповідають функціональним станом спортсмена. Ймовірними причинами протеїнурії є пошкодження ниркових мембран, що виникає під впливом м'язових навантажень, а також поява в крові під час фізичної роботи продуктів деградації тканинних білків - різних поліпептидів, легко проходять через нирковий фільтр з кров'яного русла в склад сечі.
2. Глюкоза. У порціях сечі, отриманих до виконання фізичного навантаження, глюкоза практично відсутня. Після завершення тренування в сечі спортсменів загальноприйнятими методиками нерідко виявляється значний вміст глюкози, що може бути зумовлено двома основними причинами. По-перше, як вже зазначалося, при виконанні фізичних вправ у крові підвищується рівень глюкози і він може перевищити нирковий поріг, внаслідок чого частина глюкози не буде піддаватися зворотному всмоктуванню в звивистих канальцях нефрону і залишиться у складі сечі. По-друге, через пошкодження ниркових мембран порушується безпосередньо процес зворотного всмоктування глюкози в нирках, що також веде до розвитку глюкозурії.
3. Кетонові тіла. До роботи кетонові тіла в сечі не виявляються. Після змагальних або тренувальних навантажень з сечею можуть виділятися у великих кількостях кетонові тіла - ацето-оцтова і Р-оксимасляная кислоти, а також продукт їхнього розпаду - ацетон. Це явище називається кетонурія, або ацетонурія. Причини Кетонурія аналогічні причин, що викликають глюкозурию. Це підвищення в крові концентрації кетонових тіл і зниження реабсорбційну функції нирок при м'язовій роботі.
4. Лактат. Поява молочної кислоти в сечі зазвичай спостерігається після тренувань, що включають вправи субмаксимальної потужності. Кожне таке вправу призводить до різкого зростання концентрації лактату в крові та подальшого його переходу з кров'яного русла в сечу. Таким чином, відбувається акумулювання молочної кислоти в сечі. У зв'язку з цим по виділенню лактату з сечею можна судити про загальний внесок гликолитического шляху ресинтезу АТФ в енергозабезпечення всієї роботи, виконаної спортсменом за тренування.
Поряд з впливом на хімічний склад фізичні навантаження призводять до зміни фізико-хімічних властивостей сечі. Найбільш суттєві зміни такі:
Щільність. Внаслідок підвищення ролі позаниркових шляхів виділення води з організму обсяг сечі після тренування чи змагання, як правило, зменшується. Це, у свою чергу, позначається на щільності. Даний показник після роботи найчастіше підвищувався. У середньому щільність сечі до навантажень коливається в межах 1.010-1,025 г / мл. Після тренування цей показник може бути дорівнює 1,030-1,035 г / мл і навіть ще вище. Однією з причин збільшення щільності сечі є, як зазначалося вище, збільшення позаниркових втрат води, що призводить до зростання концентрації розчинених у сечі речовин. Іншою причиною підвищення щільності сечі після фізичної роботи може виявитися поява в сечі речовин, відсутніх в ній у стані спокою.
За щільністю можна розрахувати вміст розчинених хімічних сполук в окремих порціях сечі. Для цього використовується наступна формула:
Сухий залишок = а • 2,6,
де а - величина, чисельно рівна тисячним часткам щільності.
Це робить можливим оцінювати екскрецію окремих компонентів сечі в розрахунку на 1 г сухого залишку, що дозволяє виключити вплив щільності сечі на ці показники.
Кислотність. Внаслідок виділення після тренування з сечею молочної кислоти, а також кетонових тіл, які теж є кислотами, рН сечі знижується. До роботи при звичайному харчуванні рН сечі дорівнює 5-6. Після роботи, особливо з використанням інтенсивних навантажень, рН сечі може бути в межах 4-5, що відповідає приблизно десятикратному збільшенню концентрації в сечі іонів водню.
На закінчення необхідно підкреслити, що глибина біохімічних зрушень, що виникають у м'язах, у внутрішніх органах, в крові та в сечі, залежить від потужності і тривалості фізичної роботи. Чим вище інтенсивність роботи і чим довше вона триває, тим більш глибокі і значні біохімічні зміни в організмі спортсмена. Досягнувши певної глибини, біохімічні зрушення мають негативний вплив на можливість виконання даної роботи і призводять до зниження працездатності спортсмена, тобто викликають стомлення.
з біохімії
на тему:
"Біохімічні зрушення в організмі при м'язовій роботі"
Будь-яка фізична робота супроводжується зміною швидкості метаболічних процесів в організмі, появою біохімічних зрушень в працюючих м'язах, у внутрішніх органах і в крові.
В основі всіх біохімічних змін, що виникають при роботі, лежить зміна спрямованості метаболізму. При виконанні фізичного навантаження в організмі підвищується швидкість катаболічних процесів, що супроводжуються виділенням енергії і синтезом АТФ, при одночасному зниженні швидкості анаболізму, що споживає значну кількість АТФ для забезпечення різних синтезів. Така зміна спрямованості метаболізму призводить до поліпшення енергозабезпечення працюючих м'язів, до підвищення потужності і тривалості роботи.
Необхідна перебудова метаболізму під час м'язової діяльності відбувається під впливом нервово-гормональної регуляції. Ця регуляція, що сформувалася в процесі тривалої еволюції тваринного світу, призначена для створення м'язам оптимальних умов при виконанні ними скорочувальної функції.
Основні механізми нервово-гормональної регуляції м'язової діяльності
При м'язовій роботі підвищується тонус симпатичного відділу вегетативної нервової системи, иннервирующий внутрішні органи і м'язи.
У легенях під впливом симпатичних імпульсів підвищується частота дихання і відбувається розширення бронхів. В результаті збільшується легенева вентиляція, що в результаті призводить до поліпшення забезпечення організму киснем.
Під впливом симпатичної нервової системи також підвищується частота серцевих скорочень, наслідком чого є збільшення швидкості кровотоку і поліпшення постачання органів, і в першу чергу м'язів, киснем і живильними речовинами. Цьому також сприяє розширення кровоносних судин у м'язах під впливом симпатичних імпульсів.
Важливе значення для здійснення м'язової роботи має і Посилення потовиділення, яке викликається симпатичної нервової системою. Таке вплив спрямований на звільнення організму від надлишкової теплової енергії.
Під дією симпатичної нервової системи знижується кровопостачання нирок, що веде до зменшення діурезу. У кишечнику сповільнюється перистальтика і внаслідок зниження швидкості кровообігу погіршується всмоктування продуктів переварювання. Ці зміни сприятливі для м'язової діяльності, оскільки функціонування нирок і кишечника споживає багато енергії.
У жировій тканині імпульси симпатичної нервової системи викликають підвищення проникності клітинних мембран, що призводить до мобілізації жиру, тобто до виходу жиру з жирових депо в кров з подальшим підвищенням його концентрації в плазмі крові. Оскільки жир володіє великим запасом енергії, збільшення його вмісту в крові слід розглядати як сприятливий зміна, спрямоване на підвищення енергозабезпечення м'язів.
Дуже важливу роль у перебудові організму під час м'язової роботи виконують гормони. При м'язової діяльності спостерігається виділення в кров'яне русло багатьох гормонів. Проте найбільший внесок у функціональну та біохімічну перебудову організму вносять гормони надниркових залоз.
Мозковий шар надниркових залоз виробляє два гормони - адреналін і норадреналін, причому значно переважає адреналін. Обидва гормону часто об'єднують загальним терміном катехоламіни. Виділення гормонів мозкового шару в кров відбувається при різних емоціях, і тому адреналін називають гормоном емоцій або гормоном стресу. У тварин стрес є першою реакцією організму на будь-яку небезпеку, яка потім усувається, як правило, за рахунок м'язових зусиль. Звідси випливає біологічна роль адреналіну-створення оптимальних умов для виконання м'язової роботи великої потужності і тривалості шляхом впливу на фізіологічні функції і метаболізм.
Механізми дії адреналіну і норадреналіну близькі, хоча і є певні відмінності. Цікаво відзначити, що біологічні ефекти, викликані катехоламинами, схожі з дією симпатичної нервової системи. Це пояснюється тим, що в закінченнях симпатичних нервів у якості медіатора виділяється норадреналін.
Найбільш важливі механізми дії цих гормонів наступні.
Потрапляючи з кров'ю в легені, катехоламіни дублюють дію симпатичних імпульсів. Вони також викликають підвищення частоти дихання і розширення бронхів, що призводить до збільшення легеневої вентиляції і поліпшення постачання організму киснем.
Під впливом адреналіну значно підвищується частота серцевих скорочень, а також збільшується їх сила, що сприяє еше більшого зростання швидкості кровообігу.
Ще одна важлива зміна в організмі, викликаного адреналіном,-перерозподіл крові в судинному руслі. Під впливом адреналіну розширюються кровоносні судини органів, які беруть участь у забезпеченні м'язової діяльності, і одночасно звужуються судини органів, які не беруть прямої участі в забезпеченні функціонування м'язів. У результаті такого впливу значно поліпшується кровопостачання м'язів і внутрішніх органів, що мають відношення до виконання м'язової роботи.
У печінці під впливом адреналіну прискорюється розпад глікогену до глюкози, яка потім виходить в кров. У результаті виникає емоційна гіперглікемія, що сприяє кращому забезпеченню глюкозою як джерелом енергії функціонуючих органів. У спортсменів гіперглікемія може виникати ще до початку м'язової роботи, в передстартовому стані.
У жировій тканині катехоламіни активують фермент ліпазу, що призводить до прискорення розщеплення жиру на гліцерин і жирні кислоти. Утворилися продукти розпаду жиру порівняно легко потрапляють в печінку, скелетні м'язи і міокард. У скелетних м'язах та міокарді гліцерин і жирні кислоти використовуються як джерело енергії. У печінці з гліцерину може синтезуватися глюкоза, а жирні кислоти перетворюються на кетонові тіла. Більш докладно ці перетворення будуть описані нижче.
Ще однією, причому дуже важливою, мішенню катехоламінів є скелетні м'язи. Під дією адреналіну в м'язах посилюється розпад глікогену, але вільна глюкоза не утворюється. У залежності від характеру роботи глікоген перетворюється або на молочну кислоту, або на вуглекислий газ і воду. У будь-якому випадку за рахунок прискореного розщеплення глікогену поліпшується енергозабезпечення м'язової роботи.
Корковий шар надниркових залоз продукує гормони стероїдної природи під загальною назвою кортикостероїди. За біологічній дії кортикостероїди поділяються на глюкокортикоїди та мінералокортикоїди. Для регуляції метаболізму під час виконання фізичних навантажень більше значення мають глюкокортикоїди, головними з яких є кортизол, кортизон і кортикостерон.
Ці гормони діють наступним чином.
Глюкокортикоїди пригнічують гексокінази - фермент, що каталізує перехід глюкози в глюкозо-6-фосфат. З цієї реакції в організмі починаються всі перетворення глюкози. Тому глюкокортикоїди гальмують будь-яке використання глюкози клітинами організму, що призводить до накопичення її в крові. Можна припустити, що винятком із цього правила є мозок, в який глюкокортикоїди, мабуть, не потрапляють через наявність гематоенцефалічного бар'єру. Мозок виявляється в більш вигідному становищі в порівнянні з іншими органами, оскільки подібний механізм регуляції дозволяє використовувати глюкозу крові переважно для живлення нервових клітин і довше підтримувати в крові достатній рівень глюкози. Це має для мозку виключно важливе значення, оскільки нервові клітини в якості джерела енергії споживають в основному глюкозу.
Глюкокортикоїди гальмують анаболічні процеси, в першу чергу синтез білків. На перший погляд для організму такий механізм дії повинен бути несприятливим, тому що білки виконують багато життєво важливі функції. Однак якщо врахувати, що синтез білків - це енергоємний процес, що споживає значну кількість АТФ і, отже, що є конкурентом м'язового скорочення і розслаблення у використанні АТФ, то стає ясно, що гальмування синтезу білків під час виконання фізичних навантажень дозволяє поліпшити енергозабезпечення м'язової діяльності.
Ще один механізм дії глюкокортикоїдів полягає у стимулюванні ними глюконеогенезу - синтезу глюкози з неуглеводов. Під час м'язової роботи глюконеогенез протікає в печінці. Зазвичай глюкоза синтезується з амінокислот, гліцерину та молочної кислоти. За допомогою цього процесу вдається підтримувати в крові необхідну концентрацію глюкози, що дуже важливо для живлення мозку.
Біохімічні зміни в скелетних м'язах
При виконанні фізичної роботи в м'язах відбуваються глибокі зміни, зумовлені перш за все інтенсифікацією процесів ресинтезу АТФ.
Використання креатинфосфату в якості джерела енергії призводить до зниження його концентрації в м'язових клітинах і накопичення в них креатину.
Практично при будь-якій роботі для отримання АТФ використовується м'язовий глікоген. Тому його концентрація в м'язах знижується незалежно від характеру роботи. При виконанні інтенсивних навантажень у м'язах спостерігається швидке зменшення запасів глікогену і одночасне утворення і накопичення молочної кислоти. За рахунок накопичення молочної кислоти підвищується кислотність всередині м'язових клітин. Збільшення вмісту лактату в м'язових клітинах викликає також підвищення в них осмотичного тиску, внаслідок чого в міоцити з капілярів і міжклітинних просторів надходить вода і розвивається набухання м'язів.
Тривала м'язова робота невеликої потужності викликає плавне зниження концентрації глікогену в м'язах. У даному випадку розпад глікогену протікає аеробно, з споживанням кисню. Кінцеві продукти такого розпаду - вуглекислий газ і вода - видаляються з м'язових клітин у кров. Тому після виконання роботи помірної потужності в м'язах виявляється зменшення вмісту глікогену без накопичення лактату.
Ще одна важлива зміна, що виникає в працюючих м'язах,-підвищення швидкості розпаду білків. Особливо прискорюється розпад білків при виконанні силових вправ, причому це торкається в першу чергу скоротливі білки, що входять до складу міофіб-Рилла. Унаслідок розпаду білків у м'язових клітинах підвищується вміст вільних амінокислот і продуктів їх подальшого розщеплення - кетокислот та аміаку.
Іншим характерним зміною, що викликається м'язової діяльністю, є зниження активності ферментів м'язових клітин. Однією з причин зменшення ферментативної активності може бути підвищена кислотність, викликана накопиченням в м'язах лактату.
І нарешті, м'язова діяльність може призвести до пошкоджень внутрішньоклітинних структур - міофібрил, мітохондрій, різноманітних біомембран. Так, пошкодження мембран саркоплазматичного ретикулуму веде до порушення провадження нервового імпульсу до цистерн, що містить іони кальцію. Порушення цілісності сарколеми супроводжується втратою м'язами багатьох важливих речовин, у тому числі ферментів, які через пошкоджену антисарколемальних йдуть з м'язових клітин в лімфу і кров.
Пошкодження мембран також негативно впливає на активність іммобілізованих ферментів, тобто ферментів, вбудованих у мембрани. Ці ферменти можуть повноцінно функціонувати тільки при Наявності неушкодженою, цілісної мембрани. Наприклад, при м'язовій роботі може знижуватися активність кальцієвого насоса-ферменту, вбудованого в мембрану цистерн і забезпечує транспорт іонів кальцію з саркоплазмою всередину цистерн. Інший Приклад: при тривалій фізичній роботі зменшується активність ферментів тканинного дихання, локалізованих у внутрішній мембрані мітохондрій.
Біохімічні зрушення в головному мозку
Під час м'язової діяльності в мотонейронах кори головного мозку відбувається формування та подальша передача рухового нервового імпульсу. Обидва ці процесу - формування та передача нервового імпульсу - здійснюються з споживанням енергії молекул АТФ. Освіта АТФ в нервових клітинах відбувається аеробно, шляхом окисного фосфорилювання. Тому при м'язовій роботі збільшується споживання мозком кисню з крові, що протікає. Іншою особливістю енергетичного обміну в нейронах є те, що основним субстратом окислення є глюкоза, що надходить з потоком крові.
У зв'язку з такою специфікою енергопостачання нервових клітин будь-яке порушення постачання мозку киснем або глюкозою неминуче веде до зниження його функціональної активності, що у спортсменів може виявлятися у формі запаморочення або непритомного стану.
Біохімічні зрушення в міокарді
Під час м'язової діяльності відбувається посилення і почастішання серцевих скорочень, що вимагає більшої кількості енергії в порівнянні зі станом спокою. Однак енергозабезпечення серцевого м'яза здійснюється головним чином за рахунок аеробного ресинтезу АТФ. Анаеробні шляху ресинтезу АТФ включаються лише при дуже інтенсивній роботі.
Великі можливості аеробного енергозабезпечення в міокарді зумовлені особливістю будови цієї м'язи. На відміну від скелетних м'язів у серцевому є більш розвинена, густа мережа капілярів, що дозволяє витягувати з крові, що протікає більше кисню і субстратів окислення. Крім того, в клітинах міокарда є більше мітохондрій, що містять ферменти тканинного дихання. В якості джерел енергії міокард використовує різні речовини, що доставляються кров'ю: глюкозу, жирні кислоти, кетонові тіла, гліцерин. Власні запаси глікогену практично не використовуються; вони необхідні для енергозабезпечення міокарда при виснажують навантаженнях.
Під час інтенсивної роботи, яка супроводжується збільшенням концентрації лактату в крові, міокард витягує з крові лактат і окисляє його до вуглекислого газу і води. При окисленні однієї молекули молочної кислоти синтезується до 18 молекул АТФ. Здатність міокарда окисляти лактат має велике біологічне значення. Використання лактату в якості джерела енергії дозволяє довше підтримувати в крові необхідну концентрацію глюкози, що дуже істотно для біоенергетики нервових клітин, для яких глюкоза є майже єдиним субстратом окислення. Окислення лактату в серцевому м'язі також сприяє нормалізації кислотно-лужного балансу, так як при цьому в крові знижується концентрація цієї кислоти.
Біохімічні зрушення в печінці
При м'язовій діяльності активуються функції печінки, спрямовані переважно на поліпшення забезпечення працюючих м'язів внемишечнимі джерелами енергії, які переносяться кров'ю. Нижче описані найбільш важливі біохімічні процеси, що протікають в печінці під час роботи.
1. Під впливом адреналіну підвищується швидкість глюкогенеза-розпаду глікогену з утворенням вільної глюкози. Новоутворена глюкоза виходить з клітин печінки в кров, що приводить до зростання її концентрації в крові - до гіперглікемії. При цьому знижується вміст глікогену. Найбільш висока швидкість глюкогенеза в печінці відзначається на початку роботи, коли запаси глікогену ще високі.
2. Під час виконання фізичних навантажень клітини печінки активно беруть із крові жир і жирні кислоти, вміст яких в крові зростає внаслідок мобілізації жиру з жирових депо. Вступник в печінкові клітини жир відразу ж піддається гідролізу і перетворюється на гліцерин і жирні кислоти. Далі жирні кислоти шляхом Р-окислення розщеплюються до ацетил-КоА, з якого потім утворюються кетонові тіла - ацетооцтова і Р-оксимасляная кислоти. Синтез кетонових тіл зазвичай називається кетогенезу. Кетонові тіла є важливими джерелами енергії. З током крові вони переносяться з печінки в працюючі органи - міокард та скелетні м'язи. У цих органах кетонові тіла знову перетворюються на ацетил-КоА, який відразу ж аеробно окислюється в циклі Кребса до Вуглекислого газу і води з виділенням великої кількості енергії.
3. Ще один біохімічний процес, що протікає в печінці під в ремя роботи, - глюконеогенез. Вже зазначалося, що цей процес Ініціюється глюкокортикоїдами. За рахунок глюконеогенезу в клітинах Печінки з гліцерину, амінокислот і лактату здійснюється синтез г люкози. Цей процес йде з витратою енергії АТФ. Зазвичай глюконеогенез протікає при тривалій роботі, що веде до зниження концентрації глюкози в кров'яному руслі. Завдяки глюконеогенезу організму вдається підтримувати в крові необхідний рівень глюкози.
4. При фізичній роботі посилюється розпад м'язових білків, що приводить до утворення вільних амінокислот, які далі де-замініруются, виділяючи NH 3. Аміак є клітинною отрутою, його знешкодження відбувається в печінці, де він перетворюється на сечовину. Синтез сечовини вимагає значної кількості енергії. При виснажують навантаженнях, невідповідних функціональному стану організму, печінка може не справлятися із знешкодженням аміаку, в цьому випадку виникає інтоксикація організму цією отрутою, яка веде до зниження працездатності.
Біохімічні зрушення в крові
Зміни хімічного складу крові є відображенням тих біохімічних зрушень, які виникають при м'язовій діяльності в різних внутрішніх органах, скелетних м'язах та міокарді. Тому на підставі аналізу хімічного складу крові можна оцінити біохімічні процеси, що протікають під час роботи. Це має велике практичне значення, так як з усіх тканин організму кров найбільш доступна для дослідження.
Біохімічні зрушення, що спостерігаються в крові, в значній мірі залежать від характеру роботи, і тому їх аналіз слід проводити з урахуванням потужності і тривалості виконаних навантажень.
При виконанні м'язової роботи в крові найчастіше виявляються наступні зміни:
1. Підвищення концентрації білків у плазмі крові. Це відбувається з двох причин. По-перше, посилене потовиділення приводить до зменшення вмісту води в плазмі крові і, отже, до її згущування, в результаті чого зростають концентрації всіх компонентів плазми, у тому числі білків. По-друге, внаслідок пошкодження клітинних мембран спостерігається вихід внутрішньоклітинних білків у плазму крові. Однак при дуже тривалій роботі можливе зниження концентрації білків плазми. У цьому випадку частина білків з кров'яного русла переходить в сечу, а інша частина використовується в якості джерел енергії.
2. Зміна концентрації глюкози в крові під час роботи характеризується фазністю. На початку роботи зазвичай рівень глюкози в крові зростає. Це пояснюється тим, що на початку роботи в печінці є великі запаси глікогену і глюкогенез протікає з високою швидкістю. З іншого боку, на початку роботи м'язи теж володіють значними запасами глікогену, які вони використовують для свого енергозабезпечення, і тому не витягують глюкозу з кров'яного русла. По мірі виконання роботи знижується вміст глікогену як у печінці, так і в м'язах. У зв'язку з цим печінку направляє все менше і менше глюкози в кров, а м'язи, навпаки, починають більшою мірою використовувати глюкозу крові для отримання енергії. При тривалій роботі часто спостерігається зниження концентрації глюкози в крові, що обумовлено виснаженням запасів глікогену і в печінці, і в м'язах.
3. Підвищення концентрації лактату в крові спостерігається практично при будь-якої спортивної діяльності, проте ступінь зростання концентрації лактату в значній мірі залежить від характеру виконаної роботи і тренованості спортсмена. Найбільший підйом рівня лактату в крові відзначається при виконанні фізичних навантажень в зоні субмаксимальної потужності, тому що в цьому випадку головним джерелом енергії для працюючих м'язів є анаеробний гліколіз, що призводить до утворення та накопичення молочної кислоти.
У спокої, до роботи вміст лактату в крові дорівнює 1-2 ммоль / л. Після роботи «до відмови» в зоні субмаксимальної потужності у спортсменів середньої кваліфікації концентрація лактату в крові збільшується до 8-10 ммоль / л, у високотренірованних це зростання може досягати 18-20 ммоль / л і вище. У літературі описані випадки підвищення лактату в крові у дуже добре підготовлених спортсменів до 30-32 ммоль / л.
При проведенні аналізу крові на вміст лактату необхідно враховувати, що збільшення його концентрації в крові відбувається не відразу, а через кілька хвилин після закінчення роботи. Тому забір крові слід робити приблизно через 5 хв після завершення навантаження. При взяття крові в більш пізні терміни концентрація лактату виявиться заниженою, тому що частина його буде вилучено з кров'яного русла клітинами міокарда та печінки.
4. Водневий показник. Утворений при інтенсивній роботі лактат є сильною кислотою і його надходження в кров'яне русло має вести до підвищення кислотності крові. Однак перші порції лактату, диффундирующие з м'язів у кров'яне русло, нейтралізуються буферними системами крові. Надалі, у міру вичерпання ємності буферних систем, спостерігається підвищення кислотності Крові, виникає так званий некомпенсований ацидоз. У спокої значення рН венозної крові одно 7,35-7,36. При м'язовій роботі внаслідок накопичення в крові лактату, величина рН зменшується. При виконанні фізичних вправ субмаксимальної потужності РН знижується у спортсменів середньої кваліфікації до 7,1-7,2, а у спортсменів світового класу зниження водневого показника може бути до 6,8.
5. Підвищення концентрації вільних жирних кислот і кетонових тіл спостерігається при тривалій м'язовій роботі внаслідок мобілізації жиру з жирових депо і наступним кетогенез в печінці. Збільшення концентрації кетонових тіл також викликає підвищення кислотності і зниження рН крові.
6. Сечовина. При короткочасній роботі концентрація сечовини в крові збільшується незначно, а при тривалій фізичній роботі рівень сечовини в крові може зрости в 4-5 разів. Причиною збільшення вмісту сечовини в крові є посилення катаболізму білків під впливом фізичних навантажень, особливо силового характеру. Розпад білків, у свою чергу, веде до накопичення вільних амінокислот, при розпаді яких утворюється у великій кількості аміак. У печінці більша частина утворився аміаку перетворюється на сечовину.
Біохімічні зрушення в сечі
Виконання фізичних навантажень приводить також до значних зрушень у хімічному складі сечі й істотно впливає на її фізико-хімічні властивості.
Після завершення м'язової роботи найбільш характерним є поява в сечі хімічних речовин, які в спокої практично відсутні. Ці сполуки часто називають патологічними компонентами, так як вони з'являються в сечі не тільки після фізичних навантажень, але і при ряді захворювань. У спортсменів після виконання тренувальних або змагальних навантажень в сечі виявляються наступні патологічні компоненти:
1. Білок. У здорової людини, яка не займається спортом, у добу виділяється не більше 100 мг білка. Тому в порціях сечі, взятих для аналізу до тренування, звичайними методами білок не виявляється. Після виконання м'язової роботи відзначається значне виділення з сечею білка. Це явище носить назву протеїнурія. Особливо виражена протеїнурія спостерігається після надмірних навантажень, не відповідають функціональним станом спортсмена. Ймовірними причинами протеїнурії є пошкодження ниркових мембран, що виникає під впливом м'язових навантажень, а також поява в крові під час фізичної роботи продуктів деградації тканинних білків - різних поліпептидів, легко проходять через нирковий фільтр з кров'яного русла в склад сечі.
2. Глюкоза. У порціях сечі, отриманих до виконання фізичного навантаження, глюкоза практично відсутня. Після завершення тренування в сечі спортсменів загальноприйнятими методиками нерідко виявляється значний вміст глюкози, що може бути зумовлено двома основними причинами. По-перше, як вже зазначалося, при виконанні фізичних вправ у крові підвищується рівень глюкози і він може перевищити нирковий поріг, внаслідок чого частина глюкози не буде піддаватися зворотному всмоктуванню в звивистих канальцях нефрону і залишиться у складі сечі. По-друге, через пошкодження ниркових мембран порушується безпосередньо процес зворотного всмоктування глюкози в нирках, що також веде до розвитку глюкозурії.
3. Кетонові тіла. До роботи кетонові тіла в сечі не виявляються. Після змагальних або тренувальних навантажень з сечею можуть виділятися у великих кількостях кетонові тіла - ацето-оцтова і Р-оксимасляная кислоти, а також продукт їхнього розпаду - ацетон. Це явище називається кетонурія, або ацетонурія. Причини Кетонурія аналогічні причин, що викликають глюкозурию. Це підвищення в крові концентрації кетонових тіл і зниження реабсорбційну функції нирок при м'язовій роботі.
4. Лактат. Поява молочної кислоти в сечі зазвичай спостерігається після тренувань, що включають вправи субмаксимальної потужності. Кожне таке вправу призводить до різкого зростання концентрації лактату в крові та подальшого його переходу з кров'яного русла в сечу. Таким чином, відбувається акумулювання молочної кислоти в сечі. У зв'язку з цим по виділенню лактату з сечею можна судити про загальний внесок гликолитического шляху ресинтезу АТФ в енергозабезпечення всієї роботи, виконаної спортсменом за тренування.
Поряд з впливом на хімічний склад фізичні навантаження призводять до зміни фізико-хімічних властивостей сечі. Найбільш суттєві зміни такі:
Щільність. Внаслідок підвищення ролі позаниркових шляхів виділення води з організму обсяг сечі після тренування чи змагання, як правило, зменшується. Це, у свою чергу, позначається на щільності. Даний показник після роботи найчастіше підвищувався. У середньому щільність сечі до навантажень коливається в межах 1.010-1,025 г / мл. Після тренування цей показник може бути дорівнює 1,030-1,035 г / мл і навіть ще вище. Однією з причин збільшення щільності сечі є, як зазначалося вище, збільшення позаниркових втрат води, що призводить до зростання концентрації розчинених у сечі речовин. Іншою причиною підвищення щільності сечі після фізичної роботи може виявитися поява в сечі речовин, відсутніх в ній у стані спокою.
За щільністю можна розрахувати вміст розчинених хімічних сполук в окремих порціях сечі. Для цього використовується наступна формула:
Сухий залишок = а • 2,6,
де а - величина, чисельно рівна тисячним часткам щільності.
Це робить можливим оцінювати екскрецію окремих компонентів сечі в розрахунку на 1 г сухого залишку, що дозволяє виключити вплив щільності сечі на ці показники.
Кислотність. Внаслідок виділення після тренування з сечею молочної кислоти, а також кетонових тіл, які теж є кислотами, рН сечі знижується. До роботи при звичайному харчуванні рН сечі дорівнює 5-6. Після роботи, особливо з використанням інтенсивних навантажень, рН сечі може бути в межах 4-5, що відповідає приблизно десятикратному збільшенню концентрації в сечі іонів водню.
На закінчення необхідно підкреслити, що глибина біохімічних зрушень, що виникають у м'язах, у внутрішніх органах, в крові та в сечі, залежить від потужності і тривалості фізичної роботи. Чим вище інтенсивність роботи і чим довше вона триває, тим більш глибокі і значні біохімічні зміни в організмі спортсмена. Досягнувши певної глибини, біохімічні зрушення мають негативний вплив на можливість виконання даної роботи і призводять до зниження працездатності спортсмена, тобто викликають стомлення.