BIOCHEMIJOS EGZAMINŲ ATSAKYMAI.1 Ląstelių sandara ir cheminė sudėtis. Organiniai polimerai ir monomerai.
Ląstelės sudarytos iš subląstelinių struktūrinių darinių (branduolių, mitochondrijų, membranų, ribosomų, lizosomų, vakuolių, Goldžio komplekso, citoplazmos ir kt.) Visos subląstelinės struktūros yra sudarytos iš molekulinių struktūrų – polimerinių ir monomerinių biologinių molekulių, sudarytų iš atomų, jonų ir t.t. Bendros visų audinių ląstelių subląstelinės struktūros:1. Ląstelės išorinė membrana-dengia ląst. paviršių ir atlieka atraminę ir trofinę funkcijas, dalyvauja perduodant signalus iš ląst. ir į ją. 2. Vidinės membranos-riboja ląst. turinį, skiria branduolio karioplazmą nuo hialoplazmos, ląst. ertmę suskaido į atskiras dalis, dengia daug ląst. organoidų. 3. Citoplazma-gaubia branduolį, įvairius membraninius darinius ir nemembranines struktūras. Citoplazmoje vyksta daug metabolinių procesų, tokių kaip glikolizė, riebiųjų rūgščių sintezė. 4 Branduolys sudarytas iš brand. apvalkalo, skystos dalies.5 Endoplazminis tinklas-jį sudaro membraniniai kanalai, pūslelės ir cisternos.ET susijęs su branduolio apvalkalu. Jis veikia baltymų sintezę ir kaupia kalcio jonus. 6. Goldžio kompleksas yra artimai susijęs su ląst. išskyrimo funkcija.7. Mitochondrijos-viena iš pagrindinių energijos (ATP) gamintojų ląst.8. Lizosomos suskaido susidėvėjusius ląstelės komponentus.9. Ribosomos-jų funkcija, baltymų sintezė, vykstanti slenkant ribosomai iRNR grandine. 10. Mikrovamzdeliai-reguliuoja įvairių dalelių pernešimą ir pasiuntimą išilgai mikrovamzdelių. 11. Centriolės-svarbios mitozės dalijmosi metu.12. Mikrofilamentai-didelę įtaką turi griaučių raumenų ląst. Funkcija-kinetinė ir atraminė. 13. Intarpai, kurie skirstomi į trofinius, sekrecinius, pigmentinius ir kristalus.
2. a)Išorinės ir vidinės medžiagų apykaitos dėsningumai. b)Katabolinės ir anabolinės reakcijos. a) medžiagų apykaita – tai sudėtinė biocheminių r-jų grandinė, kurios pagrindą sudaro maisto medžiagų įsisavinimas iš žmogų supančios aplinkos, tų medžiagų perdirbimas bei atliekų išskyrimas. Medžiagų apykaita skirstoma į išorinę ir vidinę. Norėdamas išgyventi organizmas turi prisitaikyti prie išorinės aplinkos, atitinkamos ekologinės nišos, sąlygų ir poveikio. Vidinė medž. apykaita vyksta įv organų bei audinių ląstelėse. Skiriami 3 vidinės medž. apykaitos etapai: 1) maisto medž. pasisavinimas 2) monomerų tolimesnis skaidymas iki acetil-CoA 3) acetil-CoA oksidinimas iki Co2 ir H2O b) Skilimo r-jos vadinamos katabolinėmis disimiliacijos r-jomis, kurių metu E išskiriama, tai dažniausiai būna oksidacijos r-jos. Naujų medžiagų sintezės r-jos vad. Anabolinėmis asimiliacijos r-jomis, tai dažn. Redukcijos r-jos, kurių metu E suvartojama. Oksidacijos r-jų metu nuo oksidinamo substrato įv. fermentų, jų tarpe dehidrogenazių, atskiriami H atomai ir elektronai. Redukcinių r-jų metu prie redukuojamo substrato yra prijungiami H atomai ar elektronai. Todėl medž. ir E apykaitos r-jų metu nuolat vyksta oksidacijos – redukcijos r-jos. Medžiagos nuolat skaidomos ir sintetinamos. Organizme nuolat vyksta maisto medž skaidymas, ardymas. E išskyrimas ir galutinių apykaitos produktų šalinimas į ląstelę ar organizmą supančią apl. Iš organizmo nuolat išskiriamos, CO2, H2O, NH3, šlapalas, šlap. Rūgštis ir kt medžiagos susidariusios katabolizmo disimiliacijos skaidymo metu. Tuo pačiu metu organizme nuolat aktyviai vyksta suirusių bei sunaudotų medž. atstatymas. Naujų medž sintezė. Tai yra įmanoma dėl patekusių į organizmą su maistu organinių ir neorganinių medž perdirbimu ir įsisavinimu.Anabolizmas ir katabolizmas sudaro gyvo organizmo funkcionavimo bei vystymosi pagr. Anabolizmui reikia E, kurią gauna iš disimiliacijos r-jų. Katabolinių r-jų metu E išsiskiria. R-jos kurių metu E yra naudojama vadinamos – ENDOERGINĖMIS r-jomis, o r-jos kurių metu E išskiriama – EGZOERGINĖMIS.Anabolinės (asimiliacijos) sintezės r-jos yra endoerginės.Naujų medžiagų sintezės r-jos, kurių metu E suvartojama. RedukcijosKAtabolinės (disimiliacijos) r-jos yra egzoerginės. Skilimo r-jos, kurių metu E išskiriama. Oksidacija.3. Bioenergetikos (biocheminės termodinamikos) bendri dėsningumai. Maisto produktų energetinė vertė ir kaloringumas Bioenergetika – mokslas apie energijos pokyčius biocheminių r-jų metu, t.y apie E išskyrimą ar naudojimą. Visi bioenergetikos dėsniai atitinka termodinamikos dėsnius. 1) Nusako sistemų kuriose vyksta šiluminiai procesai, E tvermės dėsnį. Termodinaminė sistema atlieka darbą, eikvodama savo vidinę E kaip organizmo būsenos funkcijją. Vidinės energijos pokyti galima išreikšti šilumos kiekiu ir atliktu darbu 2) Nusako izoliuotuose sistemose vykstančių termodinaminių procesų kryptį. Atvirose termodinaminėse sistemose vyksta medžiagų ir E apykaita su apl. Taigi, sistema iš būsenos, turinčios didesnę vidinę E, savaime gali pereiti į būseną, turinčią mažesnę E. Sistemai pereinant iš vienos būsenos į kitą, vyksta entalpijos (vidinės E) ir entropijos (sistemos būsenos f-ja) pokyčiai. Entalpijos pokytis atspindi sistemos energetinius pokyčius, o entropijos pokytis yra sistemos struktūrinių pokyčių charakteristika. Termodinaminiai dydžiai, nustatyti standartinėms sąlygoms vadinami: standartinėmis termodinaminėmis funkcijomis ir žymimi standartinės laisvosios energijos entalpijos ir entropijos pokyčiais. Maisto medžiagų energetinė vertė nusakoma ,,Si” sistemos vienetais džauliais, bet plačiau yra naudojamos kilo kolorijos. Norint sužinoti kiek energijos gaunama su maistu reikia žinoti maisto medžiagų energetinę vertę – koloringumą.Baltymų 1g –9,3 Kcal , Anglevandeniai 1g – 4,1 Kcal; Lipidai 1g – 9,3 Kcal4. Nukleorūgštys, jų sandara, klasifikacija ir funkcijos organizme. Nukleoruštys – ilgi polimerai kuriuose nukleotidiniai subvienetai jungiasi tarpusavyje kovalentinėmis jungtimis. Yra 2 nukleorg. rūšys, kurios skiriasi tik cukrumi, įeinančiu į jų polimerinio pagrindo sudėtį. Nukleorg. į kurių sudėtį įeina dezoksiribozė, vadinamos dezoksiribonukleo rūgštimis (DNR). Į jų sudėtį įeina A, T, G, C. polimerinių DNR ir RNR molekulių bazių sekoje ir glūdi gyvos ląstelės genetinė informacija. Genų nukleotidų seka apsprendžia am r. seką baltymų molekulėje. Esanti DNR genetinė informacija tiesiogiai ląst neveikia. Tik tos info panaudojimas baltymų sintezei nulemia ląst fizikinius ir cheminius ypatumus. RNR molekulės nuo DNR molekulių skiriasi: 1) jų molekulėje vietoj dezoksiribonukleo rūgšties yra ribonukleorūgštis 2) Vietoj bazės timino ribonukleo rūgštyse yra bazė uracilas. Kiekvienoje ląstelės vieną ar tą pačią DNR molekulės dalį galima kopijuoti tūkstančius kartų, o RNR prieš palikdami branduolį ir virsdami informacinėmis ribonukleorūgštimis, chemiškai labai pakinta. Ląstelėje kaip ir virškinimo trakte, nukleino rg skyla iki mononukleotidų hidrolizės būdu, o pastarieji toliau katabolizojami jiems būdingais būdais.5. a)Baltymai, b)jų cheminė sudėtis, c)klasifikacija, d)struktūra ir e)f-jos organizmea) Baltymai tai organinės. medž. kurių molekulės sudarytos iš am.r., sujungtų peptidinėmis jungtimis į ilgas polipeptidines grandines. b) C – (50-54 %) H – (6 – 7 %) N – (15 – 17%) O – (21 – 24%) S – (0 – 1%) c) 1. Pagal formą skirstomi į :globulininius (rutuliukų forma) ir fibrilinius (lazdelių forma) 2. Pgl. Baltymo struktūrą: paprastieji proteinai – albuminai, globulinai, protaminai ir Sudėtingieji proteinai – nukleproteinai, chromoproteinai. d) *Pirminė struktūra – ją sudaro ilga polipeptidinė grandinė. Sudaryta iš am. R., sujungtų kovalentiniais (peptidiniais) ryšiais seka. Dažn. Peptid. Grandinę sudaro 100 -300 am. R likučių *Antrinė struktūra – sudaro kai polipeptido grandinė susirango i alfa spiralę arba beta klostes ir užima erdvėje tam tikra padėtį. Šią struktūra palaiko vandeniliniai ryšiai tarp am r išsidėsčiusių polipeptido grandinėje * Tretinę – sudaro kai polipeptidinė spiralė susiraito įv. konfigūracijom. Ją palaiko vandeniliniai, joniniai, kovalentiniai ( S-S) ryšiai, hidrofobinės R grupių sąveikos. Tretinė balt molekulių struktūra yra specifinė kiekvienam baltymui ir svarbi jo biologinėms f-joms. Biologinių balt. ypatybes nulemia tretinė struktūra* Ketvirtinė struktūra – susidaro susijungus iš 2 ir daugiau peptidinių grandinių. Ją palaiko vandeniliniai ir joniniai ryšiai tarp makromolekulių. Pagr. jungtys sutvirtinančios 4-tinę balt struktūra yra hidrofobinės. Į 4-tinę struktūrą turinčio baltymo sudėtį įeinanti kiekviena polipeptidinė grandinė turi savo 1-mine,2 ir 3 struktūrą jungiasi tarpusavy hidrofobiškai ir elektrostatiškai sąveikaudamos bei vandenilinėmis jungtimis. Ketvirtinę molekulių struktūrą turintieji balt. Vad. Oligomeriniais baltymais. Jeigu visi 4nės strukt. Subvienetai vienodi, turime homomerinį baltymą, jei skirtingi heteromerinį. e) (1) baltymai – fermentai (2) baltymai – nešėjai, daugelis baltymų perneša įvairias medžiagas ir kaupia jas audiniuose (3) susitraukimą užtikrinantys baltymai – svarbi r susitraukimą nulementi f-ja (4) struktūriniai baltymai – atlieka struktūrinę atraminę f-ją (5) apsauginiai baltymai – jie sugeba pažinti ir padaryti nekenksmingomis bakterijas, virusus ir baltyminės kilmės svetimkūnius (6)baltymai reguliatoriai – visose ląstelėse atsako už medžiagų ir E apykaitos reguliavimą (7) nervinį signalą generuojantys ir perduodantys baltymai – nervinių ląst atsaką į specifinį dirgiklį perduoda receptoriai (8) Maisto baltymai. 6. Baltymai maisto produktuose ir jų katabolizmas virškinimo trakte Kiaušiniai – kiaušinio albuminai, pieno produktai – kazeinas, Mėsa – feritinas, grūdai – gliadinas. Kiekvieną dieną žarnyne yra suvirškinama apie 70-100 g patekusiu su maistu egzogeninių baltymų ir 25 – 200 endogeninių baltymų, gautų iš suirusių žarnyno ląstelių bei virškinimo fermentų. Patekę su maistu polipeptidai virškinimo trakte iš pradžių skaidomi iki laisvų asminorugščių, tik jos gali per žarnų sienelę prasiskverbti į vartų venos kraują. Baltymų virškinimą sudaro 2 etapai: a)ERTMINIS – vyksta skrandyje ir dvylikapirštėje žarnoje b)MEMBRANINIS – plonosiose žarnose. Maisto baltymų virškinime dalyvauja 3 grupės fermentų, kurie skirstomi pagal jų šaltinį: skrandžio sulčių, kasos sulčių fermentai ir žarnyno sienelės proteazės. Patekę į burną maisto baltymai yra tik mechaniškai susmulkinami, suvilgomi, tačiau burnoje nėra baltymus skaldančių proteininių fermentų. 1. Pagrindinis baltymų virškinimas prasideda skrandyje, juos veikia skrandžio sulčių fermentai ir HCl. 2.Susidarę skrandyje laisvi poli- ir oligopeptidai bei nesuskilusios baltymų molekulės patenka į dvylikapirštę žarną, į kurią atsiveria kasos ir tulžies latakai. Skrandyje ir 12-pirštėje žarnoje vyksta ertminis virškinimas 3. 12-pirštėje žarnoje susidarę tripeptidai ir dipeptidai patenka į plonąsias žarnas. Kur prasideda membraninis virškinimas. Jame Dalyvauja prie plonosios žarnos sienelės membranų prisitvirtinę fermentai.
7. Baltymų – am. r. – pasisavinimas ir apykaita audinių ląstelėse. Pro plonųjų žarnų sienelę absorbuotos amino rg. Patenka į vartų veną ir su jos krauju į kepenis. Absorbuotos am r. Nelieka kepenyse, o su krauju patenka į įv. Organus ir audinius. Laisvų am. r. konc. ląst viduje yra daug didesnė nei jų konc už ląst ribų. Pagrindinės am rg. yra 9: Histidinas, Lizinas, Treoninas, Izoleucinas, Metionimas, Triptofanas, Leucinas, Fenilalaninas, Valinas. Am r bendrą kiekį sudaro: maisto baltymai ir ląst baltymų protealizės produktai. Am r. Audiniuose yra naudojamos: 1) ląst proteinų sintezei 2) am r. Katabolinėms r-joms 3) specialių azotinių junginių sintezei. Am r audiniuose nesikaupia. Patekusios į audinių ląsteles am r dalyvauja medž. ir E apykaitos bei biosintezės r-jose. Am r. Funkcinių grupių katabolizmas ląstelėse vyksta keliais būdais: Dezamininimo (žmogaus ląst vyksta oksidacinis dezamininimas), Peramininimo (tai vienas svarbiausių am r apykaitos būdų. Jo metu sintetinamos kai kurios pakeičiamos am r. ) Dekarboksilinimo ( dekarboksilinant, susidaro biogeniniai aminai. Jų dideli kiekiai susidaro nerviniame audinyje ir perduoda nervinį signalą per sinapsę) ir kitais būdais. 8. Baltymų biosintezė ir jos reguliacija. Anabolinių steroidų poveikis. Baltymų biosintezė vyksta visose organizmo ląstelėse keliais etapais. Baltymų sintezei užtikrinti reikia DNR, iRNR, tRNR, rRNR, ribosomų, transferinų, ATP ir kitų komponentų. Tam, kad baltymų sintezė ląst. Vyktų tiksliai, reikia, kad genetinė informacija, esanti DNR nukleotidų linijinėje sekoje, būtų perduodama linijinei am r. sekai polipeptidinėje grandinėje. 1)transkripcija – tai iRNR biosintezės procesas, kurio metu ant aktyvinamo geno paviršiaus perrašoma DNR sukaupta info apie baltymų polipeptidinės grandinės sandarą – pirminę baltymo struktūrą. Transkripcija prasideda kai aktyvinamas DNR molekulėse esantis genas 2)transliacija – ji apima 5 etapus: am r. aktyvinimą, peptidinės grandinės sintezės skatinimą, peptidinės grandinės elongaciją, jos baigtį ir erdvinės struktūros sudarymą. Baltymų sintezei naudojamos tik aktyvintos baltymų rūgštys. 3)skatinimas – genetinės info perdavimo, skatinimo metu iš atskirų komponentų surenkamas baltymų sintezės aparatas ir vyksta parengiamosios r-jos. Genetinės info perdavimą organizuoja ribosomos. Baltymų biosintezės reguliacija. Aktyviai veikiančių struktūrinių genų konkretus kiekis skirtingas įvairiose atskirų vystymosi stadijų audiniuose ir organuose. Visus struktūrinius etapus galima suskirstyti: 1)genai veikiantys visose ląstelėse 2)genai veikiantys tik vieno tipo audinių ląst. 3)genai, kurių reikia siaurai f-jai atlikti. Baltymų sintezei reguliuoti turi didelę įtaką ribosomų kiekio bei aktyvumo pokyčiai. Svarbi yra baltymų sintezės reguliacija, kuri remiasi grįžtamuoju ryšiu, t.y. priklauso nuo baltymų irimo audiniuose. 9. a)Fermentų sandara, b)funkcijos organizme ir c)klasifikacija. a) Fermentai – paprasti ar sudėtiniai globuliniai baltymai, sudaryti iš vieno ar dviejų komponentų. Dvikomponentinių fermentų baltyminė dalis vadinama apofermentu, nebaltyminė – kofermentu, o visas kompleksas – holofermentu. Jeigu nebaltyminė fermento dalis stipriai sujungta su baltymine ir biocheminės reakcijos metu neatsiskiria, ja vadiname prostetine grupe. b) kofermentai bei prostetinės grupės veikia taip: 1) dalyvauja katalizės re-jose 2)palengvina kontaktą tarp apofermento ir substrato 3) stabilizuoja apofermentą c) Fermentų klasifikavimas (pgl. Tai kokias r-jas katalizuoja): 1) Oksireduktazės – fermentai katalizuojantys oksidacijos – redukcijos r-jas 2) Transferazės – fermentai kurie katalizuoja funkcinių grupių ir radikalų pernaša 3) Hidrolazes – fermentai kurie dalyvaujant vandeniui skaido cheminius ryšius 4) Lipazės – fermentai kurie nedalyvaujant vandeniui skaldo substratą, sudarydami dvigubą ryšį arba prijungia f-nes grupes ir radikalus prie substrato molekulėje esančio dvigubo ryšio 5) Izomerazės – ferm. Katalizuojantys vid substrato molekulių kitimus, kurių metu susidaro jų izomerinės f-mos 6) Ligazės – ferm katalizuojantys sintezės r-jas, kurių metu naudojama ATP energija, susidaro junginiai turintys būdingą sudėtingą struktūrą. 10. Fermentinės katalizės mechanizmas ir fermentinių r-jų kinetika. Norint, kad bet kokia biocheminė r-ja įvyktų, reikia, kad reaguojančios molekulės kontaktuotų viena su kita. R-ja vyksta tik tuo atveju jei molekulės turi pakankamą kiekį kinetinės E. Biologiniai katalizatoriai sugeba ,mažinti aktyvacijos E ir energetinį barjerą, todėl fermentinės r-jos vyksta labai greitai, net esant labai žemai temperatūrai. Fermentų katalizavimo poveikį sudaro 3 fazės: 1)substrato molekulės prijungimas prie fermento 2) substrato pasikeitimas fermento – substrato komplekse 3)Galutinio r-jos produkto atsiskyrimas nuo fermento. Greičiausiai vyksta 1-moji fazė, o lėčiausiai 2-oji fazė. Fermentinės r-jos gali būti vienasubstratinės ir dvisubstratinės. Labiausiai yra paplitusios dvisubstratinės r-jos, kurių metu susidaro 2 r-jos produktai. Atsižvelgiant į tai skiriami 2 pagr. šių r-jų mechanizmai: 1) dvigubo pavadavimo – prie fermento prisijungia vienas substratas, susidaro fermento substrato kompleksas, po to prisijungia antrasis substratas ir susidaro naujas fermento – substrato kompleksas 2) nuoseklios katalizės – abu substratai turi jungtis su fermentu ir sudaryti trigubą kompleksą, prieš susidarant naujam r-jos produktui. Kinetika – mokslas apie r-jų greitį, jų priklausomumą nuo įv veiksnių. Fermentinės r-jos greitis priklauso nuo fermento aktyvumo, kuris gali būti išreikštas įv. Vnt. Kiekvieno fermento aktyvumui turi įtakos terpės, kurioje vyksta r-ja, temperatūra ir pH reikšmė. Fermentinių r-jų aktyvumui turi Ca2+, K+, Mg2+, Mn2+, Cu2+ jonai, kurie veikia fermento molekulės erdvinę struktūrą bei fermento ir substrato komplekso susidarymą.11.ANGLIAVANDENIAI MAISTO PRODUKTUOSE IR JU APYKAITA VIRŠKINAMAJAME TRAKTEAngliavandeniai(CH2O)n – labiausiai paplitę augalu pasaulyje organiniai junginiai. Jie rutuliojasi iš neorganiniu junginiu žaliojoje augalu dalyje veikiant saulės spinduliams fotosintezės proceso metu. Angliavandeniai patekę į žmogaus organizmą,kinta biocheminių reakcijų metu, paversdami cheminę energija mechanine. Nesunaudoti angliavandeniai kaupiasi įvairiuose organuose kaip atsargos. Pagr. jų struktūros bruožas- jų molekulėje randama ne mažiau kaip 2 hidroksilines ir 1 karboksilinė grupės. Chemiškai jie yra aldehido ar ketono alkoholiai. Angliavandeniai skirstomi į :polisacharidus(daugiau nei 10 monosacharidu), monosacharidus, oligosacharidus (nuo 2 iki 10 monosacharidu).Polisacharidai skirstomi į: heterosacharidus ir homosacharidus.Didžiausia įtaka organizmui turi gliukoze ir fruktoze. Gliukozė yra nuolatinė žmogaus kraujo ir audinių dalis. Iš gliukozės organizme susidaro glikogenas. Fruktozė yra augaluose ir kartu su gliukoze ji suteikia (medui,nektarui) saldumo skonį. Polisacharidai, tokie kaip celiuliozė augaluose atlieka atraminio audinio funkciją ar atsarginės maisto medžiagos funkcija (krakmolas).Polisacharidai būdami gleivėtos, lipnios konsistencijos, dengia besitrinančius sąnarius, kraujagyslių pavirsiu, apsaugodami nuo mechaninio pažeidimo.Su maistu į organizmą paprastai patenka disacharidai ir polisacharidai. Angliavandeniai pradedami skaidyti burnoje, veikiant seilių fermentams. Burnoje angliavandeniu skaidymas trunka neilgai, kol maistas kramtomas. Skrandyje jie neskaidomi. Toliau žarnose angliavandenius skaido kasos ir žarnyno fermentai. Žarnyne vyksta visiška polisacharidų, disacharidų hidrolizė iki monosacharidų. Kasos, žarnų bei tulžies išskiriamoms sultims būdinga šarminė reakcija. Kasa į dvylikapirštę žarną išskiria amilolizininius fermentus, kurie hidrolizuoja krakmolą ir glikogeną.Žarnyne vyksta ertminis bei membraninis cukrų virškinimas ir susidaro pagrindiniai monosacharidai: gliukozė, fruktozė, galaktozė.12.MONOSACHARIDŲ(GLIUKOZĖS) ANAEROBINĖ APYKAITA LASTELĖSE IR JOS ENERGETINIS EFEKTAS.Kai gliukozės skilimo reakcijoje nedalyvauja deguonis, vadinama anaerobine glikolize. Glikolizės procesas vyksta per 10 fermentinių reakcijų ir yra kaupiama ATP. Galutinis glikolizes produktas 2 mol ATP ir dvi pieno rūgšties molekulės. Gliukozė anaerobinė greita glikogenolizė 2mol.pieno r.+2ATPSvarbiausia gliukozės reikšmė organizmui yra ta kad jai skylant gaunama energija(217 kJ/mol), taip pat padeda sintetinti ATP, kuri yra būtina gyvybiniams procesams reguliuoti. Bendra anaerobines glikolizės lygtis:Gliukozė+2H2PO4 + 2 ADP 2laktatas+ 2ATP+H2OGlikolizes proceso greiti riboja 3 fermentinės reakcijos, kurias katalizuoja heksokinaze, fosfofruktokinaze ir piruvatkinaze. Juos aktyvina neorganinis ortofosfatas ar ADP ir slopina susidariusi ATP. Raumenyse anaerobinės oksidacijos metu iš vienos gliukozės molekulės gaunamos 2 pieno rūgšties molekules.Šis energijos susidarymo būdas yra vienintelis kilus krizinėms situacijoms,kai organizmui trūksta deguonies. Darbo metu laktato susidaro nedaug nes trūkstant deguonies, piruvatas nemetabolizuojamas trikarboniniu rūgščių cikle, o redukuojamas iki pieno rūgšties.13. MONOSACHARIDŲ(GLIUKOZĖS) AEROBINĖ APYKAITA ORGANIZME IR JOS ENERGETINIS EFEKTAS.Glikolizė tai visuma fermentiniu gliukozes skilimo reakcijų kurios aerobinėmis(kai dalyvauja deguonis) sąlygomis baigiasi pirovynuogių rūgšties susidarymu. Kuri toliau metabolizuojama trikarboninių rūgščių cikle (Krebso Cikle).Todėl šis procesas dar vadinamas aerobine angliavandeniu apykaita. Aerobinėmis sąlygomis gliukoze suskyla iki CO2 bei H2O ir susidaro 38 ATP molekulės.Gliukozė + CO2 oksidacinis katabolizmas 6CO2 + 6H2O + 38ATPAerobiniai oksidiniai mechanizmai suaktyvinami lėčiau ir jų reakcijų greitis yra lėtesnis už anaerobinių. Aerobinės reakcijos aprūpina raumenis energija ilgai trunkančiame darbe.14.ANGLIAVANDENIŲ APYKAITOS REGULIACIJA. INSULINO IR GLIUKAGONO VAIDMUO.Angliavandeni apykaitos intensyvumas yra nevienodas įvairiuose organuose. Gliukozės kiekis kraujyje sveiko žmogaus turi būti 3,33-5,55 mmol/l. Padidėjęs gliukozes kiekis kraujyje vadinamas hiperglikemija(9-10mmol/l), o sumažėjimas- hipoglikemija(1,5mmol/l). Padidėjęs ar sumažėjęs kiekis gali iššaukti žmogui tokius negalavimus kaip sąmonės praradimą ar net komos ištikimą. Norėdamas asmuo nusistatyti koks jo gliukozės kiekis kraujyje turėtų šį tyrimą atlikti ryte.
Insulinas yra hormonas antagonistas kuris mažina gliukozės kiekį kraujyje. Jį gamina kasa. Taip pat yra ir kitų hormonų kurie turi įtakos reguliuojant gliukozės kiekį- glikogenas (didina),adrenalinas,noradrenalinas,augimo hormonas, tiroksinas. Angliavandeniu apykaitos reguliacijai didelę įtaką turi nervinė ir humoralinė reguliacijos. Nervinė – gliukozės kiekis kraujyje yra reguliuojamas vegetacinės nervų sistemos (parasimpatinė ir simpatinė nervų sistema). Simpatinė sistema paruošia mūsų organizmą darbui, ji vyrauja kai mes esame aktyvūs, pasižymi aktyvuojančiu poveikiu. Padidina gliukozės kiekį kraujyje. Parasimpatinė paruošia organizmą poilsiui. Ji slopina daugelio organizmų veikla ir mažina gliukozės kiekį kraujyje. Humoralinė – reguliacija vyksta organizmo ląstelėje. Veikla reguliuojama per hormonus, kurie patenka su krauju ir atlieka reguliuojantį darbą.Tai hormonai antagonistai (insulinas,gliukagonas), kurie nusako kaip vyksta angliavandenių apykaita. Taip pat angliavandenių apykaitai didelę reikšmę turi fizinis krūvis. Maximalaus ir submaximalaus fizinio krūvio metu organizme vyrauja anaerobinės oksidacijos procesai ir pieno rūgšties kiekis kraujyje labai padidėja.Be to dirbant vienodo intensyvumo darbą, netreniruotame organizme jos gaminama daugiau negu treniruotame. Jeigu ramybės metu (netreniruoto žmogaus) pieno rūgšties kiekis kraujyje siekia iki 0,8-2,0 mmol/l, tai sprinterio ar stajerio kraujyje, kai jis baigia distancija, pieno rūgšties kiekis gali siekti net 15,0-20,0 mmol/l.15. LIPIDŲ STRUKTŪRA, YPATYBĖS IR KLASIFIKACIJA.Lipidai- tai organinės kilmės medžiagos,kurios netirpsta vandenyje, bet tirpsta organiniuose nepoliniuose tirpikliuose: chloroforme, eteryje ar benzole. Atsižvelgiant į fiziologines funkcijas, lipidai skirstomi:1. Struktūriniai, kurie dalyvauja sudarant ląstelės struktūrinius darinius, membranas.2. Rezerviniai, kurių dideli kiekiai kaupiasi riebalų sankaupose jie naudojami organizmo energetiniams tikslams. Jiems priklauso gliceroliai (acilgliceroliai).Paprastai lipidai organizme sudaro 10-20 procentų kūno masės. Suaugusio žmogaus kūne yra 10-12 kg lipidų, iš kurių 2-3 kg yra struktūriniai, visi kiti rezerviniai. Atsižvelgiant į fiziologines funkcijas, lipidai taip klasifikuojami:Paprastieji (neutralūs, rezerviniai, nepoliniai): 1)trigliceroliai (paprastieji) ,2)vaškai (mišrūs)Sudėtiniai (daugiakomponenčiai, struktūriniai, poliniai): 1)fosfolipidai, 2) glikolipidai, 3) steroliaiTriacilgliceroliai yra sudaryti iš 1 glicerolio ir 3 riebalų rūgšties molekulių. Rūgštys yra sočiosios(daugiausia yra gyvulinės kilmės. Tarp anglies atomo tik viengubos jungtys) ir nesočiosios(turi dvigubas jungtis tarp anglies atomų. Pvz.:aliejai). Mūsų organizme yra daugiau nesočiųjų rūgščių. Jie yra pagrindinė energinių atsargų forma žmogaus organizme ir būtini ląstelių energijai gauti. Jo skaidymo metu ląst išlaisvinama du kartus daugiau energijos, negu jos gaunama skaidant anglevandenius ar baltymus. Vaškai- greitai lydosi aukštoje temperatūroje. Turi kvapą, pigmentų. Yra augalinės ir gyvulinės kilmės vaškai. Vaškai atlieka apsauginę funkciją. Fosfolipidai- sudaryti iš 2 riebalų r., glicerolio ir fosfatinės grupės. Sudaro membranas. Glikolipidai- reikalingi nervinio audinio funkcionavimui, sudaryti iš lipidinės ir angliavandeninės dalies. Steroliai- tai dideliu aktyvumu pasižymintys lipidai, jų atstovai-lytiniai hormonai.16. Lipidai maisto produktuose ir jų hidrolizė— virškinimo trakte. Pagrindiniai maisto lipidai hidroError! No index entries found.lizuojami dvylikapirštėje žarnoje ir plonosiose žarnose, nes ten yra visos sąlygos lipazėms veikti. Kasa ir žarnyno sienelė— sekretuoja neaktyvius lipolizinius fermentus, kurie aktyvinami žarnyno sienelėje, nes ten yra palanki šarminė aplinka. Lipolizinius fermentus aktyvina ir tulžies rūgštys, be to reakcijų metu susidariusios CO2 dujos ir žarnyno peristaltika maišo riebalų lašelius, juos emulguoja ir stambūs lipidų lašai skyla į smulkesnius. Žarnyne kaupiasi įvairūs lipidų hidrolizės produktai. Riebalų rūgštys, glicerolis, cholinas, etanolaminas, monosacharidai ir kiti įsiurbiami į žarnyno gleivinės ląsteles. žmogui būdingų lipidų sintezei būtinų komponentų dalis į žarnyno gleivinės ląsteles patenka ne tik iš žarnyno, bet ir iš kitų organų su krauju. Žarnyno gleivinės ląstelėse vykstanti lipidų resintezė yra panaši į sudėtinga ląstelėse vykstančių lipidų sintezę. Per parą žmogaus virškinimo trakte gali absorbuotis iki 100 – 150 g lipidų. Maisto lipidams būdingas atitinkamas absorbcijos greitis. Didelis absorbcijos greitis būdingas sviesto, žuvies taukų, alyvų, kukurūzų, sėmenų, sojos aliejų ir kitoms riebalų rūgštims.17. Riebalų rūgščių apykaita ląstelėse ir jos energetinis efektas. Riebalų r. oksidacija vyksta ciklais, kurie kartojasi, kol rieb.rūgšt. visiškai suskyla. Vienas ciklas apima keturias fermentines reakcijas, kurių metu dehidratacijos ir hidratacijos reakcijos keičia viena kitą, kol 2 C atomus turintis fragmentas galutinai atskyla nuo oksiduojamos rieb.r. Tačiau oksiduojama tik aktyvinta riebalų rūgščių. acil- CoA. Rieb.r. beta oksidacija vyksta ląstelių mitochondrijose.18. Vitaminai, jų klasifikacija ir biologinės funkcijos organizme.Vitaminai – tai mažą molekulinę masę turinčios biologiškai aktyvios organinės medžiagos. Je neįeina į audinių struktūrinius darinius ir naudojami kaip energijos šaltiniai. Ląstelėje jie neatlieka nei plastinės nei energetinės funkcijos, tik aktyviai dalyvauja medžiagų ir energijos apykaitoje kaip biokatalizatorių kofermentai. Vitaminai yra skirstomi į: a. Tirpius riebaluose b. Tirpūs vandenyje c. Į vitaminus panašias medžiagas. Norint, kad pakaktų šių vitaminų mūsų organizmui labai svarbu, kad mityba būtų pilnavertė. Riebaluose tirpūs vitaminai kaupiasi organizme, jų perteklius ar trūkumas yra pavojingi. Perteklius gali sukelti hipervitaminozę. Perdozavus vitamino A atsiranda galvos skausmai, euforija. D- sutrinka inkstų ir CNS funkcija. Vandenyje tirpių vitaminų biologinę funkciją struktūrinis- funkcinis ryšys su baltymais, ypač su fermentais. Šie vitaminai: nėra kaupiami organizme, jie pašalinami su šlapimu, o trūkumas sukelia avitaminozę. Vitaminas K dalyvauja kraujo krešėjimo sintezėje, C- skatina kolageno ir geležies apykaitą, B1- dalyvauja energijos apykaitoje, H- dalyvauja pernešant CO2.19. Hormonai, jų sintezės vieta ir klasifikacija.Hormonai- specifinės biologiškai aktyvios medžiagos, kurias gamina endokrininės, belatakės liaukos ir išskiria tiesiai į kraują arba limfą. Hormonai išnešiojami po visą organizmą, bei veikia organų sistemą ir funkcijas. Pvz. vaikų organų augimas, vystymasis ir brendimas priklauso nuo pagumburio posmegeninės liaukos priekinės dalies hormonų, lytinių liaukų, antinksčių žievės ir kasos hormonų. Pagal cheminę sandarą hormonai yra skirstomi į 3 grupes: a.) Hormonai- baltymų ir peptidų dariniai b.) Hormonai- aminorugščių dariniai c). Steroidiniai hormonai. Hormonai- baltymų dariniai gali būti paprasti ir sudėtiniai. Jiems priklauso pagumburio neuropeptidai, posmegeninės ir prieskydinės liaukų hormonai, kasos hormonai. Hormonai- rugščių dariniai yra labai jautrūs ląstelės nesteroidiniams receptoriams (adrenalinas, noradrenalinas). Steroidinių hormonų (lytinių hormonų) baltyminiai receptoriai yra citoplazmoje. Kiekviena endokrininė liauka gamina hormonus, kurie pasižymi specifiniu poveikiu ląstelės grupėms ar visam organizmui. Žmogaus organizmo hormonai atlieka 3 pagrindines funkcijas: 1. užtikrina protinį, fizinį, lytinį vystymąsi 2. užtikrina fiziologinę sistemų adaptaciją fiziniams krūviams 3. užtikrina organizmo funkcinių sistemų ir vidinės terpės dinaminį pastovumą tam tikrose homeostazės apibrėžtose ribose. Atsižvelgiant į jų funkciją hormonai dar yra skirstomi į: 1. efektoriniai – kurie tiesiogiai veikia organizmą 2. tropiniai – kurie reguliuoja elektroninių hormonų sintezę ir išskyrimą.20. Medžiagų apykaitos reguliacija ir hormonai ( insulinas, gliukagonas, stresi hormonai)Hormonai aktyviai dalyvauja medžiagų ir energijos apykaitos neurohumoralinėje reguliacijoje. Medžiagų ir energijos apykaitai svarbią įtaką turi hormonų koncentracija kraujyje. Skiriamos 3 humoralinės reguliacijos rūšys: 1. vietinė medžiagų ir energijos apykaitos savireguliacija atliekama vienoje ląstelėje 2. . tarpląstelinė reguliacija atliekama, įtraukiant įvairius metabolitus, hormonus ir biologiškai aktyvias medžiagas 3. neurohumoralinė medžiagų apykaitos procesų reguliacija apima visą organizmą. Viso organizmo neurohumoralinę reguliaciją atlieka CNS ir hormonai. Jie reguliuoja medžiagų ir energijos apykaitą, fiziologines funkcijas koordinuoja ir integruoja gyvybinius procesus. Galimos 5 hormonų poveikio rūšys ląstelėms: 1. metabolinis hormonų poveikis sukelia medžiagų ir energijos apykaitos pokyčius audiniuose 2. morfogeninis poveikis pasireiškia įtaka ląstelės formai, augimui 3. kinetinis poveikis pasireiškia hormonų gebėjimu tapti efektoriais 4. koreguojantis poveikis pasireiškia tada, kai hormonai moduliuoja jau vykstančius procesus 5. atskleidžia hormono gebėjimą keisti audinio reaktyvumą, atsakant į jo paties ar kitų hormonų signalus. Pagal poveikį medžiagų apykaita gali būti nesteroidiniai ir steroidiniai hormonai. Nesteroidiniai hormonai- kiekvienas hormonas turi savo receptorius. Suaktyvinamas baltymais, o jis suaktyvina fermentą ir susidaro gliukozė. Aminorugščių dariniai reguliuoja medžiagų apykaitą ląstelėje sudarydami tam tikrą reguliuojančią grandinę. Steroidiniai hormonai- receptoriai yra ląstelės viduje. Įjungia baltymų informacijos grandinę ribosomose.21. Glikogenolizės, glikolizės ir lipolizės reakcijų reguliacija. Adrenalino poveikis.Glikogenolizė – procesas, kurio metu nuo glikogeno molekulės atskyla gliukozės molekulė. Tai vyksta suaktyvėjus organizmo funkcijoms, dirbant raumenims, susijaudinus, kai audiniuose suaktyvėja gliukozės oksidacija, kuri garantuoja energetinį audinių aprūpinimą. Gliukozės atskilimą nuo glikogeno katalizuoja šie fermentai: fosforilazė ir fosfatazė. Atskilusi laisva gliukozė patenka į kraują ir transportuojama į audinį. Glikogenolizės greitis priklauso nuo hormonų, ją skatina adrenalinas, gliukagonas, jų išsiskyrimą kontroliuoja CNS. vienintelis hormonas mažinantis gliukozės kiekį kraujyje yra insulinas. Glikolizė – yra vienas iš pagrindinių gliukozės katabolizmo būdų, garantuojančių energijos išsiskyrimą ir susikaupimą ATP molekulėse. Glikolizė – tai gliukozės skilimas kuris aerobinėmis sąlygomis baigiasi pirovynuogių rūgšties susidarymu, anaerobinėmis pieno rūgšties susidarymu. Glikolizė, kuri baigiasi laktato susidarymu yra vadinama anaerobine glikolize. Lipolizė – tai lipidų skilimas. Lipolizė prasideda riebaliniame audinyje ir ją aktyvina fermentas adenilatciklazė. Energetiniams poreikiams naudojamos tik laisvos riebalų rūgštys. Todėl iš pradžių lipazės triacilglicerolį hidrolizuoja į glicerolį ir riebiąsias rūgštis, kurios patenka į kraują ir sudaro kompleksus su albuminais. Lipolizės stimuliatoriai – adrenalinas, gliukagonas, tiroksinas somatotropinis. Insulinas skatina riebalų rūgščių biosintezę, skatina riebalų sankaupas depuose.22. Proteinogenezės ir glikogenezės reakcijos reguliuojantys hormonai ir fermentai.Glikogenezė – vadinama glikogeno sintezė iš gliukozės. Daugiausia vyksta kepenyse.Vegetacinės NS dirginimo metu daugiau išsiskiria adrenalino ir noradrenalino padidėja riebalų perėjimas iš sankaupų į kur jie oksiduojami. Lipolizės stimuliacija: adrenalinas, gliukagonas, tiroksinas, somatotropinas..Insulinas skatina riebalų rūgščių biosintezę, slopina riebalų rūgščių oksidacijos procesus, t.y skatina riebalų sankaupas depuose. Gliukozės kiekį kraujyje reguliuoja sudėtingi nerviniai ir hormoniniai mechanizmai. Simpatinės NS dirginimo metu padidėja gliukozės kiekis kraujyje, o dirginant parasimpatinę – sumažėja. Vienintelis hormonas mažinantis gliukozės kiekį kraujyje yra insulinas, visi kiti didina.{labai reikalauja papildymo gal kas turite daugiau?)23. Medžiagų ir energijos apykaitos reakcijų tarpusavio ryšys. Katabolinių ir anabolinių reakcijų koordinacija. Grandininės reakcijos.Medžiagų ir energijos apykaitos reakcijų tarpusavio ryšys. Apie įvairius medžiagų ir energijos apykaitos ryšius galima spręsti iš metabolinių kitimų. Iš jų matyti, kad gyvose sistemose svarbiausių struktūrinių komponentų, jų monomerų apykaitos yra artimai susijusios. Ryšį tarp įvairių medžiagų apykaitų palaiko pagrindiniai tarpiniai metabolitai, kurie sudaro bendrą įvairių monomerų skilimo ir sintezės grandį. Tokiems bendriems tarpiniams metabolitams priklauso piruvatas, acetil-KoA ir citratas. Piruvatas yra bendras gliukozės ir kitų monosacharidų bei aminorūgščių skilimo ir sintezės produktas. Acetil-KoA yra universalus metabolitas.Katabolinių ir anabolinių reakcijų koordinacija. Daugybė biocheminių reakcijų vyksta ląstelėse, kurios yra didesnės nei 0,1mm. Kiekvienoje žinduolių ląstelėje sintetinama apie 10000 baltymų molekulių, kurių didesnė dalis – fermentai. Tačiau nemaža dalis ląstelės membranos fermentų, turinčių didelę įtaką bendrai medžiagų bei energijos apykaitai ir molekulių pernešimui per membranas. Ne visos metabolinės reakcijos vyksta vienoje ląstelės dalyje. Įvairūs fermentai yra skirtingose ląstelės dalyse ir prisitvirtinę ant skirtingų membranų, todėl cheminių substratų bei tarpinių metabolitų srautas kryptingai reguliuojamas ne tik cheminiu, bet ir fizikiniu būdu. Atitinkamose biocheminėse reakcijose dalyvauja ant membranų prisitvirtinę fermentų kompleksai. Įvairūs metabolinės kontrolės mechanizmai reguliuoja ląstelių fermentų aktyvumą, pasikeitus ląstelėse esančioms sąlygoms. Lengviausia medžiagų ir energijos apykaitos reakcijų reguliavimo forma yra aktyvinimo ir inhibicijos procesas, remiantis grįžtamuoju ryšiu, kaip pirmą metabolinio ciklo fermentą veikia to ciklo galutinis produktas. Ilgiau trunkanti reguliacijos forma apima vieno fermento cheminę modifikaciją, veikiant ją kitu fermentu, dažniausiai fosforilinimo būdu. Medžiagų ir energijos apykaitą reguliuojančių mechanizmų deriniai gali ilgam ir stipriai pakeisti ląstelės metabolizmą. Ląstelėje ne visos reakcijos vyksta tuose pačiuose kompartamentuose (dalyse) bei subląsteliniuose dariniuose. Erdvinis ląstelės skirstymas į atskiras dalis, dalyvaujant vidinėms membranoms, padeda ląstelės organoidams atlikti savo biocheminių funkcijų specializaciją. 24. Medžiagų pernešimas per membranas. Palengvinta ir aktyvi pernaša.Medžiagų pernešimas per membranas gali vykti pasyviai difuzijos, filtracijos ir osmoso būdais, pagal koncentracijos gradientą. Pasyviam medžiagų pernešimui nereikia cheminės energijos. Palengvintos difuzijos būdu per membranas pernešamos medžiagos, kurias ląstelė gauna iš išorės. Tokiu būdu į ląstelę patenka cukrus, aminorūgštys, kai kurie jonai. Ji gali būti vienos krypties, dviejų krypčių ir lygiagreti. aktyviam medžiagų pernešimui reikia ATP metabolinės energijos. Šis pernešimas gali būti pirminis ir antrinis. Pirminį aktyvų medžiagų pernešimą atlieka pernešimo ATP-azės naudodamos ATP hidrolizės energiją. Tipiškas pirminio aktyvaus pernešimo pvz. yra K ir Na jonų pernešimas prieš jų elektrocheminį gradientą. K jonams pernešti į ląstelės vidų ir Na jonams pernešti iš ląstelės į aplinką reikia energijos. Antrinio pernešimo metu medžiagos per membraną pernešamos priešinga koncentracijos gradiento kryptimi. Šiuo atveju vienai medžiagai pernešti naudojama kitos medžiagos elektrocheminio gradiento skirtumo energija. Būdingas simportas ir antiportas. 25. ATP sintezė ir panaudojimas ląstelėje. Substracinis ir oksidacinis ADP fosforilinimas.Energetinė apykaita – katabolizmas (disimiliacija). Disimiliacija yra skilimo reakcijų visuma, kurių metu išsiskiria energija. Ji yra kaupiama ATP molekulės makroenergetinėse jungtyse. ATP yra universalus energijos talpiklis. Yra išskiriami 3 disimiliacijos etapai: 1) paruošiamasis – vyksta virškinamajame trakte. Sudėtingiausių organinių jungčių molekulės veikiant fermentams skyla iki paprastesnių. Šilumos pavidale išsiskiria nedidelis kiekis; 2) anaerobinis – nepilna reakcija vyksta hialoplazmoje. Tolimesnis molekulių skilimas į smulkesnius junginius (pvz. gliukozė skyla į 2 pirovynuogių rūgšties molekules, o ši į pieno rūgštį). Šioje reakcijoje dalyvauja fosforo rūgštis ir ADP. Skylant gliukozės molekulei 60% energijos išskiriama kaip šiluma, 40% 2 ATP mol. sintezei , likusi dalis kaupiama.; 3) aerobinis – vyksta mitochondrijos matrikse arba jos vidinėje membranoje. Kai deguonis patenka į ląstelės vidų, ankstesniuose etapuose gautos jungtys skyla iki CO2 ir H2O. Susidariusi ATP išeina iš mitochondrijos ribų ir aprūpina energija reikalingus audinius. Oksiduojantis 2 pieno rūgšties mol. susidaro 38 ATP.26. Raumenų veiklos bioenergetiniai procesai, ATP suvartojimas ir resintezė įvairaus intensyvumo darbe.Vykstant fermentinei ATP hidrolizei išsilaisvina energija, kuri raumenų darbo metu virsta mechaniniu darbu. Susidariusios energijos kiekis priklauso nuo pH terpės, neorganinio fosfato koncentracijos, ATP ir ADP santykio ląst.. ATP kiekis ląst. santykinai pastovus, 0,25% raumenų masės. Didelis ATP kiekis raumenyse susikaupti negali, nes atsiranda ATP-azės substratinis slopinimas. Raumens ATP kiekio užtenka 2-3 viengubiems raumenų susitraukimams. Raumens veiklos metu ATP koncentracija nemažėja. Tai galima paaiškinti tuo, kad raumeninio darbo metu ATP atsinaujina iš skilimo produktų (resintezuojasi) tuo pačiu greičiu kaip skyla raumeninio darbo metu. ATP tarpinės makroenergetinės jungtys, kurias turi fosfatinė grupė ir sugeba perduoti ją su energijos atsargomis į ADP. Šios reakcijos vadinamos perfosforilinimo reakcijomis. Jos katalizuojamos specialiais fermentais. Makroenergetinės jungtys naudojamos ATP resintezei. ATP resintezė raumenų darbo metu gali vykti reakcijose su deguonimi. Esant įprastoms sąlygoms ATP resintezė vyksta aerobiniu būdu, bet esant sunkiam raumenų darbui O2 pernešimas raumenim yra sunkesnis, todėl, kad audiniuose sustiprėja ir ATP resintezės anaerobiniai procesai. Žmogaus griaučių raumenų 3 anaerobinių procesų rūšys, kurių metu galima ATP resintezė: 1) kreatin-fosfokinazės reakcija (alaktatinis anaerobinis procesas). ATP resintezė vyksta perfosforilinimo būdu tarp KF ir ADP; 2) miokinazės reakcija – jos metu ATP resintezė vyksta skylant fermentiniams anaerobiniams angliavandeniams, kuris baigiasi pieno rūgšties susidarymu. Kiekvienam anaerobiniam ir aerobiniam energijos virtimui naudojami 3 kriterijai: 1) galingumo – įvertina energijos virtimo greitį šiame procese; 2) talpumo – įvertina medžiagų energetines atsargas arba sunaudotos energijos kiekį raumenų darbo metu; 3) efektyvumo – parodo santykį tarp energijos, kuri buvo panaudota ATP resintezei ir bendro energijos kiekio, kuris išsiskyrė vykstant šiam procesui. Anaerobiniai procesai turi pirmenybę darant didelio intensyvumo, bet trumpus pratimus. Aerobiniai procesai – ilgai atliekant vidutinio intensyvumo pratimus.27. ANAEROBINIAI ATP RESINTEZĖS BŪDAI ( kreatinkinazės ir miokinazės katalizuojamuose reakcijose bei glikolizės procese)ANAEROBUNIAI ALAKTATINIAI: energijos šaltiniai1)Raumens skaidulų susitraukimo metu pirminės laisvosios energijos šaltinis yra ATP .Jos hidrolizė teikia energiją raumenims susitraukti. Ciklinio raumenų susitraukimo, bei atsipalaidavimo metu ATP yra hidrolizuojama į ADP, o iš jos vėl į ATP.
ATP + H2O ATP-azė ADP + H3PO4 + E
2)Antras raumenų ląstelėse greitai panaudojamas energijos šaltinis yra kreatinfosfatas (KrP) Kai tik dėl raumenų susitraukimų ATP kiekis pradeda mažėti, o ADP didėti, kreatinfosfatas yra pirmas makroenerginių fosfatinių grupių šaltinis ATP resintezei. ADP suaktyvina fermentą kreatinkinazę, kuri katalizuoja KrP ir ADP tarpusavio reakciją bei ~ Pi pernešimą. ATP stygis raumenyse beveik nejuntamas tol, kol juose yra pakankamas kiekis KrP.
KrP + ADP kreatinkinazė ATP + Kr
3)Būdas greitai atkurti ATP kiekį yra fermento miokinazės suaktyvinimas. Šis fermentas geba regeneruoti ATP iš 2ADP molekulių
ADP + ADP miokinazė ATP + AMP
Nors visos šios reakcijos įsitraukia labai greitai, tačiau jų pakanka tik 5-15s trunkančiam maksimalaus intensyvumo darbui.ANAEROBINIAI LAKTATINIAI energijos šaltiniaiDirbant submaksimaliu intensyvumu nuo 15s iki 3min ATP resintezėje vyrauja anaerobinės glikolizės reakcijos. Pagrindiniu dirbančių raumenų šaltiniu tampa raumenų glikogenas ir nuo jo atskelta gliukozė. Šiose reakcijose dalyvaujant fermentams raumenys gali greitai resintetinti ATP iš glikogeno ir nuo jo atskeltos gliukozės susidaro laktatas
Glikogenas Gliukozė anaerobinė greita glikolizė 2ATP + 2laktatas
28.Aerobiniai ATP resintezės būdai, naudojant glikogeną, riebalų ir amino rūgštis.Potenciniai oksidaciniai energijos šaltiniai dirbantiems raumenims yra angliavandeniai (glikogenas , gliukozė), lipidai (riebalų rūgštys), bei aminorūgštys. Aerobinių oksidacijos reakcijų metu gliukozė suskyla iki CO2 bei H2O ir susidaro 38ATP molekulės:
Gliukozė +CO2oksidacinis katabolizmas 6CO2 + 6H2O + 38ATP
Riebalų rūgštys gali katabolizuotis tik aerobiniu būdu, dalyvaujant deguoniui:
Palmitas + O2oksidacinis katabolizmas 129ATP + CO2 + H2O
Svarbiausi lipidai yra triacilglicerolia, iš jų gaunama daugiausia energijos.Aminorūgštystaip pat gali katalizuotis tik aerobiniu oksidacijos katabolizmo būdu
Piruvatas + O2oksidacinis metabolizmas 15ATP + CO2 + H2O
Aerobiniai oksidaciniai mechanizmai suaktyvinami lėčiau ir reakcijų greitis yra lėtesnis už anaerobinių alaktatinių ir anaerobinių laktatinių. Šios reakcijos aprūpina raumenis energija ilgai trunkančiame darbe29.Anaerobinių ir aerobinių ciklinių pratimų bendra charakteristika.Prasidėjus darbui pirmom sekundėm vyraujančią reikšmę pratimų energijai turi ATP sintezė kreatinfosfokinazinėje reakcijoje. Palaipsniui sunaudojant alaktatinį rezervą dirbančiuose raumenyse, vyraujantį vaidmenį vis labiau vaidina anaerobinė glikolizė. Didžiausias galingumas išsivysto po 20s. iki 2,5min., bet susikaupus labai daug pieno rūgšties ir susitraukinėjant raumenims O2 gabenimo į dirbančius raumenis greitis palaipsniui mažėja.2 – 3min. po darbo sudaro bendrą ATP skilimo reakcijų suma kreatinfosfato, pasiekiamas atliekant pratimus max intensyvumu, kurių trukmė 5 – 10s. Esant ilgesniems pratimams galingumas greitai senka ir atliekant pratimus, kurių trukmė iki 3min. alaktatinis anaerobinis procesas neturi vyraujančios reikšmės. Anaerobinio proceso susidarymo greitis greitai didėja didinant pratimų trukmę iki 5 – 7min. ir mažai keičiasi toliau didinant jų trukmę. Sportinėje praktikoje pratimai, kurių alaktatinio ir glikolitinio anaerobinio proceso dalyvavimo bendra dalis sudaro daugiau kaip 60% nuo energetinio poreikio įprastai pasižymint kaip anaerobiniai pratimai. Ilgi pratimai, kur dalyvavimo santykinė dalis sudaro 70% ir naudojama energija – aerobiniai pratimai. Tarpiniai pratimai – mišraus tipo pratimai, kur aerobiniai ir anaerobiniai procesai turi lygius vaidmenis.30. ANAEROBINĮ DARBINGUMĄ UŽTIKRINANTYS IR LIMITUOJANTYS FAKTORIAI. PIENO RŪGŠTIS. METABOLINĖ ACIDOZĖ, pH POKYČIAI. BUFERINĖS SISTEMOS, REGULIUJANČIOS ACIDOZĘIštvermė svarbiausia sportininko fizinė savybė, lementi jo darbingumą.Sugebėjimą kiek galima ilgiau atlikti aerobinį darbą lemia vadinami aerobiniai apykaitos slenksčiai. Nuosekliai didinant darbo galingumą pastebėta kad laktato koncentracija kraujyje pradeda didėti nuo tam tikro darbo galingumo Tas darbo intensyvumas kurį padidinus raumenis aprūpinti energija padeda anaerobiniai ATP sintezės būdai vadinamas laktatiniu slenksčiu. Anaerobinės apykaitos slenksčiai atspindi dirbančio raumens perėjimą nuo aerobinio iki anaerobinio metabolizmo. Kuo tas slenkstis didesnis tuo geresnis individo aerobinis darbingumas. Pieno rūgštis galutinis gliukozės produktas – susidaro tik ANAEROBINĖMIS sąlygomis. Jei O2 yra, gliukozė baigiasi piruvato rūgšties susidarymu, kuri toliau gali būti oksidinama raumenų mitochondrijose. Kiekvieno pieno r. molio susidarymas yra ekvivalentiškas 1-1,5.ATP molio resinteziai. Susikaupus dideliam pieno rūgšties kiekiui raumenyse, išauga H jonų koncentracija. Pieno r. lengvai prasiskverbia per ląstelių membraną. Patekusi iš dirbančių raumenų į kraują, ji reaguoja su kraujo buferine sistema, išskirdama CO2. Kadangi padidėjusi H+ ir CO2 koncentracija yra stiprus signalas kvėpavimo sistemoj, tai patekus pieno r. į kraują sustiprėja plaučių ventiliacija, pagreitėja O2 tiekimas dirbantiems raumenims. METABOLINĖ ACIDOZĖ – tai sutrikęs organizmo rūgščių balansas, kai kraujyje pradeda kauptis rūgštys. Kraujyje tuomet pH mažesnė nei 7,36. Pradiniai pokyčiai, sukeliantys metabolizę acidozę atsiranda pasikeitus kraujo rūgščiųjų karbonatų kiekiui. Metabolizę acidozę gali sukelti padidėjęs rūgščių patekimas iš išorės, medž. apykaitos sutrikimas, pasunkėjęs organinių rūgščių išskyrimas per inkstus arba atvirkščiai. Jeigu pH reikšmė svyruoja tarp 7,34 – 7,30 acidozė nedidelė, jeigu tarp 7,29 – 7,20 acidozė vidutinio laipsnio, o jei lygi ar mažesnė nei 7,19 acidozė l. stipri. Yra išskirtos tokios buferinės sistemos: rūgščiųjų karbonatų, rūgščiųjų fosfatų, hemoglobino, plazmos baltymų buferinės sistemos. Nekompensuotos acidozės metu kraujo pH reguliuoja rūgščiųjų fosfatų buferinė sistemaPIENO RŪGŠTIES SUSIDARYMAS:
CH3 CH3
HCOH HCOH + H+
COOH COO-(pieno r) (laktatas)
Pieno rūgšties perteklius neutralizuojamas natrio karbonatu:
CH3 (silpna rūgštis) CH3
H–C–OH + NaHCO3 H2CO3 + HCOH
COOH CO2 H2O COONa (pieno rūgštis) (natrio laktatas)31.AEROBINĮ DARBINGUMĄ UŽTIKRINANTYS IR LIMITUOJANTYS FAKTORIAI.Sportininkams, ugdantiems aerobinę ištvermę, energijos poreikis beveik pilnai užtikrinamas aerobinių energetinių procesų dėka. Šiems procesams būtinai reikalingas O2 ,todėl did. Darbingumo išlaikymui, sportininkams l. svarbus yra organizmo aprūpinimas O2 , visos sistemos sistemos darnus funkcionavimas. O2 tiekimo dirbantiems raumenims sistemą jungia: 1.O2 prisijungimo prie kraujo hemoglobino plaučių alveolėse ir oksiomioglobino susidarymu.2.Deguonies pernaša į dirbančius raumenis 3.Oksiomioglobino perdavimas savo O2 molekulių mioglobinui, esančiam raumenų citoplazmoje.4.Oksiomioglobino transportas į mitochondrijas ir O2 atidavimas audinių kvėpavimo grandinei.5.O2 įjungimas į energetinės sistemos galutinį etapą ir H2O susidarymas.Tokiu būdu ugdant aerobinę ištvermę ilgai trunkančiam darbui, visos O2 tiekimo grandinės, dirbančių raumenų mitochondrijoms turi būti tiksliai reguliuojamos ir adekvačios organizmo energetiniams poreikiams. Faktoriai ribojantys max. organizmo pajėgumą ir ATP resintezę aerobiniu būdu: laktato kaupimasis raumenyse riboja fermentų aktyvumą ir O2 įsisavinimą iki tam tikro darbo galingumo. Pagal darbo užduoti, ugdant aerobinę ištvermę, susikaupus dideliems laktato kiekiams darbo intensyvumą reikia sumažinti arba visai nutraukti, kad neišsivystytų did. hipoksemija ir hipoksija. Toks darbo intensyvumas, kada laktato kiekis kraujyje pradeda didėti, vad. pirmu laktatiniu slenksčiu. Antras slenkstis, kuomet laktato konc. kraujyje pasiekia 4mml/l ir nuolat didėja. 32.PAGRINDINIŲ RAUMENŲ SKAIDULŲ KAI KURIOS BIOCHEMINĖS CHARAKTERISTIKOS IR JŲ VAIDMUO UGDANT GREITUMO, JĖGOS IR AEROBINĘ IŠTVERMĘ.Pagrindiniams tipams priskiriamos lėtai susitraukiančios(LS) ir greitai susitraukiančios(GS) raumeninės skaidulos. GS tipas skirstomas į du potipius lla ir llb. Mioglobino atsargos: LS didelės; GSa vidutinės; GSb mažos. Glikogeno kiekis: LS didelis, GSa didelis, GSb didelis. Mitochondrijų fermentų aktyvumas: LS didelis, GSa didelis, GSb mažas. Glikolizės fermentų aktyvumas: LS mažas, GSa didelis, GSb didelis. Raumenų susitraukimo greitis: LS mažas, GSa didelis, GSb didelis. Išvystoma jėga: LS maža, GSa didelė, GSb vidutinė. Ištvermė: LS didelė, GSa maža, GSb maža. Nuovargis: LS nedidelis, GSa didelis, GSb didelis. Laktato gamyba: LS mažesnė už vidutinę, GSa vidutinė, GSb didesnė už vidutinę. Sugebėjimas pakelti deguonies įsiskolinimą: LS nėra, GSa didelis, GSb didelis.33.AEROBINĖS IR ANAEROBINĖS ATP RESINTEZĖS PROCESŲ SANTYKIS ATLIEKANT ĮVAIRAUS GALINGUMO IR TRUKMĖS PRATIMUSNormaliomis sąlygomis ATP resintezė vyksta aerobiniu būdu. Bet atliekant fizinį krūvį atsiradus deguonies trūkumui sustiprėja anaerobinės ATP resintezės procesas. Anaerobiniai ir anaerobiniai energijos apykaitos procesai skiriasi galingumu ir talpumu, bei efektyvumu. Pagal šiuos parametrus anaerobiniai procesai turi pranašumą atliekant maksimalaus ir submaksimalaus intensyvumo pratimus, o aerobiniai – atliekant vidutiniškus ir lengvus pratimus.Atsiradus deguonies trukumui pirmoj eilei įsijungia anaerobiniai alaktatinės reakcijos, paskui anaerobinės laktatinės reakcijos, o aerobiniai oksidaciniai mechanizmai suaktyvinami lėčiau ir jų reakcijų greitis yra lėtesnis už anaerobinių alaktatinių ir anaerobinių laktatinių. Aerobinės rekcijos aprūpina raumenis energija ilgai trunkančiame darbe.34 Deguonies pernaša i dirbančius raumenis ir suvartojimas raumenims dirbant. Deguonies deficitas ir skola. Tikroji ir tariamoji pastovioji deguonies suvartojimo būklė.Deguonies pristatymo į raumenis greitis – vienas iš svarbiausiu raumenų aprūpinimo energija veiksnių, nes ATP resintezės greitis mitochondrijose priklauso nuo deguonies koncentracijos ląstelėje. Esant nedideliam metabolizmui, kaip raumuo nedirba, deguonies pristatymo greičio pokyčiai neturi reikšmės ATP resintezės greičiui. Tačiau kai deguonies slėgis ląst.tampa mažesnis už kritinį lygį, tuomet ATP resintezės greitis gali būti palaikomas adaptaciniu ląstelinio metabolizmo pokyčiu dėka. Tai padidina deguonies pristatymą į raumenis ir jo suvartojimą mitochondrijose. Maksimalus jo suvartojimo greitis raumenų mitochondrijose gali būti palaikomas tik iki tam tikros kritinės reikšmės ląst. Jeigu metabolinio aktyvumo lygis raumenų darbo metu viršija maksimalias ATP aerobines resintezės reikšmes, tai didėjantis energijos poreikis gali būti kompensuojamas anaerobines ATP resintėzes sąskaita. Tačiau anaerobines metabolinės kompensacijos diapazonas gana siauras ir tolesnis ATP resintezės greičio didinimas dirbančiuose raumenyse, kaip ir jų funkcionavimas, tampa nebeįmanomas. Deguonis prasiskverbia į kraują per plaučių alveolių ir kapiliarų sieneles dėl O2 dalinio slėgio skirtumo. Tik nedidelė patenkančio į kraują deguonies dalis ištirpsta plazmoje, o didžiąja dalį prisijungia eritrocitai ir hemoglobinas. Hemoglobino gebėjimui prisijungti deguonį reikšmės turi kraujo temperatūra ir pH jonu koncentracija. Pereinant iš ramybės būsenos prie intensyvios raumenų veiklos deguonies poreikis padidėja daugelį kartų, tačiau jis tuoj pat negali būti patenkintas reikia laiko, per kuri sustiprėtu kvėpavimo ir kraujotakos sistemų veikla, kad kraujas, prisotintas deguonies, atkeliautu į dirbančius raumenis. Deguonies suvartojimas raumenyse stabilios būklės metu priklauso nuo atliekamo darbo galingumo. Jei darbas intensyvus, stabili būklė nenusistovi ir deguonies suvartojimas gali didėti iki darbo pabaigos arba tol, kol pasiekiamas max. pagrindinis darbingumą ribojantis veiksnys raumenyse yra mitochondrijų gebėjimas utilizuoti deguonį ir oksidaciniu fermentu gebėjimas panaudoti deguonį dirbančiuose raumenyse. Maksimalus deguonies suvartojimas negali ilgai užtrukti: ilgai trunkančio darbo metu jis sumažėja dėl bendro ir vietinio nuovargio. Deguonies kiekis, kurio reikia organizmui, kad būtu visiškai patenkinti energijos poreikiai, vad.deguonies poreikiu. Intensyvaus darbo metu realus deguonies suvartojimas sudaro tik nedidele deguonies poreikio dalį. Skirtumą tarp deguonies poreikio ir realiai suvartojamo deguonies kiekio vad.deguonies trūkumu. Esant dideliam deguonies trūkumui, suaktyvėja anaerobines ATP resintezės reakcijos, organizme susikaupia daug iki galo nesuoksidintu anaerobines apykaitos produktu. Intensyvaus darbo metu l. suaktyvėja kataboliniai procesai. Skylant ATP išsiskyrusi energija panaudojama ne anaboliniams procesams, bet mechaniniam raumenų darbui. Tačiau prasidėjus darbui ir medžiagų apykaitai, suintensyvėja makromolekulių ir monomeru katabolizmas, susiformuoja paprasčiausi tarpiniai metabolitai, kuriuos organizmas šaliną iš ląst. ar panaudoja kaip pradine medž. nauju monomeru ir makromolekulių sintezei. Anaboliniai ir kataboliniai medž.apykaitos būdai susiję su terminaline medž. oksidacijos faze, kur jos sudega iki galutinių produktų (CO2 ir H2O) susiformuojant dideliam energijos kiekiui. Be CO2 ir H2O, galutiniais apykaitos produktais tampa šlapalas bei šlapimo rūgštis. Esant stabiliai medž. apykaitos būklei, dalis anaerobiniu reakc.susidariusių tarpinių metabolitų gali oksiduotis dėl sustiprėjusios aerobines apykaitos, o kita jų dalis pašalinama iš organizmo po darbo. Išnaudotiems energiniams substratams papildyti ir ne iki galo oksiduotiems produktams pašalinti reikalingas papildomas deguonies kiekis, todėl po darbo dar kuri laika jo poreikis ir suvartojimas yra padidėjęs. Šis papildomas suvartojimo kiekis vad.SKOLA. Deguonies skola būna visada didesne už deguonies trūkumą
35.Energetinių išteklių mobilizavimas dirbant įvairiu intensyvumu. Metabolinių – energetinių sistemų talpumas, galingumas,efektyvumas.. Organizmo gebėjimą kuo ilgiau aprūpinti dirbančius raumenis galima suprasti kaip galingumo, talpumo ir efektyvumo parametrų darinį, todėl visi ištvermės pasireiškimo būdai gali būti kokybiškai įvertinti: 9 bioenergetiniais kriterijais: 3 talpumo (alaktatinio, glikolitinio ir aerobinio), 3 galingumo, 3 efektivumo. Atskirų komponentų ištvermė kinta priklausomai nuo atliekamo pratimo galingumo ir trukmės. Atliekant vidutinio galingumo pratimus, kur E. sąnauda neviršija maksimalios aerobinės E., gamybos padidėjimo greičio, ištvermei daugiau įtakos turi aerobinis komponentas. Padidėjus pratimo galingumui virš kritinės ribos ištvermės aerobinio komponento vaidmuo vis mažėja . Ilgai trunkančius pratimus atliekant maksimaliu galingumu, pasireiškia trumpo darbo aerobinė ištvermė. 36Biochminiai pokyčiai, atsirandantys dirbant, įvairiuose organuose ir audiniuose treniruočių metu. Greitoji ir ilgoji adaptacijaKraujo biocheminiai pokyčiai:eritrocitai nesugeba greitai adaptuotis prie pasikeitusiu aplinkos sąlygų, nesugeba sintetinti nauju baltymu. Eritrocitams budinga anaerobinio glikolitinio pobūdžio energijos apykaita. Vykstantis eritrocituose glikolizes procesas yra pagrindinis Na+,K+-ATP-azės energijos šaltinis. Glikolizes proceso blokada išlygina tarpmembraninį potencialą ir eritrocitai žūsta. Eritrocitu specifine funkcija atlieka sudėtinis baltymas hemoglobinas.jo funkcija-prisijungti ir pernešti deguonį iš plaučių į audinius, o CO2-iš audinių į plaučius. Fizinio krūvio metu hemoglobinas atlieka gigantišką darbą, pernešdamas iš plaučių į audinius milijonus deguonies molekulių.Raumenų ląst. membranų laidumo pokyčiai. Intensyvaus fizinio krūvio metu gali padidėti membranų ne tik kokiam nors vienam katijonui, bet ir keliems katijonams bei protonams. Kai intensyviai dirbančių raumenų skaidulose kaupiasi laktatas ir susidaro H+ jonų perteklius bei pasikeičia rūgštingumas, K+ jonai lengvai pereina per ląstelių membranas. Įvairus perkėlikliai K+ jonus gali pernešti, keisdami juos į protonus. Tada pH išsilygina. Be to dirbant susidarę dipeptidai bei nepolines aminorugštys membranose gali sudaryti kanalus,pro kuriuos praeina turintys teigiama krūvį H+, Na+, K+ ir kiti jonai.Biocheminiai pokyčiai širdyje,galvos smegenyse,griaučių raumenyse. Raumenims dirbant pakinta energijos apykaitos greitis širdies raumenyje(miokarde).Širdies raumuo išraizgytas tankaus kapiliaru tinklo, kuriuo patenka didelis deguonies kiekis, ir turi aktyvių aerobines apykaitos fermentų, todėl joje vyrauja aerobines energinės reakcijos. Įtempto fizinio krūvio metu miokardas oksiduoja su krauju į širdį patenkančia pieno r.,todėl širdies glikogeno atsargos beveik nenaudojamos. Dirbant labai sustiprėja medž. ir energijos apykaita galvos smegenyse, tai padidina kraujo atnešto deguonies suvartojimą, glikogeno ir fosfolipidų susidarymo greitį, sustiprina baltymų katabolizmą ir amoniako kaupimąsi. Smegenis, kaip ir širdį, energija aprūpina aerobiniai procesai. CN sistemoje darbo metu ATP mažėja, bet, pasiekus tam tikra riba, jos kiekis nebekinta, nes įsijungia kreatinfosfokinazes katalizuojama reakcija ir vyksta ATP resintezė iš kreatinfosfato. Kad fizinio krūvio metu smegenys gautu pakankamai energijos motoriniams impulsams generuoti, gliukozės katabolizmas turi vykti aerobiniu būdu. Maždaug 90proc. suvartojamos gliukozės smegenyse suskyla iki CO2 ir H2O. Nedidelė gliukozės dalis smegenyse oksidinama pentoziniame cikle, kuris vyksta visose smegenų ląst. Be aerobinio gliukozės katabolizmo, smegenų ląst. gali vykti ir glikolizės reakcijos bei kauptis laktatas.Biocheminiai pokyčiai, vykstantys griaučių raumenyse fizinio darbo metu, paprastai apibudinami pagal raumenų metabolizmo tarpinių produktų kiekį kraujyje, šlapime, iškvepiamame ore arba tiesiog raumenyse.Kepenų biochemines būklės pokyčiai. Medžiagų apykaita reguliuojančios kepenų funkcijos pokyčiai dirbant sutrikdo homeostaze, atsiranda disproteinemijos, pakinta baltymu frakcijų santykis plazmoje, pakinta kraujo krešumą reguliuojančios sistemos, įvairias medž. pernešančių baltymų. Intensyviai dirbant labai kinta ureageneze (šlapalo sinteze).šlapalas yra baltymų katabolizmo galutinis produktas.L.svarbu yra nustatyti, kada ir kiek fizinių pratimų metu šlapalo koncentracija kraujyje padidėja. Sportinėje praktikoje šlapalo norma laikoma 2,6-8,3 mmol/l.Inkstu biochemine būkle dirbant. Intensyviai dirbant kinta šlapimo kiekis ir sudėtis.darbo metu sportininkas su prakaitu netenka daug vandens ir druskų. Posmegeninėje liaukoje padidėja hormono vazopresino sinteze ir išsiskyrimas į kraują. Tai didina vandens reabsorbcija inkstų kanalėliuose ir mažina diureze, todėl dirbant per inkstus išskiriamo šlapimo kiekis sumažėja. Intensyvaus darbo metu šlapime atsiranda daug rūgščių, tarpinių metabolitų ir galutinių baltymų apykaitos produktų. Pratekančiame per inkstus kraujyje kaupiasi laktatas, didėja H+ jonų koncentracija, keičiasi inkstų kanalėlių epitelio būklė – jis tampa laidus plazmos baltymu molekulėms, atsiranda sportinė proteinurija.37. Metabolinės acidozės kompensacija. Buferinės sistemos. Laktato neutralizavimas. Acidozė – tai toks rūgščių ir bazių pusiausvyros sutrikimas, kurio metu kraujyje atsiranda absoliutus ar santykinis rūgščių perteklius. Atsižvelgiant į kompensacijos laipsnį, visas acidozes galima suskirstyti į kompensuotas, iš dalies kompensuotas ir nekompensuotas. Kompensuota acidozė – tai tolia būklė, kai keičiasi absoliutūs ir kiekiai, tačiau jų santykis kraujyje lieka normalus (apie 20:1). Kraujo pH reguliuoja rūgščių karbonatų, rūgščių fosfatų, hemoglobino ir plazmos baltymų buferinės sistemos. Viena pagrindinių žmogaus organizmo buferinių sistemų yra rūgščiųjų karbonatų sistema, kurios poveikis kraujo pH pastovumui yra 7 – 9 %. Šią sistemą sudaro laisvoji anglies rūgštis (ištirpusi kraujo plazmoje ir eritrocituose) ir (ištirpę kraujo plazmoje) bei (ištirpę eritrocituose). Kraujo rūgštieji karbonatai yra pagrindinis bazių rezervas kraujyje. Organizme susidariusios rūgštys (pieno rūgštis intensyvaus raumenų darbo metu) jungiasi su plazmos rūgščiaisiais karbonatais, o reakcijos metu išsiskyrusi anglies rūgštis suskyla į anglies dvideginį ir vandenį. Kvėpavimo centras labai jautriai reaguoja net ir į nedidelį kiekio padidėjimą kraujyje, todėl intensyvėja plaučių ventiliacija, anglies dvideginis šalinamas pro plaučius. Pradėjus veikti kompensaciniams mechanizmams, rūgščiųjų karbonatų kiekis kraujyje ir santykis greitai sunormalėja, ir pH nesikeičia. Taigi pagrindinė rūgščių kiekio kraujyje neutralizuotoja yra rūgščiųjų karbonatų sistema. Kitų buferinių sistemų įtaka šiam procesui nedidelė. Normalų anglies rūgšties ir rūgščiųjų karbonatų kiekių santykį palaiko rūgščių ir bazių pusiausvyros reguliacijos mechanizmai. Jei susikaupęs labai didelis kiekis pieno rūgšties (laktato) kiekis sutrikdo medžiagų apykaitą, rūgščių ir bazių pusiausvyrą bei kraujo pH palaiko cheminiai ir neurohumoraliniai reguliacijos mechanizmai, kurie neleidžia priartėti prie kritinės ribos.Didesnė dalis laktato, susidariusio raumenyse fizinio krūvio metu esant hipoksijai, išplaunama į kraują. Padidėjusi laktato ir kiekį iš karto neutralizuoja rūgščiųjų karbonatų buferinė sistema, kurios talpumas sportininkų kraujyje yra padidėjęs. Tačiau svarbiausias sportininkų organizmo atsparumo dideliems laktato kiekiams mechanizmas yra adaptyvaus mechanizmo susiformavimas bei susidariusio raumenyse laktato metabolinis panaudojimas įvairiuose organuose. Pasibaigus hipoksijai, dalis laktato pačiuose raumenyse oksiduojasi ir susidaręs piruvatas vėliau „sudega“ aerobinės apykaitos reakcijose. Tačiau didelę dalį pieno rūgšties kraujas nuneša į organus (kepenis ir inkstus), kuriuose vyksta aktyvus gliukoneogenezės procesas ir kur ji beveik visa metabolizuojasi į gliukozę ir glikogeną. Vadinasi, šiuo atveju į gliukoneogenezę (vykstančią kepenyse) galima žiūrėti kaip į mechanizmą, pritaikytą laktatui, susikaupusiam raumenyse dirbant hipoksijos sąlygomis, šalinti.38. Fizinių pratimų sisteminimas pagal biocheminių pokyčių pobūdį dirbant. Ištvermę ugdantiems sportininkams labai svarbūs yra aerobinės energijos gamybos mechanizmai, todėl pagrindiniai pratimai jiems lavinti bus didelio ir vidutinio galingumo pratimai, atliekami intensyvumu, artimi anaerobinės apykaitos slenksčio ribai.Koco (1986) fizinius pratimus skirsto į 8 grupes: tris – anaerobines, penkias – aerobines. Anaerobiniams pratimams priklauso: 1) maksimalaus anaerobinio galingumo pratimai (iki 15 – 20 s); 2)artimi maksimaliam (20 – 45 s); 3) submaksimalaus anaerobinio galingumo (iki 45 – 120 s). Aerobiniams pratimams priklauso: 1)maksimalaus aerobinio galingumo pratimai (3 – 10 min); 2)artimi maksimaliam (10 – 30 min); 3) submaksimalaus (30 – 80 min); 4) vidutinio (80 – 120 min); 5) mažo aerobinio galingumo (per 2 val.).Metabolizmo greitis dirbant raumenims priklauso nuo bendro darbe dalyvaujančių raumenų kiekio, raumenų darbo režimo, intensyvumo, trukmės, pratimų kartojimo skaičiaus, pauzių trukmės tarp pratimų. Priklausomai nuo darbe dalyvaujančių raumenų kiekio, darbas skirstomas į lokalinį (jei dalyvauja ne mažiau kaip ¼ visų kūno raumenų), regioninį ir globalinį (jei darbe dalyvauja daugiau kaip ¾ visų kūno raumenų).Globalinis darbas sukelia didelius biocheminius pokyčius visuose organuose ir audiniuose.Lokalinis darbas sukelia nedidelius pokyčius dirbančiame raumenyje, tačiau šie judesiai visame organizme biocheminių pokyčių nesukelia.Regioninis darbas daro didesnį poveikį biocheminiams pokyčiams raumenyse bei lokalinis darbas. Metabolizmui įtakos turi ir raumenų veiklos režimas. Statinio raumenų darbo metu kapiliarai užspaudžiami, todėl raumenys blogiau aprūpinami deguonimi ir maisto medžiagomis, energijos gamyba vyksta anaerobinių reakcijų būdu.Atliekant dinaminį fizinį krūvį, raumenys geriau aprūpinami deguonimi, nes nuolat susitraukiantys raumenys veikia lyg savotiškas siurblys, siurbiantis kraują per kapiliarus. Po statinio darbo reikalingas ne poilsis, o dinaminis darbas.Pagal V. Farferio klasifikaciją darbas gali būti skirstomas į 4 galingumo zonas: maksimalaus, submaksimalaus, didelio ir vidutinio.Maksimalaus galingumo zonoje darbas gali trukti 15 – 20 sekundžių, energija gaunama iš KrP, ATP atsargų ir šiek tiek iš glikolizės. Kadangi glikolizė šioje zonoje dar nepasiekia savo maksimalaus dydžio, todėl pieno rūgšties kiekis kraujyje neviršija 1 – 1,5 g/l. Deguonies poreikis sudaro 7 – 14 l, o deguonies įsiskolinimas 6 – 12 l, t.y. 90 – 95 % poreikio.Dirbant submaksimalaus galingumo zonoje energija tiekiama anaerobinės glikolizės būdu. Kraujyje susikaupia daug pieno rūgšties (iki 2,5 g/l). Deguonies poreikis sudaro 20 – 40 l, energijos sunaudojama 4 – 5 kartus daugiau negu maksimalaus darbo metu, nes darbas trunka nuo 20 sekundžių iki 2 – 3 minučių. įsiskolinimas šioje darbo galingumo zonoje yra didžiausias ir siekia 20 l, tai sudaro 50 – 90 % poreikio.Didelio galingumo zonoje darbastali trukti iki 30 minučių. Pagrindinį vaidmenį energijos gamyboje vaidina aerobinėmis sąlygomis dar yra gana aukštas glikolizės procesų išsivystymo lygis, tačiau, ilgėjant darbo trukmei, jų intensyvumas mažėja. Tokio darbo metu deguonies poreikis gali siekti 50 – 150 l. Pieno rūgšties koncentracija kraujyje – 1,5 – 0,8 g/l.Vidutinio galingumo zonoje darbas gali trukti 4 – 5 valandas. Energija gaminama aerobinėmis sąlygomis. Deguonies poreikis siekis 500 – 1500 l, o deguonies įsiskolinimas neviršija 5 l. Pieno rūgšties kiekis kraujyje ne didesnis kaip 0,6 – 0,8 g/l, kraujyje atsiranda dideli kiekiai baltymų apykaitos produktų. Organizmas tokio darbo metu praranda daug vandens ir druskų.39. Medžiagų ir energijos apykaitos reguliacija: ląstelinė, tarpląstelinė, viso organizmo lygmenyje.Fizinio krūvio metu energijos pernešimas raumenų ir ląstelių viduje labai suintensyvėja. Dirbant aerobinėmis sąlygomis, mitochondrijose susidaro abu energiniai tarpininkai – ATP ir protonų energetinis potencialas, o anaerobinės glikolizės metu sarkoplazmoje susiformuoja tik ATP. Mitochondrijose susidariusi ATP praeina pro membraną, aktyviai dalyvaujant specialiems pernašos baltymams, kurie iškeičia ją į išorinę ADP. Vandens terpėje ATP pernešama į panaudojimo vietas difuzijos būdu. Mitochondrijose iš ATP ir kreatino susidaręs kreatinfosfatas difunduota į sarkoplazmą, tada nunešamas prie sarkoplazmos apiplaunamų miofibrilių, kur perduoda savo makroenerginę fosfatinę grupę ADP ir virsta ATP. Tokiu būdu iš kreatinfosfato ir ADP susiformavusi ATP panaudojama čia pat miofibrilių mechaniniam susitraukimui.Intensyviai dirbančiuose raumenyse susidaro įvairūs tarpiniai metabolitai, kurie gali pakeisti jų energines bei metabolines reakcijas. Tie metabolitai aktyvina ar apriboja medžiagų ir energijos apykaitą, glikolizės ar oksidacinės fosforolizės reakcijas. Tarp medžiagų, suaktyvinančių energijos apykaitą glikolizės procese, yra natūrali gliukozė ir jos fosforilinti dariniai – gliukozės – 6 – fosfatas bei fruktozės – 1,6 – difosfatas. Jie gerina energijos apykaitą dirbančiuose raumenyse, įsijungdami į glikolizės procesą, o paskui – ir į biologinės oksidacijos reakcijų grandinę mitochondrijose. Todėl sporto praktikoje dažnai vartojami prieš treniruotes ir varžybas.40.BIOCHEMINIAI POKYČIAI ORGANIZME NUVARGUS IR ATSIGAVIMO PERIODU PO VARGINANČIO DARBO. MITYBOS REIKŠMĖ GREITAM JĖGŲ ATIDAVIMUI.Sportininkų nuovargis – tai fizinio krūvio sukeliamas laikinas darbingumo mažėjimas. Yra bendras viso organizmo nuovargis ir vietinis dirbančio raumens nuovargis. Reiškiantis nuovargiui biocheminiai pokyčiai dirbančiuose raumenyse, organuose ir audiniuose būna įvairiopi. Sportininko darbingumo mažėjimas gali būti susijęs su:1. energetinių substratų išteklių mažėjimu2. tarpinių metabolitų kaupimusi3. pagrindinių energetinių ciklų fermentų aktyvumo mažėjimu4. hormonų sintezės pokyčiais, savo ruožtu sukeliančiais energetinių substratų mobilizacijos pokyčius bei fermentų aktyvumo mažėjimą.5. H2O ir elektrolitų pusiausvyros sutrikimas6. kitais biocheminiais pokyčiaisBiocheminiai pokyčiai, vykstantys sportininkų organizme atsigavimo po po darbo laikotarpiu leidžia:1. kuo greičiau pašalinti tarpinius metabolitus ir medžiagų apykaitos atliekas, susidariusias treniruojantis.2. kuo greičiau atkurti darbo metu suardytus struktūrinius darinius bei sugrąžinti išeikvotą energetinių substratų pusiausvyrą.Atsigavimo metu metabolizmas pereina nuo katabolinių procesų, vykusių dirbančiuose raumenyse, prie anabolinių.Iškart po darbo organizmas stengiasi išlyginti O2 pusiausvyrą, prisotinti kraują ir dirbusius raumenis O2, tačiau pašalinti O2 skolą pavyksta ne taip greitai,nes jis reikalingas daugelio atsigavimo laikotarpiu vykstančių reakcijų. Kad organizmas atsigautu reikia gerai subalansuoto maitinimosi.41. ATSIGAVIMO PROCESŲ HETEROCHRONIZMAS. SUPERKOMPENSACIJOS DĖSNISVienas iš svarbiausių atsigavimo po fizinio krūvio vyksmo ypatybių yra įvairių rodiklių atsigavimo iki pradinio lygio heterochroniškumas (ne vienu metu tam tikra tvarka). Atsigavimo heterochroniškumas pirmiausia priklauso nuo treniruotės krūvio pobūdžio. Jis lemia įvairių organų ir f-jų dalyvavimo atliekamame darbe laipsnį, rodo jų nuovargio lygį ir atsigavimo trukmę. Tai pakankamai ryškiai pasireiškia raumenyse, kurių nuovargio dydis ir atsigavimo trukmė tiesiogiai priklauso nuo jų aktyvumo atliekant fizinį krūvį.Pirmiausiai atsistato KrP;glikogenas;baltymai Atsigavimo laikotarpiu labai suintensyvėja resintezės r-jos bei anabolinė metabolizmo fazė. Todėl išeikvotų medžiagų kiekis yra atkuriamas ne tik iki pradinio lygio, bet ir viršija tą lygį. Šis laikinas reiškinys vadinamas superkompensacija, kuri atsiranda dėl padidėjusios fermentų aktyvumą stimuliuojančių hormonų sintezės. Hormonų sintezę suaktyvina didelė tarpinių metabolitų koncentracija bei kiti veiksniai.42. SPORTININKO DARBINGUMO BIOCHEMINIAI FAKTORIAI. SPORTININKO DARBINGUMO SPECIFIŠKUMAS.Žmogaus fizinis darbingumas priklauso nuo daugelio faktorių: 1) greitumo ir jėgos savybių išvystymas, bei koordinacijos; 2) bioenergetinės organizmo galimybės; 3) judesių atlikimo technika; 4)sporto kovos taktika; 5) sportininko pasirengimas.Greitumo, jėgos savybes ir žmogaus bioenergetikos ypatumai sudaro vidinių galimybių faktorių grupę.Sportininko technika, taktika ir psichinis pasirengimas sudaro potencialių galimybių grupę, pasireiškiančią konkrečiomis atskirų sporto šakų sąlygomis. Iš biocheminių faktorių, lemiančių žmogaus greitumo jėgos gebėjimus, išskiria kontraktinių raumenų baltymų bendras kiekis ir jų fermentinės savybės. Svarbiausias biocheminis faktorius, limituojantis fizinį darbingumą, yra organizmo bioenergetinės galimybės. Jokio darbo negalima atlikti neišeikvojus energijos. Raumenims dirbant energija gali išsilaisvinti aerobiniu ir anaerobiniu būdu. Kiekvieną iš šių fizinio darbingumo komponentų gali apibūdinti trijų rūšių biocheminiai kriterijai:1. Galingumo kriterijus atspindi energijos išskyrimo greitį metaboliniuose procesuose.2. Talpumo kriterijus rodo energetinių substratų atsargų dydį ar fizinių pratimų metu organizme įvykusių metabolinių procesų bendrą apimtį, parodo kuriam laikui užtenka.3. Efektyvumo kriterijus rodo kiek medžiagų apykaitos metu išsiskyrusi energija panaudojama specifiniam fiziniam darbui atlikti. Tai energijos kiekis, kuris paverčiamas mechaniniu darbu. Vieni kriterijai leidžia įvertinti biocheminius pokyčius įvairiuose organuose ir audiniuose ir todėl turi vietinę reikšmę.43. TRENIRUOČIŲ POVEIKIS SPORTINIAM DARBINGUMUI. GREITASIS , LIEKAMASIS IR KUMULIATYVUS TRENIRUOČIŲ EFEKTAS.Treniruodamasis žmogus gali atlikti vis intensyvesnius ir ilgiau trunkančius krūvius. Sporto treniruotė sudėtingas biologinis procesas, tampriai susijęs su cheminių medžiagų sunaudojimu ir atkūrimu, su cheminės energijos sukūrimu ir jos pavertimu mechaniniu darbu. Reguliariai treniruojantis raumenyse vyksta biocheminiai pokyčiai, kurie padidina funkcinį raumenų pajėgumą,tobulina jų jėgą ir ištvermę. Treniruojantis palengvėja ne tik ATP skilimas, bet ir aerobinė bei anaerobinė resintezė tarp atskirų raumenų susitraukimų, raumenyse padidėja energijos šaltinių ištekliai, padidėja kreatinfosfato, glikogeno, lipidų kiekis. Labai padidėja fermentų aktyvumas katalizuojančių anaerobinės ir aerobinės oksidacijos procesus. Patys energijos šaltiniai tampa labiau prieinami fermentų poveikiui. Labai didelę reikšmę fiziniam darbingumui turi besitreniruojant padidėjęs mioglobino kiekis. Mioglobinas yra raumenų baltymas, prisijungiantis O2 daug kartų aktyviau už kraujo hemoglobiną. Dėl to raumenyse padidėja O2 rezervas, kuris gali būti panaudotas tada, kai organizmui tenka dirbti nepakankamo aprūpinimo O2 sąlygomis. Treniruotės pagerina raumenų atsipalaidavimą po fizinių krūvių.Greitąjį treniruotės efektą sudaro biocheminiai ir funkciniai pokyčiai, atsirandantys raumenyse, smegenyse, kraujyje, ir kituose organuose dirbant ir tuojau pat po darbo. Priklausomai nuo treniruotės intensyvumo ir trukmės, keičiasi angliavandenių, riebalų ir baltymų kiekis raumenyse bei kraujyje, padaugėja jų apykaitos produktų, pasikeičia šarmų ir rūgščių pusiausvyra, fermentų kiekis ir aktyvumas, hormonų spektras.Liekamąjį treniruotės efektą sudaro biocheminiai pokyčiai, išliekantys atsigavimo laikotarpio vėlyvosiose fazėse ir sąlygojantys liekamuosius reiškinius po treniruočių.Kumuliatyvųjį treniruotės efektą sudaro biocheminiai pokyčiai, kurie atsiranda sumuojantis liekamiems daugelio treniruočių reiškiniams.44. AMŽIUS IR SPORTINIS DARBINGUMAS. BIOCHEMINIAI POKYČIAI ĮVAIRIAME AMŽIUJE.Metams bėgant sportininko fizinis darbingumas kinta. Su amžiumi padidėja bendra kūno masė, griaučių raumenyse padidėja pagrindinių aerobinių ir anaerobinių apykaitos procesų fermentų kiekis, padidėja jų aktyvumas ir stabilumas, tobulėja vegetacinė sistemų veikla.Vegetacinių sistemų rodikliai paprastai pasiekia maximuma žmogui esant 20-25 metų a. Šio amžiaus sportininkai pasiekia sportinius rezultatus tose sporto šakose, kuriose reikalingas aukštas energetinis potencialas. Esant 40 metų fizinio darbingumo fiziniai rodikliai po truputį mažėja ir 60 metų sumažėja beveik dvigubai palyginti su 20-30m. Metams bėgant pastebimi tik tam tikri bioenergetinių rodiklių dinamikos skirtumai. Vyrų anaerobinis galingumas greitai didėja artėjant iki 20 metų, max. išlieka iki 30m., po to mažėja. Moterų anaerobinis galingumas pasiekiamas 18m., o O2 suvartojimo didžiausius rodiklius moterys pasiekia 20m ir išlieka iki 35m, po to mažėja. Bioenergetinių procesų talpumo ir efektyvumo rodikliai didėja lėtai, sistemingai treniruojantis didžiausią lygį jie pasiekia 25-30m.
45. SPORTININKŲ GREITUMO – JĖGOS SAVYBIŲ UGDYMO BIOCHEMINIS PAGRINDAS.Greitumo ir jėgos ypatybių reikalaujančiose sportinėse šakose dabar taikomi 2 pagr. Šias ypatybes ugdantys metodai: max. pastangų, kartojimo max. pastangomis metodai. 1 atveju naudojami savo struktūra artimi pratimai varžyboms arba pačios arba pačios varžybos.Pratimai kartojami keletą kartų – poilsio intervalas nereglamentuotas. Pratimas atliekamas kol raumenyse pasiekiama kritinė KrP koncentracija.Užtikrinanti max ATP resintezės greitį. Tokio KrP kiekio pakanka, kad pratimą būtų galima atlikti 5-6k., o per visą treniruotę tai pakartoti 10-12k., KrP kiekiui dirbančiuose raumenyse sumažėjus, sustiprėja glikolizė, kaupiasi pieno rūgštis, keičiasi pH. Dėl šių pokyčių slopinamas miozino ATP azės aktyvumas. Todėl treniruotę reikia nutraukti, kai tik pastebimas max., galingumo sumažėjimas arba l. padaugėja pieno rūgšties, sutrinka pH pusiausvyra. Kartojimo max. pastangomis metodas aktyvina susitraukimą lemiančių baltymų (miozino,aktino) sintezę ir didina raumenų masę. Krūvio galingumas paprastai yra nedidesnis kaip 70 proc., max. izomerinės jėgos dydžio. Pratimai kartojami daug kartų tol kol visai nepajėgiama jų atlikti. Jei krūvis viršija 50 proc., max. galingumo, tai kraujotaka raumenyse smarkiai sumažėja, o tai sukelia lokalinę hipoksiją. Šiomis sąlygomis išnaudojami anaerobiniai alaktatiniai išteklia, greičiau susidaro pieno r. Baltymų skilimo produktai, kaip ir laisvasis kreatinas, suaktyvina baltymų sintezę poilsio metu, kai atsigauna normalus raumenų aprūpinimas O2 ir sustiprėja maisto medž. pristatymas į juos. Susikaupusi pieno r. raumenyse pakeičia osmosinį slėgį juose, o tai padeda sulaikyti raumenyse tarpląstelinį skystį, turintį daug maistinės medž. Sistemingai kartojant tokias treniruotes, raumenyse padidėja susitraukimą lemiančių baltymų kiekis, padidėja bendra raumenų masė. Per treniruotes protingai derinant ir nuosekliai taikant abu metodus, galima greitai išugdyti sportininkų greitumo ir jėgos ypatybes.46.AEROBINĖS IŠTVERMĖS BIOCHEMINIAI PAGRINDAO. ANAEROBINĖS APYKAITOS SLENKSTIS. TRENIRUOTO ORGANIZMO BIOCHEMINĖ CHARAKTERISTIKA.Ištvermė – svarbi fizinė savybė, lemianti sportininko darbingumo bendrą lygį. Ji gali pasireikšti kaip darbo trukmė – kuo ilgesnė ištvermė tuo sportininkas ilgiau įstengia dirbti nemažindamas intensyvumo. Konkretus ištvermės pasireiškimas visada yra specifinio pobūdžio. Kadangi, organizme yra 3 skirtingi energijos šaltiniai: alaktatinis, glikolizinis, aerobinis – tai bendros ištvermės pasireiškimą galima įsivaizduoti kaip šių energetinių šaltinių įvairaus galingumo, talpumo, efektyvumo parametrų santykių rezultatą. Max intensyvumo trumpalaikių pratimų metu anaerobinės glikolizės ir aerobinės energijos gamybos būdo procesai nepasiekia savo didžiausio galingumo, o jų energetinis išeikvojimas nežymus. Atliekant didžiausio intensyvumo pratimus ištvermės pasireiškimas priklauso nuo aerobinio alaktatinio proceso parametrų. Ilgai trunkančių vid. Intensyvumo pratimų metu ištvermės pasireiškimą lemia aerobinių energetinių procesų parametrai. Kadangi ištvermės rodikliai priklauso nuo sportininkų aerobinių ir anaerobinių energetinių galimybių tai ištvermės treniruotės turi būti skiriamos specifinėms organizmo bioenergetinėms savybėms didinti.47. AEROBINIŲ IR ANAEROBINIŲ REAKCIJŲ SEKA GRIAUČIŲ RAUMENYSE DIRBANT ĮVAIRIU INTENSYVUMU SKIRTINGĄ LAIKĄ (BENDRA SCHEMA) ,,MIRTIES TAŠKAS” IR JO NUGALĖJIMASPagal galingumo rodiklius anaerobiniai ir aerobiniai bioenergetiniai procesai tarpusavyje skiriasi. Didžiausias energijos gamybos bei anaerobinio alaktatinio procesų galingumas pasiekiamas atliekant pratimus kurių trukmė apie 5s. Max energijos gamybos sustiprėjimas anaerobinės glikolizės procesuose pastebimas atliekant pratimus kurių trukmė 30s. Aerobinių procesų max galingumas pasiekiamas atliekant pratimus kurių trukmė 2-7min. Aerobinių procesų max. galingumas pasiektas dirbant 2min. Gali išsilaikyti iki 15-30min. Atliekant pratimus ilgiau jis po truputį mažėja.Aerobinės gamybos vid. Dydis sudaro 80-85 procentus aerobinio galingumo max dydį. Alaktatinis ir glikolitinis anaerobinių procesų galingumas ilgėjant pratimų atlikimo laikui greitai mažėja. Aerobinių procesų energetinis talpumas yra daug kartų didesnis už alaktatinių ir glikolitinių procesų talpumą. Dirbančių raumenų mitochondrijose vykstantiems oksidacijos procesams energetinius substratų fondus sudaro ne tik anglevandenių ir riebalų atsargos bet ir kraujo gliukozė, riebiosios r., glikogeno atsargos, taip pat audinių rezerviniai riebalai. ,,MIRTIES TAŠKAS”(MT) ir jo nugalėjimas kartais įtempto raumenų darbo metu praėjus kelioms minutėms nuo darbo pradžios sportininko būklė pradeda staigiai blogėti. Tuo momentu jis jaučia nuovargį, spaudimą krūtinėje, dusulį,. Kai kada sutrinka judesių koordinacija ir sumažėja darbingumas, tokia būklė vadinama mirties tašku Jeigu sportininkas valios pastangomis ją nugali tai atsiranda tam tikras palengvėjimas, įgavęs antrojo kvėpavimo pavadinimą. Truputį sumažinus bėgimo greitį, pradėjus giliau kvėpuoti judesių koordinacija pagerėja, kvėpavimas išsilygina, padidėja prakaitavimas. MT atsiranda todėl, kad darbo pradžioje išsivysto netinkamos skeleto raumenų veiklos ir sistemų aprūpinančių organizmą deguonimi pajėgumas. MT atsiranda kai per daug intensyvi darbo pradžia ir nepakankamas apšilimas. MT pasireiškia organizmo vidinė terpė, kraujo pH, padidėja CO2 kiekis.48.RAUMENŲ SKAIDULŲ SANDARA, BIOCHEMINĖS SAVYBĖS IR REKRUTACIJOS YPATUMAI ANAEROBINIUOSE PRATIMUOSE.Žmogaus organizme yra 3 raumenų tipai tai griaučių skersaruožiai, širdies miokardo, lygieji. Jie skiriasi morfologiniais biocheminiais ir funkciniais požymiais. Raumeninio audinį sudaro siūlo formos ląstelės vadinamos raumeninėmis skaidulomis. Raumenų skaidulą sudaro branduoliai, miofibrilės, sarkoplazma, mitochondrijos ir mikrosomos. Lėtai susitraukiančios r skaidulos yra pirmo tipo jose daug mioglobino (rausvos spalvos). Antro tipo greit susitraukiantys ir skirstomi į du didesnius pogrupius tai 2a tipo ir 2b tipo.Atskiros raumenų skaidulos ilgis gali būti nuo 1mm iki 12cm. Storis – 0,01-0,02mm. Raumenų skaidula – tai didžiulė ląstelė apraizgyta kraujagyslių ir turi šiuos komponentus: 1). sarkolema,- tai apvalkalėlis, kuris atskiria vidinį skaidulų turinį nuo tarpląstelinio skysčio. Ji laidi gliukozei, ketoniniams kūnams, amino r.,bet nepraleidžia baltymų, polisacharidų. Sarkolemos išorinėje dalyje yra susikaupęs ,,+” krūvių perteklius (Na jonai) , o viduje ,,-“ krūvis (K jonai), todėl susidaro membraninis potencialas.2) Sarkoplazma – sudaryta iš koloidinės baltyminės struktūros į kurią įsiterpia glikogeno grūdeliai ir riebalų lašeliai. Jose išsidėsčiusios subląstelinės dalys – branduoliai, mitochondrijos, miofibrilės, ribosomos3) Miofibrilės užtikrina raumenų susitraukimą ir atsipalaidavimą. Jų ilgis gali atitikti raumeninės skaidulos ilgį. Kiekvienoje miofibrilėje yra skersaruožės struktūros, susidarančios besikeičiant šviesiems tamsiems diskams. Miozino ir aktino siūlai gali būti vadinami protofibrilėmis4) Mitochondrijos yra išsidėstę tarp miofibrilių. Jose vyksta biologinės oksidacijos procesai, kurių metu susidaro ATP molekulės. Treniruotose raumenyse jų kiekis yra didesnis, už netreniruotus.5) ribosomose vyksta baltymų sintezė.49. RAUMENS SUSITRAUKIMO BIOCHEMINIS MECHANIZMAS, ATP, Ca++, Mg++ REIKŠMĖ RAUMENS SUSITRAUKIMŲ.Raumenys tai mechanizmai, kurie susitraukdami cheminę energiją paverčia mechanine.Raumens susitraukimas ar jo atsipalaidavimas priklauso ne tik nuo ATP ,bet ir nu Ca++jonų. Viena iš raumenų susitraukimų teorijų yra ta : aktino siūlams prasiskverbus į tarpus tarp miozino siūlų sarkomeras sutrumpėja. Tokiu būdu trumpėja miofibrilė ir raumens skaidula, raumuo atlieka mechaninį darbą. Atėjus dirginimo bangai, plintančiai nervu, nervo ir raumens kontakto vietoje išsiskiria neurohormonas acetilcholinas. Reaguojant acetilcholinui su sarkolemos baltymais įvyksta sarkolemos depoliarizacija ir išsiskiria Ca++jonai. Tačiau Ca++jonus sarkoplazmos tinklas sujungia tik tuomet kai yra ATP ir Mg++. Dirginimui pasibaigus Ca++ koncentracija miofibrilėse greitai sumažėja iki pradinio dydžio ir raumuo atsipalaiduoja.50. Medžiagų energijos apykaitos reakcijų vieta atskirose raumenų ląstelių struktūrose.Gyvame organizme nuolat vyksta daugybė medžiagų ir energijos apykaitos reakcijų. Tos reakcijos dažniausiai yra grandininės ir sudaro tam tikrus metabolinius ciklus, jų žmogaus organizme ir gamtoje yra daug bet svarbiausi iš jų yra 12:1)FotosintezėH2O + CO2 + saulės energija = gliukozė + O22)gliukolizė (vyksta citopazmoje)3)krebso ciklas (vyksta mitochondrijų matriks) tai biocheminio ,,kuro” – piruvato ir acetil-KoA tolimesnis ,,deginimas” 8 fermentų oksidacijos-redukcijos reakcijų grandinėje. Šio ciklo reakcijų metu išsiskyrusi energija susikaupia tik GTP makro energinėse jungtyse, tačiau susiformuoja didelis kiekis redukuotų vandenilio nešiklių (NADPH + H+ ir FADH2)4)Audinių kvėpavimo fermentinių reakcijų grandinė vyksta mitochondrijų vidinėje membranoje5)Metabolinis ciklas yra riebalų rūgščių beta oksidacija ji vyksta mitochondrijų matrikse6)Amino rūgščių peraminimo ir deamininimo fermentinės reakcijos dažniausiai vyksta citoplazmoje. Tų reakcijų metu aminorūgštys suskyla į ketorūgštį ir amoniaką.7)Gliukoneogenezės reakcijos vyksta kepenyse ir yra endoenerginės. Jų metu sintetinama gliukozė iš neangliavandenių.Piruvatas + ATP Gliukozė + ADP + Pi8)Gliukogenezė ir gliukolizė yra du priešingi fermentiniai procesai, vykstantys citoplazmoje, susiję su angliavandenių kaupimu ir naudojimu kepenyse bei raumenyse.9)Riebalų rūgščių sintezės grandinės reakcijos vyksta ypatingose kepenų ląstelėse.10)Baltymų sintezės grandinės reakcijos vyksta ribosomose.11)Pentozinis ciklas – fermentinių reakcijų grandinės vyksta visų ląstelių citoplazmoje. Jos metu susidaro gana daug redukuotų vandenilio potencialų NADPH + H+
12)Šlapalo sintezės grandinė pagrinde vyksta kepenyse, iš dalies citoplazmoje ir mitochondrijose. Tų reakcijų metu amoniakas paverčiamas šlapalu.51. Sportininkų mytibos „bicheminis“ pagrindas. Racionali, pilnavertė ir subalansuota mityba.Reguliarūs fiziniai krūviai gali atitolinti organizmo senėjimą,sumažinti tikimybę įgyti per didelį svorį.Kad kompensuoti sunaudotą varžybose ir treniruotėse energijos kiekį ir suaktyvinti anabolinius bei darbingumo atstatymo procesus, sportininkas su maistu turi gauti energijos kiekį ir nepakeičiamas maisto medžiagas.Kiek organizmas per dieną sunaudoja kilokalorijų tiek jų turi gauti su maistu.Maisto medžiagose esantis energijos kiekis yra matuojamas kilodžiauliais arba kilokalorijomis.racione turi būti įvairių vitaminų ir mineralų, H2O ir skaidulinių medžiagų.daug sportuojantys turi gauti daug H2O. Žmonių, kurių fizinis krūvis nedidelis, reikia – 1800 – 2000 kalotijų per dieną.aktyviems suaugusiems žmonėms – 2500 – 3000 kalorijų per dieną.Energijos kiekis turi būti gaunamas iš maisto medžiagų tokiomis porcijomis: iš riebalų – 30 –35 proc iš baltymų – 10 –15 proc, iš angliavandenių – 55 proc.sportininkai turi vartoti didesnį kiekį angliavandenių – apie 60 – 70 proc. Sportininkams labai daug reikia fosforo junginių, nes jie būtini anaerobiniai ATP sintezei. Be to atstatymo periode vyksta aktyvi kretinfosfato, lipidų ir įvairių fermentinių sistemų sintezė, padidėja mineralinių medž kiekis kauluose, o šiems poreikiams yra reikalingas P, kad geriau organizmas įsisavintu P maiste turi būti tam tikras P ir C2 santykis. Sportininkams reikia daug Mg, NaCl.Pagrindinių maisto komponentų sąntykis turėtų būti 4:7:0(angliavandenių, lipidų, baltymų). Atliekant sportinius krūvius, medžiagų apykaitos procesai organizme labai suaktyvėja. Bet energijos sunaudojimas priklauso nuo fizinių krūvių pobūdžio.52.Sportinikų racionalios mytibos pagrindai. Mitybos režimas metiniame treniruočių cikle.Mityba – organizmo medžiagų apykaitos dalis, kurios metu organizmas aprūpinamas energija ir visomis kitomis kūnui reikalingoms medžiagomis. Nuo to, kokį žmogus valgo maistą, priklauso jo augimas, brendimas, sveikata, darbingumas ir pan. Racionali mytiba yra daugelio ligų profilaktikos priemonė. Kaip ir visų žmonių, sporyininkų mityba yra pagrįsta subalansuotos mitybos teorija.Sportininkų mityba dėl atliekamo fizinio darbo specifikos turi tik jai būdingų bruožų. Organizuojant sportininkų mitybą, būtina atsižvelgti į sportinikų veiklos specifiką, pasirengimo etapus, jų veiksmo sąlygas, nuo kurių priklauso: sportininkų energijos sanaudos, atitinkamas baltymų, riebalų, vitaminų ir kt medžiagų subalansuotumas, sportinikų mitybos režimas, padidintos biologinės vertės produktų, polivitaminų kompleksų parinkimas. Sportininkų energijos sąnaudos priklauso nuo fizinio krūvio trukmės bei intensyvumo, svyruoja nuo 2000 – 7000kcal/parą.O racionalios mytibos principas yra:pagamintos energijos kiekis turi atitikti išnaudotos energijos kiekį.Daugiausiai energijos sunaudoja ciklinių sporto šakų atstovai slidininkai, dviratininkai.yra nustatyta, kad geriausiaiorganizmo energinius ir plastinius poreikius patenkina pagr. maisto medž. – angliavandenių, riebalų, baltymų – tarpusavio santykis 4:2:1.Angliavandeniams tenka 50 –55 proc, riebalams 30 –35proc, baltymams 10-15 proc bendro maisto kaloringumo.Maisto produktus reikia pasirinkti taip, kad jie atitiktų tam tikrą tarpusavio santykį.Įvairių produktusubalansuotumas turi būti toks, kad 1/3 dienos raciono sudarytų sudėtingieji angliav.,1/3- baltymai,1/3 – vaisiai ,daržovės, nedidelę dalį – riebalai ir paprastieji angliav(cukrus).Iš angliav andenių racione didžioji dalis (iki 65 proc.) turi būti sacharidai.Iš riebalų 70 proc. – gyvulinės ir 30 proc augalinės kilmės riebalų.Pilnaverčių baltymų šaltinis yra gyvulinės kilmės baltymai.Raumenų darbo metu kaupiasi rūgštieji metabolizmo produktai, todėl reikia fizinio krūvio ir poilsio po jo metu apriboti rūgščių produktų kiekį racione.52.Sportininkų racionalios mitybos pagrindai. Mitybos režimas metiniame treniruočių cikle.Mityba – organizmo medžiagų apykaitos dalis, kurios metu organizmas aprūpinamas energija ir visomis kitomis kūnui reikalingoms medžiagomis. Nuo to, kokį žmogus valgo maistą, priklauso jo augimas, brendimas, sveikata, darbingumas ir pan. Racionali mityba yra daugelio ligų profilaktikos priemonė. Kaip ir visų žmonių, sportininkų mityba yra pagrįsta subalansuotos mitybos teorija.Sportininkų mityba dėl atliekamo fizinio darbo specifikos turi tik jai būdingų bruožų. Organizuojant sportininkų mitybą, būtina atsižvelgti į sportininkų veiklos specifiką, pasirengimo etapus, jų veiksmo sąlygas, nuo kurių priklauso: sportininkų energijos sąnaudos, atitinkamas baltymų, riebalų, vitaminų ir kt medžiagų subalansuotumas, sportininkų mitybos režimas, padidintos biologinės vertės produktų, polivitaminų kompleksų parinkimas. Sportininkų energijos sąnaudos priklauso nuo fizinio krūvio trukmės bei intensyvumo, svyruoja nuo 2000 – 7000kcal/parą.O racionalios mytibos principas yra:pagamintos energijos kiekis turi atitikti išnaudotos energijos kiekį.Daugiausiai energijos sunaudoja ciklinių sporto šakų atstovai slidininkai, dviratininkai.yra nustatyta, kad geriausiai organizmo energinius ir plastinius poreikius patenkina pagr. maisto medž. – angliavandenių, riebalų, baltymų – tarpusavio santykis 4:2:1.Angliavandeniams tenka 50 –55 proc, riebalams 30 –35proc, baltymams 10-15 proc bendro maisto kaloringumo.Maisto produktus reikia pasirinkti taip, kad jie atitiktų tam tikrą tarpusavio santykį.Įvairių produktu subalansuotumas turi būti toks, kad 1/3 dienos raciono sudarytų sudėtingieji angliav.,1/3- baltymai,1/3 – vaisiai ,daržovės, nedidelę dalį – riebalai ir paprastieji angliav(cukrus).Iš angliavandenių racione didžioji dalis (iki 65 proc.) turi būti sacharidai.Iš riebalų 70 proc. – gyvulinės ir 30 proc augalinės kilmės riebalų.Pilnaverčių baltymų šaltinis yra gyvulinės kilmės baltymai.Raumenų darbo metu kaupiasi rūgštieji metabolizmo produktai, todėl reikia fizinio krūvio ir poilsio po jo metu apriboti rūgščių produktų kiekį racione.54.Stresas. Biocheminiai pokyčiai streso metu.Stresas – jis veikia organizmą per CNS vegetacinės NS simpatinę dalį. Veikia išskirdamas streso hormonus- adrenaliną ir noradrenaliną. Stresas yra panašus i fizinį krūvį, nes jie veikia per adrenerginius centrus. Kas pasireiškia sekančiai, širdies susitraukimų padažnėjimas, techikordija, arterinio kraujo spaudimo kilimas, virškinimo sekrecinių liaukų slopinimas.55. Angliavandenių apykaitos patologija.Angliavandenių f-jos- energetinė, plastinė, maisto medžiagų rezervo (jie kaupiasi raumenyse glikogeno pavidalu). Angliavandenių rezorbcija sutrinka kada stokojama amilazės, taip pat sutrinka ir dėl žarnyno gleivinės patalogijos. Esant patalogijai sutrinka pusiausvyra tarp katabolizmo ir anabolizmo. Sutrikus angliavandenių apytakai sutrinka ir gliukozės koncentracija kraujyje. Yra skiriami 2 pakitimai: hiperglikemija ir hipoglikemija. Hiperglikemija- gliukozės koncentracijos kraujyje padidėjimas, hipoglikemija- sumažėjimas. Angliavandenių apytakos sutrikimai sunkiausi (pvz. diabetas). Sutrikus angliavandenių apytakai organizme sumažėja nukleorugščių, nukenčia kepenys, akys. Žmogaus organizmas gauna angliavandenių daugiausia su maistu. Angliavandenių apytakos reguliavime dalyvauja smegenys, jų žievė, kepenys, raumenys. Angliavandenių rezorbacija sutrinka dėl to, kad polisacharidai neskyla arba sutrinka jų atskilimas. Glikogeno skilimas padidėja, kai padidėja energijos eikvojimas. Sergant diabetu suaktyvėja gliukoneogenezės.(gliukozurija- gliukozės atsiradimas šlapime).56. Baltymų patologija.Sutrikus baltymų apykaitai, azoto kiekis organizme darosi neigiamas, tai atsitinka badaujant, infekcijų, intoksikacijos atvejais. Toksinų veikiami baltymai pradeda irti kraujo plazmoje. Baltymų sumažėjimas vadinamas hipoproteinemija. Dažniausiai tai būna įgimti apytakos sutrikimai. Sunkiais kepenų pažeidimo atvejais, sumažėja šlapalo sintezė. Kraujyje ir šlapime padidėja amoniako kiekis ir prasideda amoniakinė intoksikacija. 57. Lipidų apytakos patologija.Riebalų apykaitoje veikia antinksčių žievė, skydliaukė, kasa ir lytinės liaukos. Ši apykaita gali sutrikti dėl reguliacijos ir riebalų rezorbcijos sutrikimų. Riebalų padidėjimas kraujyje vadinamas hiperlipemija. Sutrikus ląstelių metabolizmui jose kaupiasi daug daug neįprastos sudėties riebalų. Riebalams oksiduojantis kepenyse pasigamina ketoninės medžiagos. Jei jų per daug atsiranda ketomija. Ji atsiranda taip pat, kai trūksta angliavandenių badaujant ir sergant diabetu.58. Kraujo patologija.Kraujavimas- patologinis procesas, kuris pasireiškia kraujui ištekėjus iš kraujagyslių. Jo priežastys: mechaninis sužalojimas, kraujagyslių išopėjimas dėk navikų. Padidėjęs sienelių pralaidumas. Kraujavimas būna veninis, arterinis ir kapiliarinis. Pavojingiausias- arterinis. Taip pat periferiniame kraujyje sumažėjus leukocitų padidėja rizika susirgti infekcinėm ligom (opos burnoje, pūlingos infekcijos, kraujo užkrėtimas)Geležies stokos mažakraujystė – dažniausiai pasitaikanti mažakraujystės forma. Hemofilija – tai paveldima liga, kurios metu sutrinka kraujo krešėjimas ir būna kraujavimo epizodų( kraujosruvos, nekrešantis kraujas,stiprus kraujavimas po traumos)Lėtinė leukemija – tai kraujo sistemos navikinė liga, kurios metu kaulų čiulptose pakitusios ląstelės, kraujyje atsiranda pakitusių baltųjų kraujo kūnelių. (bėrimas, blužnies padidėjimas, karščiavimas, svorio kritimas, limfmazgių padidėjimas, niežulys, kepenų padidėjimas.)Šitas atsakymas , manau, yra nepilnas, tačiau daugiau neradau…. 59. Hipokinezija. Biocheminiai pokyčiai hipokinezijos metuTai nepakankamas, sumažėjęs fizinis aktyvumas. Akinezija- visiškas aktyvumo praradimas. Pakinta raumenų struktūra, f-jos, hipotrofuoja filamentų masė. Pablogėja nervinių signalų perdavimas nervo raumens jungtyje. Sumažėja Na siurblių kiekis ir pajėgumas.sumažėjau raumenų elastingumas, mitochondrijų kiekis, kapiliarizacija.visa tai tiesiogiai mažina raumens jėgą, ištvermę, elastingumą, padidėja raumenų nuovargis. Hipokinezija pasireiškia po lūžių.vyksta šie biocheminiai pokyčiai: sumažėja fermentų aktyvumas, ATP-azė, cholinerasterazė pakinta, pablogėja visi oksidaciniai procesai. Ilga hipokinezija atsiliepia kaulų tankumui.vyksta kaulo demineralizacija, jis praranda mineralines druskas, pakinta elektrolitų balansas organizme, pablogėja judesių valdymas, koordinacija.
60. Hiperkinezija. Biocheminiai pokyčiai hiperkinezijos metu. Persitreniravimo sindromo biocheminiai ypatumai. Hiperkinezija yra nevalingi, betiksliai įvairių kūno dalių judesiai. Atsiranda, kai dÄ—l CNS ligos pažeidžiama ekstrapiramidinė sistema. Sergant reumatiniu encefalitu, prasideda staigūs kloniniai rankų, kojų ir veido raumenų. judesiai., o sergant erkiniu encefalitu atsiranda simetrinių raum. grupių kloniniai traukuliai iš mioklonija arba būna tokių traukulių priepuolių yra mioritmija. Ritminiai tų pačių raum. traukuliai yra tikai. Pirmiausiai sutrinka aerobinis apykaitos procesas, vėliau sulėtėja glikolizės procesas ir stiprėjant persitreniravimui, raumenyse daugiau pieno r., pradeda kristi svoris, kraujyje padaugėja šlapalas.++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Gliukozės atskilimas nuo glikogeno molek. priklauso nuo specifinio raumenų fermento glikogeno fosforilazės. Norint, kad iš glikogeno galėtų susidaryti gliukozės 6-fosfatas, kuris įsijungia į gliukozę, neaktyvi glikogeno fosforilaze turi būti aktyvinama. Aktyvinimui yra būtina fosforilazė fosforilinti. Fosforilazei kinazės aktyvinimą skiria Ca jonai, adrenalinas. Taigi Ca jonai raumenų susitraukimą. AMP susidariusi iš ADP taip pat gali aktyvinti fosforilazę. Be fosforilinimo svarbiausi po riebalų E šaltiniai žmogaus organizme yra baltymų skilimas audiniuose yra sudėtinga, nes dalis amino r., kurios atsipalaiduoja baltymų degradacijos metu, vėl ląstelėje naudojamos baltymų biosintezei arba su krauju nešamos į kitus organus ir juose įsijungia į anabolinius procesus, tačiau nustatyta, kad aktinas ir miozinas įvykus jų sintezei, pro transliacinių reakcijų metu yra meilinami. Griaučių baltymai yra pagr. baltymų atsargos organizme. Juose vyksta intensyvi vienų amino r. Degradacija ir kitų amino r. Biosintezė. Žinduolių raumenys yra pagr. šakota C atomų grandinė,turinčių amino r. Katabolizmo vietą. Raumenyse leucinas oksiduojamas iki CO2, o apartato, glutamato ir valino angliavandeniliai skeletai transformuojami iki trikarboksi r. Ciklo tarpinių apykaitų raumenyse sintetinamas ir išskiriamas didelis alanino ir glutamino kiekis. Jų sintezei naudojamos amino grupės,kurios susidaro ,skylant šakota C atomų grandinę, turinčioms amino r. Beveik visas alamino sintezei sunaudotas piruvatas susidaro iš egzogeninės gliukozės. Minėtos reakcijos sudaro vadinamą gliukozės-alanino ciklą. Šio ciklo metu raumenų alaninas kepenyse naudojamas glikoneogenezei,o jo iš raumenų atnešta amino grupė kepenyse naudojama karbamido sintezei ir pasišalina iš organizmo su šlapimu. Žinoma,kad griaučių raumenims dirbant susidaro amoniakas.