Выведение минеральных веществ из организма

Выводятся из организма минеральные вещества тремя путями: поч­ками в составе мочи, кишечником в составе кала и кожей с потом.

Почками из организма удаляются водорастворимые минеральные вещества. За сутки с мочой выделяется 15-25 г неорганических солей, в том числе 8-15 г NaCl.

Кишечником выводятся преимущественно не растворимые в воде минеральные вещества (соли железа, тяжелых металлов).

Кальций и фосфор могут выделяться из организма двумя путями: почками и кишечником, причем соотношение между ними зависит от кислотности мочи. Чем выше кислотность мочи (и соответственно ни­же значение рН), тем больше кальция и фосфора выводится с мочой, а не с калом. В моче, имеющей щелочную реакцию, содержание солей кальция и фосфора низкое. В этом случае преобладает выделение каль­ция и фосфора через кишечник. Такая закономерность обусловлена тем, что растворимость фосфорнокислых кальциевых солей выше в ки­слой среде.

Часть минеральных веществ выделяется кожей в составе пота. Пот образуется потовыми железами и содержит около 99% воды. В состав пота, помимо воды, входят как органические соединения (например, мочевина, а у спортсменов - молочная кислота), так и неорганические соли. Главным минеральным компонентом пота является хлористый натрий. В незначительных количествах в поте могут еще присутство­вать катионы К⁺, Mg²⁺, Са²⁺.

В небольших количествах (до 600-700 мл) пот выделяется постоян­но. Однако при выполнении физической работы потоотделение резко возрастает. За время тренировки или соревнования за счет интенсивно­го потоотделения спортсмен может потерять несколько литров пота. Особенно много пота выделяется при сгонке веса. Последствием уси­ленного потоотделения является значительное обессоливание организ­ма, сопровождающееся ухудшением самочувствия и снижением рабо­тоспособности.

Для предупреждения обессоливания целесообразно во время трени­ровки или соревнования периодически небольшими порциями пить не чистую, а слегка подсоленную, а еще лучше - минеральную воду. Для восполнения потерянных солей можно использовать в периоде восста­новления поливитаминные комплексы с минералами и фармацевтиче­ские средства, содержащие минеральные элементы (подробно см. в главе 21 «Биохимические основы питания»).

Благодаря постоянному поступлению и выведению минеральные вещества находятся в организме в состоянии непрерывного обновле­ния, и их содержание мало изменяется.

^Ц£Логическая роль отдельных минеральных элементов_________________

Натрий, калий и хлор находятся в организме в ионизированной форме (Na⁺, К⁺, CP). Ионы натрия содержатся вне клеток (в плазме ^кРови, лимфе, межклеточной жидкости), а ионы калия сосредоточены ^йнУТри клеток. Эти ионы играют важную роль в создании осмотическо­го давления, являющегося важнейшим физико-химическим фактором, от которого зависят многие функции клеток. Например, красные клетки крови могут полноценно переносить кислород только при строго опре­деленном значении осмотического давления плазмы крови. Осмотиче­ское давление внеклеточных жидкостей, в том числе плазмы крови, создается в основном за счет хлористого натрия, а внутри клеток - за счет солей калия.

Ионы натрия, калия и хлора еще участвуют в формировании нерв­ного импульса и являются активаторами ряда ферментов. Хлор исполь­зуется для образования соляной кислоты желудочного сока.

Ионы натрия и особенно калия необходимы для функционирования сердечной мышцы - миокарда, причем потребность в них возрастает по мере увеличения интенсивности сердечной деятельности.

Содержание в организме натрия и калия регулируется гормоном ко­ры надпочечников — альдостероном. Этот гормон в процессе образо­вания мочи в почках задерживает ионы натрия и способствует удале­нию из организма ионов калия.

У спортсменов, выполняющих интенсивные физические нагрузки, потребность миокарда в калии увеличивается. Однако за счет усилен­ного потоотделения происходит потеря больших количеств хлористого натрия, а также калия. В ответ на обессоливание организма увеличива­ется выброс в кровь альдостерона, который препятствует выделению ионов натрия с мочой и, наоборот, повышает экскрецию с мочой ионов калия. В результате такого влияния гормона существенно снижаются запасы калия, в том числе в сердечной мышце.

Для нормализации калиевого обмена в спортивной практике ис­пользуют продукты питания, богатые калием (например, изюм, курага и др.), а также аптечные препараты калия (например, оротат калия, ас- паркам).

Кальций, магний и фосфор в основном находятся в составе кост­ной ткани в форме нерастворимых солей. Эти соли составляют одну четверть объема костной ткани и половину ее массы. Формирование костной ткани (минерализация) связано прежде всего с накоплением в ней фосфорнокислых солей кальция, имеющих кристаллическую фор­му. Важная роль в этом процессе принадлежит витамину D.

Незначительная часть кальция и магния находится в плазме крови и внутри клеток в форме ионов - Са² Mg²⁺. Ионы кальция, находящиеся в плазме крови, являются обязательными участниками свертывания крови, а содержащиеся внутри мышечных клеток управляют процесса­ми сокращения и расслабления мышцы. Ионы кальция и магния явля­ются также активаторами некоторых ферментов. В частности, эти ионы активируют креатинкиназу - важнейший фермент, участвующий в обеспечении энергией мышечной деятельности.

Биологическая роль фосфора весьма многогранна. Как уже отмеча­лось, фосфор участвует в образовании нерастворимых фосфорнокис­лых солей кальция и магния, являющихся минеральной основой кост­ной ткани. Часть фосфора входит в состав органических соединений, таких как нуклеиновые кислоты, фосфолипиды, фосфопротеиды. Еще часть фосфора находится в организме в форме фосфорной кислоты, ко­торая вследствие электролитической диссоциации превращается в ио­ны - Н₂Р0₄~, НР0₄^2-. Фосфорная кислота играет исключительно важ­ную роль в энергетическом обмене, что обусловлено уникальной спо­собностью фосфора образовывать богатые энергией химические связи (высокоэнергетические, или макроэргические, связи). Главным макро- эргическим соединением организма является аденозинтрифосфат - АТФ (см. главу 2 «Общая характеристика обмена веществ»).

Регуляция содержания кальция и фосфора в плазме крови осущест­вляется гормоном щитовидной железы кальцитонином и гормоном паращитовидных желез паратгормоном.

Кальцитонин совместно с витамином D способствует включению кальция и фосфора в состав костной ткани, вследствие чего концентра­ция в крови катионов кальция и фосфатных анионов снижается и выде­ление их с мочой уменьшается.

Паратгормон совместно с витамином D ускоряет всасывание каль­ция и фосфора из кишечника. Под действием паратгормона также про­исходит разрушение минеральной основы костей, в результате чего кальций и фосфор выходят из костной ткани в кровь. Повышение кон­центрации кальция и фосфора в крови, в свою очередь, приводит к уве­личению их экскреции с мочой.

В конечном счете такие регуляторные воздействия обеспечивают постоянство концентрации кальция и фосфора в плазме крови.

Железо является главным микроэлементом. В организме взрослого человека содержится 4-5 г железа, а суточная потребность в этом эле­менте составляет 10-15 мг.

Железо используется для синтеза сложного циклического соедине­ния, содержащего железо, - гема, входящего в белки гемопротеиды (строение гема см. в главе 12 «Биохимия крови»), К этим белкам отно­сятся переносчики кислорода гемоглобин (содержится в красных клет­ях крови) и миоглобин (входит в состав мышц), а также ферменты Цитохромы (участвуют в тканевом дыхании) и каталаза (разрушает ^ПеРекись водорода, возникающую в процессе катаболизма). Таким об- Р^зом, железо в первую очередь необходимо для обеспечения аэробных процессов, которые являются основными источниками энергии при выполнении продолжительных физических нагрузок.

Транспортируется железо кровью в составе белка плазмы транс- феррина, запасной формой железа является белок ферритин.

Полезная информация

Водородный показатель (рН) - относительный показатель кислотно­сти. рН равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ио­нов водорода в данной среде: рН = - lg [Н⁺].

В нейтральной среде (например, в дистиллированной воде) концен­трация ионов водорода 1-10~⁷г-ион-л~¹; рН равен 7.

В кислой среде концентрация ионов водорода выше, чем в нейтраль­ной. Поэтому рН в кислых растворах имеет значения ниже 7.

В щелочной среде концентрация ионов водорода ниже, чем в ней­тральной, и рН в щелочных растворах имеет значения выше 7.

Следует учесть, что сдвиг рН на одну единицу соответствует измене­нию концентрации [Н⁺] в 10 раз.

ГЛАВА 10 ВИТАМИНЫ

Витамины - низкомолекулярные органические вещества самого разнообразного строения, которые не синтезируются в организме, но являются жизненно необходимыми и поэтому должны обязательно по­ступать в организм с пищей, хотя и в очень небольших количествах. Некоторые витамины в ограниченном количестве вырабатываются микрофлорой кишечника.

Биологическая роль большинства известных витаминов заключается в том, что они входят в состав коферментов и простетических групп фер­ментов и, следовательно, используются организмом как строительный ма­териал при синтезе соответствующих небелковых частей ферментов.

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: водорастворимые (В_ь В_2> В₅, В₆, В₉, В_и, В_с, С, Р, РР) и жирораство­римые (A, D, Е, К).

Кроме витаминов пища может также содержать провитамины. Провитамины являются предшественниками витаминов. Попадая в ор­ганизм, провитамины превращаются в витамины.

Антивитамины - вещества, затрудняющие использование витами­нов организмом. Действие антивитаминов осуществляется путем свя­зывания и разрушения соответствующих витаминов, а также за счет включения антивитамина вместо витамина в синтезируемый кофер- _мент, что делает невозможным участие такого кофермента в биоката­лизе.

Изменение содержания витаминов в организме приводит к возник­новению различных патологических (болезненных) состояний.

Авитаминозы - тяжелейшие заболевания, вызванные полным от­сутствием в организме какого-либо витамина. У людей авитаминозы практически не встречаются, так как в пищевом рационе всегда при­сутствует минимальное количество витаминов. Авитаминозы могут быть вызваны у экспериментальных животных с целью изучения био­логической роли витаминов в организме. Для этого применяются дие­ты, не содержащие определенного витамина, или используются анти­витамины.

Гиповитаминозы - специфические заболевания, протекающие в более легкой форме по сравнению с авитаминозами, вызываемые не­достаточным содержанием отдельных витаминов в организме.

Гипервитаминозы - специфические заболевания, причиной кото­рых является избыточное поступление в организм определенных вита­минов. Чаще гипервитаминозы вызываются накоплением в организме жирорастворимых витаминов, выделение которых с мочой затруднено из-за их нерастворимости в воде.

Из перечисленных патологических состояний у людей чаще всего наблюдаются гиповитаминозы. Наиболее распространенные причины возникновения гиповитаминозов следующие:

1. Экзогенные причины (связанные с питанием):

а) использование для приготовления пищи продуктов, содержащих мало витаминов;

б) неправильное приготовление пищи, приводящее к разрушению витаминов (например, длительная варка или многократное разогрева­ние и т. д.):

в) однообразное питание. В этом случае в организме может возник­нуть дефицит витамина, который содержится в низкой концентрации в постоянно используемом продукте питания.

2. Эндогенные причины (связанные с состоянием организма):

а) заболевания желудочно-кишечного тракта и печени, сопровож­дающиеся нарушением всасывания витаминов;

б) угнетение микрофлоры кишечника. Это наблюдается при исполь­зовании для лечения инфекционных заболеваний различных антимик­робных препаратов (антибиотики, сульфаниламиды и т. п.). Как уже отмечалось, некоторые витамины могут синтезироваться микробами, Находящимися в толстой кишке. Подавление кишечной микрофлоры Приводит к тому, что обычного поступления витаминов с пищей стано­вится недостаточно для полноценного обеспечения организма витами­нами, что в итоге приводит к возникновению гиповитаминоза. Поэтому при длительном использовании антимикробных средств увеличивают поступление витаминов с пищей (обычно путем применения комплекс­ных витаминных препаратов), а также используют пищевые продукты, содержащие кишечные бактериальные культуры (например, бифидок, бифидокефир и т. п.);

в) повышенная потребность организма в витаминах, которая часто наблюдается при беременности, при выполнении тяжелой физической работы. В этом случае обычного поступления витаминов с пищей, их синтеза кишечными микробами окажется недостаточно для организма. Поэтому у регулярно тренирующихся спортсменов потребность в ви­таминах возрастает в 1,5—2 раза.

В табл. 3 представлены краткие сведения об отдельных витаминах.

Таблица 3

Краткая характеристика отдельных витаминов Название витамина Биологическая роль Проявление авитаминоза или гипо­витаминоза Пищевые источники Суточная потреб­ность           Водорастворимые витамины Витамин В] Тиамин Используется для синтеза кофермента тиаминдифосфата, участвующего в рас­паде углеводов Болезнь бери-бери (по­линеврит) Дрожжи, пе­чень, сердце, оболочка зла­ков (отруби) 2-3 мг Витамин В? Рибофлавин Используется для синтеза ФАД и ФМН, участвующих в тка­невом дыхании Дерматит Дрожжи, пе­чень, почки, яйца, молоко 2-3 мг Витамин В5 Пантотено- вая кислота Используется для синтеза кофермента А, участвующего в переносе кислотных (ацильных) остатков, главным из которых является остаток ук­сусной кислоты (ацетил) Дерматит Печень, яич­ный желток, дрожжи. Син­тезируется микрофлорой кишечника 3-5 мг Витамин Вб Пиридоксин Используется для синтеза кофермента фосфопиридоксаля, участвующего в трансаминировании аминокислот Дерматит Печень, почки, мясо, яичный желток. Син­тезируется микрофлорой кишечника 2-3 мг

Продолжение табл. 3 Г------- 1         Ритамин В, (витамин Н) Биотин Используется для синтеза кофермента, участвующего в пе­реносе СОг с после­дующим включением его в синтезируемые вещества Дерматит Почки, печень, яичный жел­ток, томаты. Синтезируется микрофлорой кишечника 200-250 мкг "Витамин В п Цианкобала- МИН Используется для синтеза коферментов, участвующих в пере­носе метальной груп­пы (-СНз) с после­дующим включением ее в синтезируемые вещества Анемия (малокровие) Печень, поч­ки, мясо, яй­ца, сыр. Син­тезируется микрофлорой кишечника при условии поступления с пищей ко­бальта 2-3 мкг Витамин Вс Фолиевая кислота Используется для син­теза коферментов, уча­ствующих в переносе одноуглеродных ра­дикалов (метального -СНз, оксимегального -СН2ОН, формального -СНО, метиленового -СНг-, метенового -СН= и пр.) с после­дующим включением их в синтезируемые вещества Анемия (малокровие) Зеленые ли­стья расте­ний, бобы, дрожжи. Син­тезируется микрофлорой кишечника 1-2 мг Витамин С Аскорбино­вая кислота Участвует в окисли- тельно-восстанови- тельных реакциях. Особенно велика роль в гидроксилиро- вании аминокислот пролина и лизина со­ответственно в окси- пролин и оксилизин при синтезе белка коллагена, а также в синтезе гормонов надпочечников Цинга Цитрусовые, красный пе­рец, смороди­на, рябина, клюква, ква­шеная капус­та, хвоя 50-100 мг витамин РР «икотин- амид Используется для синтеза коферментов НАД и НАДФ, участ­вующих в переносе атомов водорода Пеллагра Печень, дрож­жи, мясо, ри­совые и пше­ничные отру­би 15-25 мг

г

Окончание табл. 3           Витамин? (витамин про­ницаемости) Рутин Совместно с витами­ном С участвует в окислительно- восстановительных реакциях, снижает проницаемость сте­нок кровеносных со­судов, обладает анти- оксидантными свой­ствами Кровоизлияния Цитрусовые, гречиха, крас­ный перец, черноплодная рябина, черная смородина Не уста­новлена Жирорастворимые витамины Витамин А Ретинол Участвует в процессе восприятия света сет­чаткой глаза. Оказы­вает влияние на барь­ерную функцию ко­жи, слизистых оболо­чек и на проницае­мость клеточных мембран Ксерофталь- мия (сухость роговой обо­лочки глаза), кератомаляция (разрушение роговой обо­лочки), суме­речная, или «куриная», слепота Жир печени морских рыб, говяжья и сви­ная печень, яичный жел­ток, морковь 2-3 мг Витамин D Кальциферол Участвует во всасы­вании в кишечнике ионов Са2+, их транс­порте кровью и во включении их в со­став костной ткани в процессе окостенения Рахит Жир печени морских рыб, сливочное масло, расти­тельные масла, яйца, молоко 13-25 мкг- для детей v беремен­ных, 7-12 мкг- для взрос­лых Витамин Е Токоферол Является главным ан- тиоксидантом орга­низма, предохраняю­щим от окисления по­линенасыщенные жирные кислоты, вхо­дящие в биомембраны У эксперимен­тальных жи­вотных — бес­плодие, мы­шечная дис­трофия Злаки,расти­тельные масла, мясо, сливоч­ное масло, яичный желток 5-10 мг Витамин К Филлохинон Участвует в синтезе некоторых факторов свертывания крови (в том числе про­тромбина) Повышенная кровоточи­вость Печень, шпи­нат, морковь, капуста. Син­тезируется микрофлорой кишечника 100 мкг

Полезная информация

Стручок красного сладкого перца (100 г) содержит: витамин А - 1 мг витамин В₂ - 0,7 мг витамин Е - 0,7 мг витамин В_е - 0,5 мг витамин С - 250 мг витамин РР - 1 мг

ГЛАВА 11 ГОРМОНЫ

Гормоны - органические вещества разнообразного строения, выра­батывающиеся в специализированных органах - железах внутренней секреции, поступающие с кровью в различные органы и оказывающие в них регулирующее влияние на метаболизм и физиологические функ­ции. Синтезируются гормоны в ничтожно малых концентрациях

В клетках органов, в которых реализуется действие гормонов (орга­ны-мишени), имеются особые белки, называемые рецепторами гормо­нов. Эти белки обладают способностью специфически связываться только с определенными гормонами, и поэтому органы-мишени изби­рательно извлекают из протекающей крови лишь те гормоны, которые необходимы данному органу для регуляции в нем обмена веществ. Та­кой механизм позволяет гормонам строго избирательно воздействовать на определенные органы. Рецепторные белки находятся либо внутри клеток, либо встроены в клеточную мембрану.

Для некоторых гормонов (например, для адреналина и глюкагона) таким рецептором является мембраносвязанный (встроенный в клеточ­ную мембрану) фермент аденилатциклаза. Присоединение гормона к этому ферменту приводит к повышению его каталитической активно­сти. Под действием активированной аденилатциклазы внутри клеток имеющийся там АТФ превращается в циклическую форму АМФ (дАМФ). Образовавшийся цАМФ непосредственно участвует в регуля­ции клеточного метаболизма.

В клетках органов-мишеней содержатся ферменты, разрушающие поступающие в них гормоны, а также цАМФ, что ограничивает дейст­вие гормонов во времени и предупреждает их накопление.

Чувствительность рецепторов и активность ферментов, расщеп­ляющих гормоны, может меняться при нарушениях метаболизма, изме­нениях физико-химических параметров организма (температура, ки- ^слотность, осмотическое давление) и концентрации важнейших суб­стратов, возникающих при заболеваниях, а также при выполнении мы­шечной работы. Следствием этого является усиление или ослабление ^Влияния гормонов на соответствующие органы.

Внутриклеточные механизмы действия гормонов разнообразны. Но ^Все же можно выделить три главных механизма, присущих большинст- ^ВУ гормонов:

1. Гормоны влияют на скорость синтеза ферментов, ускоряя или за­медляя его. В результате такого воздействия в органах-мишенях повы­шается или снижается концентрация определенных ферментов, что со­провождается соответствующим изменением скорости ферментатив­ных реакций.

2. Гормоны влияют на активность ферментов в этих органах. В од­них случаях гормоны оказываются активаторами ферментов и поэтому повышают скорость ферментативных реакций. В других же случаях гормон проявляет ингибирующее действие на ферменты, что приводит к снижению скорости ферментативных реакций.

3. Гормоны влияют на проницаемость клеточных мембран по отно­шению к определенным химическим соединениям. В результате такого действия в клетки поступает больше или меньше субстратов для фер­ментативных реакций, что тоже обязательно сказывается на скорости химических процессов.

В конечном счете все три основные механизма действия гормонов направлены на регуляцию скорости химических реакций, протекающих в клетках, что, в свою очередь, оказывает влияние на физиологические функции.

По химическому строению гормоны можно разделить на три группы:

1. Гормоны белковой природы (белки и полипептиды): гормоны гипоталамуса, гормоны гипофиза, кальцитонин щитовидной железы, гормон паращитовидных желез, гормоны поджелудочной железы.

2. Гормоны - производные аминокислоты тирозина: йодсодер- жащие гормоны щитовидной железы, гормоны мозгового слоя надпо­чечников.

3. Гормоны стероидного строения: гормоны коры надпочечников, гормоны половых желез.

Сведения об отдельных гормонах приведены в табл. 4.

Таблица 4 Краткая характеристика отдельных гормонов Железа внутрен­ней секре­ции Название гормоиа Хими­ческая природа гормона Механизм действия гормона Прояв­ление гнперпро- дукции гормона Прояв­ление гипопро- дукцин гормона             Гипота­ламус Либерины (рилизинг- ф акторы) Белки Стимулируют вы­деление в кровь гормонов передней доли гипофиза     Статины (ин- гибирующие факторы) Белки Тормозят выделе­ние в кровь гормо­нов передней доли гипофиза

Продолжение табл. 4             Передняя доля гипо­физа (адено- гипофиз) Гормон роста (соматотроп- ный гормон) Белок Ускоряет синтез белков Гигантизм (при возник­новении ги­перпродук­ции в детс­ком возрас­те). Акро­мегалия (у взрослых) Карлико­вость Тиреотропный гормон Белок Стимулирует вы­деление в кровь йодсодержащих гормонов щито­видной железы     Адренокорти- котропный гормон (АКТГ) Белок Стимулирует син­тез и выделение в кровь гормонов надпочечников     Фолликуло- стимулирую- щий гормон Белок Стимулирует со­зревание половых клеток в половых железах     Инерстшщ- альные клетки стимулирую­щий гормон Белок Стимулирует сек­рецию гормонов половых желез     Лактогенный гормон Белок Стимулирует обра­зование молока в молочных железах     Средняя доля гипофиза Меланости- мулирующий гормон Поли­пептид Стимулирует синтез пигмента меланина     Задняя Доля гипофиза (нейро- «тофиз) Вазопрессин (антидиурети­ческий гор­мон) - выра­батывается в гипоталамусе, хранится и выделяется в кровь из задней доли гипофиза Поли­пептид Суживает мелкие кровеносные сосу­ды и повышает кровяное давление; ускоряет обратное всасывание воды при мочеобразова- нии и способствует уменьшению объ­ема мочи   Несахар­ный диа­бет

Продолжение табл. 4       1 4 1 5 6 " Задняя Окситоцин - Полипеп­ Повышает тонус   - доля вырабатыва­ тид мускулатуры     гипофиза ется в гипота­   матки, суживает     (нейро- ламусе,   мелкие кровенос­     гипофиз) хранится и   ные сосуды и по­       выделяется   вышает кровяное       в кровь из   давление       задней доли           гипофиза         Щитовид­ Иодсодержа- Производ­ Ускоряют окисли­ Тиреоток­ Врожден­ ная щие гормоны ные амино­ тельные процессы; сикоз ное слабо­ железа (главный гор­ кислоты при избытке ра­ (базедова умие (при   мон - тирок­ тирозина зобщают перенос болезнь) возникнове­   син)   электронов в ды­   нии гипо-       хательной цепи и   продукцим       синтез АТФ в про­   в раннем       цессе тканевого   возрасте).       дыхания   Микседема           (у взрослых)   Кальцитонин Белок Снижает содержа­           ние ионов кальция           в крови     Паращито- Паратгормон Белок Повышает содер­     видные     жание ионов каль­     железы     ция в крови     Поджелу­ Инсулин Белок Избирательно по­   Сахарный дочная же­     вышает проницае­   диабет леза     мость клеточных           мембран по отно­           шению к глюкозе           и способствует           лучшему проник­           новению глюкозы           из крови в различ­           ные органы; спо­           собствует перехо­           ду глюкозы в глю-           козо-6-фосфат и           тем самым ускоря­           ет любые превра­           щения глюкозы;           активирует синтез           ферментов цикла           Кребса

Продолжение табл. 4     3 I 4     Поджелу­дочная же­леза Глюкагон Белок Ускоряет распад гликогена в печени до глюкозы     розговой слой над­почечни­ков Катехоламины (главный гор­мон - адрена­лин) Производ­ные ами­нокислоты тирозина Ускоряют распад гликогена в печени и в мышцах; вызы­вают мобилизацию жира; повышают частоту дыхания и сердечных со­кращений     Кора над­почечни­ков Глюкокорти- коиды (глав­ные гормоны: гидрокорти­зон (корти- зол), кортико- стерон, корти­зон) Стероиды Тормозят переход глюкозы в глюкозо- 6-фосфат и поэтому препятствуют лю­бым превращениям глюкозы; активи­руют синтез глюко­зы из неуглеводов (глюконеогенез); тормозят синтез белков     Минералокор- тикоиды (главный гор­мон - альдо- стерон) Стероиды Ускоряют обратное всасывание ионов натрия в почках и задерживают эти ионы в организме; тормозят обратное всасывание ионов калия в почках и способствуют их выведению из орга­низма     Мужские- половые железы (яички) Андрогены (главный гор­мон - тесто­стерон) Стероиды Влияют на форми­рование мужских вторичных половых признаков, обеспе­чивают репродук­тивную функцию (андрогенное дей­ствие); ускоряют синтез белков (ана­болическое дейст­вие)

Окончание табл. 4             Женские половые железы (яичники) Эстрогены (главный гор­мон -эстради- ол) Стероиды Влияют на форми­рование женских вторичных половых признаков, обеспе­чивают репродук­тивную функцию (эстрогенное дейст­вие); ускоряют син­тез белков (в мень­шей степени, чем андрогены)     Вилочко- вая железа (тимус) Тимозин Тимопоэтин Белки Стимулируют со­зревание лимфо­цитов - клеток крови, ответствен­ных за иммунитет     Шишко­видная же­леза (эпи­физ) Мелатонин Белок Тормозит развитие половых функций у растущего орга­низма; способству­ет пигментации

Синтез и выделение гормонов в кровь находятся под контролем нервной системы. В упрощенном виде взаимосвязь между гормональной (эндокринной) и нервной системами можно представить следующим об­разом. При воздействии на организм каких-либо внешних факторов или же при возникновении изменений в крови и в различных органах соот­ветствующая информация передается по афферентным (чувствительным) нервам в ЦНС. В ответ на полученную информацию в гипоталамусе (часть промежуточного мозга) вырабатываются биологически активные вещества (гормоны гипоталамуса), которые затем поступают в гипофиз (мозговой придаток) и стимулируют или тормозят в нем секрецию гак называемых тройных гормонов (гормоны передней доли). Тропные гор­моны выделяются из гипофиза в кровь, переносятся в железы внутренней секреции и вызывают в них синтез и секрецию соответствующих гормо­нов, которые далее воздействуют на органы-мишени. Таким образом, в организме имеется единая нервно-гормональная или нейрогуморальная регуляция.

Все железы внутренней секреции функционируют согласованно и оказывают друг на друга взаимное влияние. Введение в организм гор­монов не только сказывается на функции железы, вырабатывающей вводимый гормон, но и может оказать негативное воздействие на со­стояние всей нервно-гормональной регуляции в целом. Поэтому ис­пользование в качестве допингов гормональных препаратов является опасным для здоровья спортсменов.

Полезная информация

Анаболические стероиды - искусственно синтезированные соединения, близкие по строению к мужским половым гормонам. Эти вещества облада­ют выраженным анаболическим действием, проявляющимся в ускорении синтеза мышечных белков, что позволяет спортсмену быстро нарастить мышечную массу. Однако применение таких препаратов крайне опасно для здоровья. Длительный прием анаболических стероидов может вызвать на­рушение половых функций, возникновение заболеваний печени и почек, и в том числе злокачественных опухолей этих органов, изменение психики и др. Особенно опасно использование стероидов детьми, подростками и женщинами.

Медицинской комиссией МОК анаболические стероиды отнесены к допингам.

ГЛАВА 12 БИОХИМИЯ КРОВИ

В спортивной практике анализ крови используется для оценки влияния на организм спортсмена тренировочных и соревновательных нагрузок, оценки функционального состояния спортсмена и его здоро­вья. Информация, полученная при исследовании крови, помогает тре- неру управлять тренировочным процессом. Поэтому специалист в об­ласти физической культуры должен иметь необходимые представления о химическом составе крови и о его изменениях под воздействием фи­зических нагрузок различного характера.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КРОВИ_________________________________

Объем крови у человека около 5 л, что составляет примерно 1/13 Часть от объема или массы тела.

По своему строению кровь является жидкой тканью и подобно лю­бой ткани состоит из клеток и межклеточной жидкости.

Клетки крови носят название форменные элементы. К ним отно­сятся красные клетки (эритроциты), белые клетки (лейкоциты) и кро­вные пластинки (тромбоциты). На долю клеток приходится около 45% °т объема крови.

Жидкая часть крови называется плазмой. Объем плазмы составляет примерно 55% от объема крови. Плазма крови, из которой удален белок фибриноген, называется сывороткой.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ КРОВИ

Основными функциями крови являются следующие:

1. Транспортная функция. Эта функция обусловлена тем, что кровь постоянно перемещается по кровеносным сосудам и переносит растворенные в ней вещества. Можно выделить три разновидности этой функции.

Трофическая функция. С кровью ко всем органам доставляются ве­щества, необходимые для обеспечения в них метаболизма (источники энергии, строительный материал для синтезов, витамины, соли и др.).

Дыхательная функция. Кровь участвует в переносе кислорода от легких к тканям и переносе углекислого газа от тканей к легким.

Выделительная функция (экскреторная). С помощью крови конеч­ные продукты метаболизма транспортируются из клеток тканей к вы­делительным органам с последующим их удалением из организма.

2. Защитная функция. Эта функция прежде всего заключается в обеспечении иммунитета - защиты организма от чужеродных молекул и клеток. К защитной функции также можно отнести способность кро­ви к свертыванию. В этом случае осуществляется защита организма от кровопотери.

3. Регуляторная функция. Кровь участвует в обеспечении посто­янства температуры тела, в поддержании постоянства рН и осмотиче­ского давления. С помощью крови происходит перенос гормонов - ре­гуляторов метаболизма.

90% 6-8% около 2% около 1%

Все перечисленные функции направлены на поддержание постоян­ства условий внутренней среды организма - гомеостаза (постоянства химического состава, кислотности, осмотического давления, темпера­туры и т. п. в клетках организма).

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛАЗМЫ КРОВИ

Химический состав плазмы крови в покое относительно постоянен. Основные составные компоненты плазмы следующие:

Вода Белки

Прочие органические вещества Минеральные вещества

Белки плазмы крови делятся на две фракции: альбумины и глобу­лины. Соотношение между альбуминами и глобулинами носит назва­ние «альбумин-глобулиновый коэффициент», который равен 1,5-2. Выполнение физических нагрузок сопровождается вначале увеличе­нием этого коэффициента, а при очень продолжительной работе он снижается.

Альбумины - низкомолекулярные белки с молекулярной массой около 70 тыс. Да. Они выполняют две основные функции.

Во-первых, благодаря хорошей растворимости в воде эти белки вы­полняют транспортную функцию, перенося с током крови различные нерастворимые в воде вещества (например, жиры, жирные кислоты, некоторые гормоны и др.).

Во-вторых, вследствие высокой гидрофильности альбумины имеют значительную гидратную (водную) оболочку и поэтому задерживают воду в кровяном русле. Задержка воды в кровяном русле необходима в связи с тем, что содержание воды в плазме крови выше, чем в окру­жающих тканях, и вода в силу диффузии стремится выйти из кровенос­ных сосудов в ткани. Поэтому при значительном снижении альбуминов в крови (при голодании, при потере белков с мочой при заболеваниях почек) возникают отеки.

Глобулины - высокомолекулярные белки с молекулярной массой около 300 тыс. Да. Подобно альбуминам глобулины также выполняют транспортную функцию и способствуют задержке воды в кровяном русле, но в этом они существенно уступают альбуминам. Однако у гло­булинов имеются и очень важные функции. Так, некоторые глобулины являются ферментами и ускоряют химические реакции, протекающие непосредственно в кровяном русле. Еще одна функция глобулинов за­ключается в их участии в свертывании крови и в обеспечении иммуни­тета (защитная функция).

Большая часть белков плазмы синтезируется в печени.

Прочие органические вещества (кроме белков) обычно делятся на Две группы: азотистые и безазотистые.

Азотистые соединения - это промежуточные и конечные продук­ты обмена белков и нуклеиновых кислот. Из промежуточных продук­ту белкового обмена в плазме крови имеются низкомолекулярные Пептиды, аминокислоты, креатин. Конечные продукты метаболиз­ма белков - это прежде всего мочевина (ее концентрация в плазме ^ови довольно высокая - 3,3-6,6 ммоль/л), билирубин (конечный ^пР°Дукт распада гема) и креатинин (конечный продукт распада креа-

тинфосфата).

Из промежуточных продуктов обмена нуклеиновых кислот в плазме Крови можно обнаружить нуклеотиды, нуклеозиды, азотистые осно­вания. Конечным продуктом распада нуклеиновых кислот является мочевая кислота, которая в небольшой концентрация всегда содер­жится в крови.

Для оценки содержания в крови небелковых азотистых соединений часто используется показатель «небелковый азот». Небелковый азот включает азот низкомолекулярных (небелковых) соединений, главным образом перечисленных выше, которые остаются в плазме или сыво­ротке крови после удаления белков. Поэтому этот показатель также на­зывают остаточным азотом. Повышение в крови остаточного азота на­блюдается при заболеваниях почек, а также при длительной мышечной работе.

К безазотистым веществам плазмы крови относятся углеводы и липиды, а также промежуточные продукты их метаболизма.

Главным углеводом плазмы является глюкоза. Ее концентрация у здорового человека в покое и состоянии «натощак» колеблется в узком диапазоне от 3,9 до 6,1 ммоль/л (или 70-110 мг%). Поступает глюкоза в кровь в результате всасывания из кишечника при переваривании пище­вых углеводов, а также при мобилизации гликогена печени. Кроме глюкозы в плазме также содержатся в небольших количествах другие моносахариды - фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза и др. Промежуточные продукты углеводного обмена в плазме представлены пировиноградной и молочной кислотами. В покое содержание мо­лочной кислоты (лактата) низкое - 1-2 ммоль/л. Под влиянием физиче­ских нагрузок, особенно интенсивных, концентрация лактата в крови резко возрастает (даже в десятки раз!).

Липиды представлены в плазме крови жиром, жирными кисло­тами, фосфолипидами и холестерином. Вследствие нерастворимо­сти в воде все липиды связаны с белками плазмы: жирные кислоты с альбуминами, жир, фосфолипиды и холестерин с глобулинами. Комплексы липидов и белков называются липопротеидами. Из про­межуточных продуктов жирового обмена в плазме всегда имеются кетоновые тела.

Минеральные вещества находятся в плазме крови в виде ка­тионов (Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺ и др.) и анионов (СГ, НС0₃~, Н₂Р0₄, НР0₄^2-, S0₄^2-, J" и др.). Больше всего в плазме содержится натрия, калия, хлоридов, бикарбонатов. Отклонения в минеральном составе плазмы крови могут наблюдаться при различных заболеваниях и при значительных потерях воды за счет потоотделения при выполнении физической работы.

Содержание основных компонентов крови представлено в табл. 5.

Таблица 5 Основные компоненты крови Компонент Концентрация в традиционных единицах Концентрация в единицах СИ   Белки   Общий белок Альбумины Глобулины Гемоглобин у мужчин у женщин Фибриноген 6-8% 3,5-4,5% 2,5-3,5% 13,5-18% 12-16% 20(М50 мг% 60-80 г/л 35^15 г/л 25-35 г/л 2,1-2,8 ммоль/л 1,9-2,5 ммоль/л 2-4,5 г/л Небелковые азотистые вещества Остаточный азот Мочевина Креатин Креатинин Мочевая кислота Билирубин 20-35 мг% 20-40 мг% 0,2-1 мг% 0,5-1,2 мг% 2-7 мг% 0,5-1 мг% 14- 25 ммоль/л 3,3-6,6 ммоль/л 15- 75 мкмоль/л 44-106 мкмоль/л 0,12-0,42 ммоль/л 8,5-17 мкмоль/л Безазотистые вещества Глюкоза (натощак) Фруктоза Лактат артериальная кровь венозная кровь Кетоновые тела Липиды общие Триглицериды Холестерин 70-110 мг% 0,1-0,5 мг% 3-7 мг% 5-20 мг% 0,5-2,5 мг% 350-800 мг% 50-150 мг% 150-300 мг% 3,9-6,1 ммоль/л 5,5-28 мкмоль/л 0,33-0,78 ммоль/л 0,55-2,2 ммоль/л 5-25 мг/л 3,5-8 г/л 0,5-1,5 г/л 4-7,8 ммоль/л Минеральные вещества Натрий плазма эритроциты Калий плазма эритроциты Хлориды ^Кальций 290-350 мг% 31-50 мг% 15-20 мг% 310-370 мг% 340-370 мг% 9-11 мг% 125-150 ммоль/л 13,4-21,7 ммоль/л 3,8-5,1 ммоль/л 79,3-99,7 ммоль/л 96-104 ммоль/л 2,2-2,7 ммоль/л

КРАСНЫЕ КЛЕТКИ (ЭРИТРОЦИТЫ)

Эритроциты составляют основную массу клеток крови. В 1 мм³ (мкл[2]) крови обычно содержится 4-5 млн красных клеток. Образуются эритроциты в красном костном мозге, функционируют в кровяном рус­ле и разрушаются главным образом в селезенке и в печени. Жизненный цикл этих клеток составляет 110-120 дней.

Эритроциты представляют собой двояковогнутые клетки, лишенные ядер, рибосом и митохондрий. В связи с этим в них не происходят та­кие процессы, как синтез белка и тканевое дыхание. Основным источ­ником энергии для эритроцитов является анаэробный распад глюкозы (гликолиз).

Основным компонентом красных клеток является белок гемогло­бин. На его долю приходится 30% от массы эритроцита или 90% от су­хого остатка этих клеток.

По своему строению гемоглобин является хромопротеидом. Его мо­лекула обладает четвертичной структурой и состоит из четырех субъ­единиц. Каждая субъединица содержит один полипептид и один гем. Субъединицы отличаются друг от друга только строением полипепти­дов. Гем представляет собою сложную циклическую структуру из че­тырех пиррольных колец, содержащую в центре двухвалентное железо (Fe²⁺):

Н2С — СН2 Н2С — СН2 СООН СООН

Основная функция эритроцитов - дыхательная. С участием эрит­роцитов осуществляется перенос кислорода от легких к тканям и уг­лекислого газа от тканей к легким.

В капиллярах легких парциальное давление кислорода около 100 мм рт. ст. (парциальное давление - это часть общего давления сме­_си газов, приходящаяся на отдельный газ из этой смеси. Например, при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. на долю кислорода приходится 152 мм рт. ст., т. е. 1/5 часть, так как в воздухе обычно содержится 20% кислорода). При таком давлении практически весь гемоглобин связы­вается с кислородом:

НЬ + 0₂ —- НЬ0₂

Гемоглобин Оксигемоглобин

Присоединяется кислород непосредственно к атому железа, входя­щему в состав гема, причем взаимодействовать с кислородом может только двухвалентное (восстановленное) железо. Поэтому различные окислители (например, нитраты, нитриты и т. п.), превращая железо из двухвалентного в трехвалентное (окисленное), нарушают дыхательную функцию крови.

Образовавшийся комплекс гемоглобина с кислородом - оксигемо­глобин с током крови переносится в различные органы. Вследствие по­требления кислорода тканями парциальное давление его здесь намного меньше, чем в легких. При низком парциальном давлении происходит диссоциация оксигемоглобина:

НЬ0₂--------- НЬ + 0₂

Степень распада оксигемоглобина зависит от величины парциаль­ного давления кислорода: чем меньше парциальное давление, тем больше отщепляется от оксигемоглобина кислорода. Например, в мышцах в состоянии покоя парциальное давление кислорода пример­но 45 мм рт. ст. При таком давлении диссоциации подвергается толь­ко около 25% оксигемоглобина. При работе умеренной мощности парциальное давление кислорода в мышцах примерно 35 мм рт. ст. и распаду подвергается уже около 50% оксигемоглобина. При выпол­нении интенсивных нагрузок парциальное давление кислорода в мышцах снижается до 15-20 мм рт. ст., что вызывает более глубокую Диссоциацию оксигемоглобина (на 75% и более). Такой характер за­висимости диссоциации оксигемоглобина от парциального давления кислорода позволяет значительно увеличить снабжение мышц кисло­родом при выполнении физической работы.

Усиление диссоциации оксигемоглобина также наблюдается при повышении температуры тела и увеличении кислотности крови (на­пример, при поступлении в кровь больших количеств молочной кисло­ты при интенсивной мышечной работе), что тоже способствует лучше­му снабжению тканей кислородом.

В целом за сутки человек, не выполняющий физической работы, ис­пользует 400-500 л кислорода. При высокой двигательной активности Потребление кислорода значительно возрастает.

Транспорт кровью углекислого газа осуществляется из тканей всех органов, где происходит его образование в процессе катаболизма, в легкие, из которых он выделяется во внешнюю среду.

Большая часть углекислого газа переносится кровью в форме солей - бикарбонатов калия и натрия. Превращение СЮ₂ в бикарбонаты проис­ходит в эритроцитах с участием гемоглобина. В эритроцитах накапли­ваются бикарбонаты калия (КНС0₃), а в плазме крови - бикарбонаты натрия (NaHC0₃). С током крови образовавшиеся бикарбонаты посту­пают в легкие и превращаются там снова в углекислый газ, который удаляется из легких с выдыхаемым воздухом. Это превращение проис­ходит тоже в эритроцитах, но уже с участием оксигемоглобина, возни­кающего в капиллярах легких за счет присоединения кислорода к гемо­глобину (см. выше).

Биологический смысл такого механизма переноса кровью углеки­слого газа заключается в том, что бикарбонаты калия и натрия облада­ют высокой растворимостью в воде, и поэтому в эритроцитах и в плаз­ме они могут находиться в значительно больших количествах по срав­нению с углекислым газом.

Небольшая часть С0₂ может переноситься кровью в физически рас­творенном виде, а также в комплексе с гемоглобином, называемом карбгемоглобином.

В состоянии покоя в сутки образуется и выделяется из организма 350-450 л С0₂. Выполнение физических нагрузок приводит к увеличе­нию образования и выделения углекислого газа.

БЕЛЫЕ КЛЕТКИ (ЛЕЙКОЦИТЫ)

В отличие от красных клеток лейкоциты являются полноценными клетками с большим ядром и митохондриями, и поэтому в них проте­кают такие важнейшие биохимические процессы, как синтез белков и тканевое дыхание.

В состоянии покоя у здорового человека в 1 мм³ крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. При заболеваниях количество белых клеток в крови может как уменьшаться (лейкопения), так и увеличиваться (лей­коцитоз). Лейкоцитоз может наблюдаться и у здоровых людей, напри­мер, после приема пищи или при выполнении мышечной работы (мио- генный лейкоцитоз). При миогенном лейкоцитозе количество лейкоци­тов в крови может повыситься до 15-20 тыс./мм³ и более.

Различают три вида лейкоцитов: лимфоциты (25-26%), моноциты (6—7%) и гранулоциты (67-70%).

Лимфоциты образуются в лимфатических узлах и селезенке, а мо­ноциты и гранулоциты - в красном костном мозге.

Лейкоциты выполняют защитную функцию, участвуя в обеспече­нии иммунитета.

В самом общем виде иммунитет - это защита организма от всего «чужого». Под «чужим» подразумеваются различные чужеродные вы­сокомолекулярные вещества, обладающие специфичностью и уникаль­ностью своего строения и отличающиеся вследствие этого от собствен­ных молекул организма.

В настоящее время выделяют две формы иммунитета: специфиче­ский и неспецифический. Под специфическим обычно подразумева­ется собственно иммунитет, а неспецифический иммунитет - это раз­личные факторы неспецифической защиты организма.

Система специфического иммунитета включает тимус (вилочковую железу), селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные скопления (в носоглотке, миндалинах, аппендиксе и т. п.) и лимфоциты. Основу этой системы составляют лимфоциты.

Любое чужеродное вещество, на которое способна реагировать им­мунная система организма, обозначается термином антиген. Антиген­ными свойствами обладают все «чужие» белки, нуклеиновые кислоты, многие полисахариды и сложные липиды. Антигенами могут быть так­же бактериальные токсины и целые клетки микроорганизмов, точнее макромолекулы, входящие в их состав. Кроме того, антигенную актив­ность могут проявлять и низкомолекулярные соединения, такие как стероиды, некоторые лекарства при условии их предварительного свя­зывания с белком-носителем, например, альбумином плазмы крови. (На этом основано обнаружение иммунохимическим методом некоторых Допинговых препаратов при проведении допинг-контроля.)

Поступивший в кровяное русло антиген распознается особыми лей­коцитами - Т-лимфоцитами, которые затем стимулируют превращение Другого вида лейкоцитов - В-лимфоцитов в плазматические клетки, ко­торые далее в селезенке, лимфоузлах и костном мозге синтезируют особые белки - антитела, или иммуноглобулины. Чем крупнее моле­кула антигена, тем больше образуется различных антител в ответ на его поступление в организм. У каждого антитела имеются два связываю- *Чих участка для взаимодействия со строго определенным антигеном. Таким образом, каждый антиген вызывает синтез строго специфиче­ских антител.

г

Образовавшиеся антитела поступают в плазму крови и связываются ^ с молекулой антигена. Взаимодействие антител с антигеном осу­ществляется путем образования между ними нековалентных связей, взаимодействие аналогично образованию фермент-субстратного

комплекса при ферментативном катализе, причем связывающий уча­сток антитела соответствует активному центру фермента. Поскольку большинство антигенов являются высокомолекулярными соединения­ми, то к антигену одновременно присоединяется много антител.

Образовавшийся комплекс антиген - антитело далее подвергается фагоцитозу (см. ниже). Если антигеном является чужеродная клетка, то комплекс антиген - антитело подвергается воздействию ферментов плазмы крови под общим названием система комплемента. Эта слож­ная ферментативная система в конечном счете вызывает лизис чуже­родной клетки, т. е. ее разрушение. Образовавшиеся продукты лизиса далее также подвергаются фагоцитозу.

Поскольку в ответ на поступления антигена антитела образуются в избыточных количествах, их значительная часть остается на длитель­ное время в плазме крови, во фракции у-глобулинов. У здорового чело­века в крови содержится огромное количество различных антител, об­разовавшихся вследствие контактов с очень многими чужеродными веществами и микроорганизмами. Наличие в крови готовых антител позволяет организму быстро обезвреживать вновь поступающие в кровь антигены. На этом явлении основано проведение профилактиче­ских прививок.

Другие формы лейкоцитов - моноциты и гранулоциты - участву­ют в фагоцитозе. Фагоцитоз можно рассматривать как неспецифиче­скую защитную реакцию, направленную в первую очередь на уничто­жение поступающих в организм микроорганизмов. В процессе фагоци­тоза моноциты и гранулоциты поглощают бактерии, а также крупные чужеродные молекулы и разрушают их своими лизосомальными фер­ментами. Фагоцитоз также сопровождается образованием активных форм кислорода, так называемых свободных радикалов кислорода, ко­торые, окисляя липоиды бактериальных мембран, способствуют унич­тожению микроорганизмов (более подробно свободнорадикальное окисление описано в главе 4 «Биологическое окисление»).

Как отмечалось выше, фагоцитозу также подвергаются комплексы антиген - антитело.

К факторам неспецифической защиты относятся кожные и слизи­стые барьеры, бактерицидность желудочного сока, воспаление, фер­менты (лизоцим, протеиназы, пероксидазы), противовирусный белок интерферон и др.

Регулярные занятия спортом и оздоровительной физкультурой сти­мулируют иммунную систему и факторы неспецифической защиты и тем самым повышают устойчивость организма к действию неблагопри­ятных факторов внешней среды, способствуют снижению общей и ин­фекционной заболеваемости, увеличивают продолжительность жизни.

Однако исключительно высокие физические и эмоциональные пере- Ррузки, свойственные спорту высших достижений, оказывают на имму­нитет неблагоприятное влияние. Нередко у спортсменов высокой ква­лификации наблюдается повышенная заболеваемость, особенно в пе­риод ответственных соревнований (именно в это время физическое и эмоциональное напряжение достигает своего предела!). Очень опасны чрезмерные нагрузки для растущего организма. Многочисленные дан­ные свидетельствуют, что иммунная система детей и подростков более чувствительна к таким нагрузкам.

В связи с этим важнейшей медико-биологической задачей совре­менного спорта является коррекция иммунологических нарушений у спортсменов высокой квалификации путем применения различных им­муностимулирующих средств.

КРОВЯНЫЕ ПЛАСТИНКИ (ТРОМБОЦИТЫ)

Тромбоциты - это безъядерные клетки, образующиеся из цитоплаз­мы мегакариоцитов - клеток костного мозга. Количество тромбоцитов в крови обычно 200-400 тыс./мм³. Основная биологическая функция этих форменных элементов - участие в процессе свертывания крови.

Свертывание крови - сложнейший ферментативный процесс, веду­щий к образованию кровяного сгустка — тромба - с целью предупреж­дения кровопотери при повреждении кровеносных сосудов.

В свертывании крови участвуют компоненты тромбоцитов, компо­ненты плазмы крови, а также вещества, поступающие в кровяное русло из окружающих тканей. Все вещества, участвующие в этом процессе, получили название факторы свертывания. По строению все факторы свертывания, кроме двух (ионы Са²⁺ и фосфолипиды), являются белка­ми и синтезируются в печени, причем в синтезе ряда факторов участву­ет витамин К.

Белковые факторы свертывания поступают в кровяное русло и цир­кулируют в нем в неактивном виде - в форме проферментов (предше­ственников ферментов), которые при повреждении кровеносного сосу­да способны стать активными ферментами и участвовать в процессе свертывания крови. Благодаря постоянному наличию проферментов, Кровь находится все время в состоянии «готовности» к свертыванию.

В самом упрощенном виде процесс свертывания крови можно ус­ловно разделить на три крупных этапа.

На первом этапе, начинающемся при нарушении целостности кро­веносного сосуда, тромбоциты очень быстро (в течение секунд) накап­ливаются в месте повреждения и, слипаясь, образуют своего рода пробку, которая ограничивает кровотечение. Часть тромбоцитов при этом разрушается, и из них в плазму крови выходят фосфолипиды (один из факторов свертывания). Одновременно в плазме за счет кон­такта с поврежденной поверхностью стенки сосуда или с каким-либо инородным телом (например, игла, стекло, лезвие ножа и т. п.) проис­ходит активация еще одного фактора свертывания - фактора контак­та. Далее при помощи этих факторов, а также некоторых других участ­ников свертывания формируется активный ферментный комплекс, на­зываемый протромбиназой, или тромбокиназой. Такой механизм ак­тивации протромбиназы называется внутренним, так как все участники этого процесса содержатся в крови. Активная протромбиназа также об­разуется и по внешнему механизму. В этом случае требуется участие фактора свертывания, отсутствующего в самой крови. Этот фактор имеется в тканях, окружающих кровеносные сосуды, и попадает в кро­вяное русло лишь при повреждении сосудистой стенки. Наличие двух независимых механизмов активирования протромбиназы повышает на­дежность системы свертывания крови.

На втором этапе под влиянием активной протромбиназы происхо­дит превращение белка плазмы протромбина (это тоже фактор свер­тывания) в активный фермент - тромбин.

Третий этап начинается с воздействия образовавшегося тромбина на белок плазмы фибриноген. От фибриногена отщепляется часть мо­лекулы, и фибриноген превращается в более простой белок фибрин- мономер, молекулы которого спонтанно, очень быстро, без участия ка- ких-либо ферментов подвергаются полимеризации с образованием длинных цепей, называемых фибрин-полимером. Образовавшиеся ни­ти фибрин-полимера являются основой кровяного сгустка - тромба. Вначале формируется студнеобразный сгусток, включающий в себя кроме нитей фибрин-полимера еще плазму и клетки крови. Далее из тромбоцитов, входящих в этот сгусток, выделяются особые сократи­тельные белки (типа мышечных), вызывающие сжатие (ретракцию) кровяного сгустка.

В результате перечисленных этапов образуется прочный тромб, со­стоящий из нитей фибрин-полимера и клеток крови. Этот тромб распо­лагается в поврежденном месте сосудистой стенки и препятствует кро­вотечению.

Все этапы свертывания крови протекают с участием ионов кальция.

В целом процесс свертывания крови занимает 4-5 мин.

В течение нескольких дней после образования кровяного сгустка, после восстановления целостности сосудистой стенки происходит рассасывание теперь уже не нужного тромба. Этот процесс называ­ется фибринолизом и осуществляется путем расщепления фибрина, входящего в состав кровяного сгустка, под действием фермента плазмина (фибринолизина). Данный фермент образуется в плазме _крови из своего предшественника - профермента плазминогена под влиянием активаторов, которые находятся в плазме или же посту­пают в кровяное русло из окружающих тканей. Активации плазмина также способствует возникновение при свертывании крови фибрин- полимера.

В последнее время выяснено, что в крови еще имеется противо- свертывающая система, которая ограничивает процесс свертывания только поврежденным участком кровяного русла и не допускает то­тального свертывания всей крови. В образовании противосвертываю- щей системы участвуют вещества плазмы, тромбоцитов и окружающих тканей, имеющие общее название антикоагулянты. По механизму действия большинство антикоагулянтов являются специфическими ин­гибиторами, действующими на факторы свертывания. Наиболее актив­ными антикоагулянтами являются антитромбины, препятствующие превращению фибриногена в фибрин. Наиболее изученным ингибито