Учебникът по биохимия е предназначен за студентите от Национална спортна академия от специалностите спорт, кинезитерапия и физическо възпитание. Може да бъде полезно четиво за треньори, спортни лекари и спортисти, както и за всички, които се интересуват от биохимичните механизми.
Материалът в учебника обхваща биохимичните знания, необходими за правилното построяване на тренировъчния процес, правилното хранене на спортиста, контрола на спортната му форма; обяснява биохимичните реакции, които протичат в организма на спортиста при изпълнение на физически упражнения.
За успешното усвояване на всички тези знания от полза ще бъде съвместното ползване на учебника с ръководството по биохимия, в което са включени въпроси и отговори по отделните теми от курса.
Биохимията и молекулярната биология – науки за молекулния строеж и молекулните взаимодействия в организма
Биологичните молекули – строеж и функция
Аминокиселини. Пептиди
Обща структура на аминокиселините. Видове аминокиселини
Свойства и функции на аминокиселините
Пептиди
Въглехидрати (захариди: моно-, ди-, полизахаради)
Монозахариди
Дизахариди. Олигозахариди
Полизахариди: нишесте, гликоген. Хетерополизахариди
Биологични функции на въглехидратите
Липиди
Определение и класификация на липидите. Свободни мастни киселини
Мазнини (триацилглицероли или триглицериди). Функции на мазнините
Фосфолипиди. Структура и функции
Холестерол – свободен и естерифициран
Белтъци (протеини)
Структура на белтъка. Първична структура и факторите, които я определя
Третична структура. Миоглобин
Нативна конформация и денатурация на белтъците
Четвъртична структура на белтъка. Колаген
Хемоглобинът – специализиран белтък за пренос на газове и протони
Свойства на белтъците във водна среда. Електрофореза
Видове белтъци. Класификация. Серумни липопротеини
Биологични функции на белтъците
Ензимологията – наука за ензимите и за биохимичната катализа
Химичен състав на ензимите. Терминология и номенклатура
Активираща енергия на реакцията
Обща схема на ензимната катализа. Междинни нискобариерни реакции
Механизъм на ензимната катализа. Ензимна специфичност
Фактори, повлияващи ензимната катализа
Оборотно число – мярка за ензимната активност
Влияние на концентрацията на субстрата
Влияние на температурата
Влияние на киселинността на средата (рН)
Регулация на ензимната активност. Алостерични ензими
Специфични ензимни инхибитори
Допълнения към основния материал
Витаминологията – наука за витамините
Увод в учението за витамините
Водноразтворими витамини
Тиамин (витамин B1)
Пантотенова киселина (витамин B3)
Никотинамид (ниацин, витамин B5, PP-фактор)
Пиридоксол (витамин B6)
Кобаламин (витамин B12)
Фолиева киселина (витамин Вс,, птероилутамова киселина)
Биотин (витамин H)
Аскорбинова киселина (витамин C)
Водноразтворими витаминоподобни вещества
Мастноразтворими витамини
Ретинол (витамин A, аксерофтол)
Калциферол (витамин D3)
Токоферол (витамин E)
Коагулационен фактор (витамин K)
Хормони
Определение и свойства
Видове хормони – биохимична класификация
Механизъм на действие на хормоните
Хормони, стимулиращи белтъчната синтеза (синтеза на нови количества ензими и структурни белтъци)
Хормони, активиращи или инхибиращи налични ензими
Някои no-важни хормони с изразен метаболитен ефект
Тиронини
Кортизол
Алдостерон
Тестостерон
Соматотропен хормон или хормон на растеж
Инсулин
Глюкагон
Катехоламини
Нуклеинови киселини – наследственост и синтеза на белтък
Пурини и пиримндини. Нуклеотиди и полинуклеотиди
Понятието наследственост от биохимична гледна точка
ДНК – молекулна основа на наследствеността и носител на генетичната информация
Двойна спирала. Принцип на допълнителността (комплементарността)
Репликация– удвояване на генетичната информация
РНК – общи сведения за тяхната структура
иРНК – преносител на информация от ядрото към цитоплазмата. Транскрипция на генетичната информация
pPHK. Рибозоми – структура и функция
тРНК – преносители на активирани аминокиселини
Синтеза на белтък – транслация на
Регулация на белтъчната синтеза
Молекулна структура на клетката
Преходът от молекулни към клетъчни структури
Клетъчни органели (подклетъчни структури) – молекулна организация
Мембрани – структура и функция
Общи характеристики на мембраните
Химичен състав и молекулна организация на мембраните
Транспортна функция на мембраните
Електрическа функция на мембраните
Рецепторно-сигнална функция на мембраните
Ендоплазмен ретикулум. Апарат на Голджи
Лизозоми – обновяване на клетъчните структури
Митохондрии – метаболитни лаборатории и енергетични централи на клетката
Ядро на клетката
Цитозол или клетъчен сок
Допълнения към основния материал
Биоенергетика и биологично окисление
Увод в биохимичната енергетик
Гибсовата енергия – силата, която движи химичните реакции
Екзергонични, ендергонични и равновесни реакции
Спрегнати реакции
Нормоергични и макроергични реакции
Макроергичните реакции извършват полезна работа
Макроенергични връзки и макроергични съединения
АТФ, АДФ и сродни нуклеозидфосфати
Реакции на АТФ в клетката
Окислително-редукционни реакции
Окисление и редукция. Редоксдвойка и редокспотенциал
Гибсова енергия и редокспотенциал. Основна реакция
Специализирани биологични редоксдвойки
Никотинамидни (ниацинови) редоксдвойки (НАД и НАДФ)
Флавинови редоксдвойки (ФМН и ФАД)
Убихинон или коензим Q (ку): KoQH2/KoQ
Цитохроми
Биологичното окисление – доставчик на жизнена енергия
Общ поглед върху процесите на биологичното окисление. Роля на кислорода
Структура и функция на дихателната верига
Молекулна структура на дихателната верига
Метаболитна функция на дихателната верига
Енергетична функция на дихателната верига. Окислително фосфорилиране (синтеза на АТФ в дихателната верига)
Субстратно фосфорилиране: синтеза на АТФ в метаболитната верига
Цикъл на Кребс – централен окислителен път и главен доставчик на водород за дихателната верига
Обща характеристика на цикъла
Реакциите на цикъла на Кребс
Обсъждане на цикъла. Метаболитен и енергетичен баланс. Регулация
Обмяна на веществата или метаболизъм. Обща схема на катаболизма
Въглехидратите като източник на енергия (катаболизъм на въглехидратите)
Смилане и резорбция на въглехидратите
Взаимни превръщания на монозахаридите
Гликогенът – резервна форма на глюкозата в черния дроб и мускулите. Синтеза и разграждане на гликоген
Кръвна глюкоза
Разграждане на глюкоза за доставка на енергия в мускулите
Общ поглед върху метаболитните пътища
Съкратена схема на гликолитичната верига
Отделните гликолитични реакции и техният смисъл
Окислително декарбоксилиране на пирувата (и на другите алфа-кетокарбоксилни киселини)
Пълно окислително разграждане на глюкозата (аеробна гликолиза)
Анаеробната гликолиза – доставчик на енергия за интензивна, но краткотрайна мускулна работа
Съдбата на лактата. Понятие за кислороден дълг
Сравнителна характеристика на аеробната и анаеробната гликолиза в мускулите
Гликолизата – производител на метаболити за важни синтетични процеси. Пентозофосфатен път
Регулация на гликолизата в мускулите
Мазнините като източник на енергия (катаболизъм на мазнините)
Смилане на мазнините
Резорбция на мазнините и на другите липиди. Кръвни липиди (транспортни форми на липидите в кръвта
Мазнините като източник на енергия за мускулна работа
Бета-окисленне на мастните киселини
Пълно окислително разграждане на мастните киселини. Окисление на глицерола
Белтъците като източник на енергия (катаболизъм на белтъците и на аминокиселините)
Смилане на белтъците. Резорбция на аминокиселините
Разграждане на аминокиселините
Декарбоксилиране на аминокиселините. Биогенни амини с важно биологично действие
Обезвреждане на амоняка. Синтеза на уреа
Взаимна връзка между обмяната на основните хранителни вещества
Връзки между въглехидратната и мастната (липидната) обмяна
Връзки между белтъчната и мастната (липидната) обмяна
Връзки между белтъчната и въглехидратната обмяна
Биохимични принципи на храненето
Структурни, метаболитни и енергийни нужди на организма
Оценка на структурните и енергийните нужди на организма
Биохимична характеристика на белтъците като хранително веществ
Биохимична характеристика на въглехидратите като хранително вещество
Биохимична характеристика на липидите като хранителни вещества
Биохимия на мускулната тъкан
Клетъчна и молекулна организация на мускулната тъкан
Химизъм на мускулното съкращение. Химичен състав на мускула
Метаболитни особености на мускулната тъкан
Типове мускулни влакна
Енергетика на мускулната работа. Механизми за ресинтеза на АТФ
Физическо натоварване и работоспособност. Биохимична характеристика
Класификация на физическите натоварвания
Аеробна и анаеробна реботоспособност на организма
Биохимична характеристика на основните двигателни качества – сила, бързина и издръжливост
Биохимия на умората и възстановяването
Умора при физическо натоварване
Изчерпване на АТФ и КФ
Изчерпване на гликогена
Промени в нивото на глюкозата в кръвта
Натрупване на лактат
Натрупване на калций в митохондриите
Недостатъчност на кислородното снабдяване на мускула и промяна в митохондрналната плътност
Нарушения в хомеостазата
Премени във функциите на ЦНС
Възстановяване и свръхвъзстановяване
Тренировка и адаптация на организма към физическо натоварване. Биохимични принципи
Съвременни представи за тренировката
Основни принципи на спортната тренировка
Биохимични аспекти на адаптацията към физически натоварвания
Адаптация и трансформация на мускулните влакна под влияние на тренировката. Мускулна биопсия
Тренираност, разтренираност и претренираност
Биохимия на храненето при физически натоварвания
Биохимически аспекти на функционалната диагностика в спорта
Промени в концентрацията на лактата в кръвта при дозирани и максимални тестове
Прогонен баланс (алкално-киселинно равновесие) на организма
По-важни показатели на протонния баланс (алкално-киселинното равновесие) на кръвта
Промени в протонния баланс (алкално-киселинното равновесие) при максимални тестове
Промени в алкално-киселинното равновесие при субмаксимални тестове
Промени в концентрацията на амониевите йони в кръвта при максимални тестове
Промени в съдържанието на глюкоза, свободни мастни киселини и глицерол в кръвта
Промени в активността на уреа в кръвта
Промени в съдържанието на някои ензими и изоензими в кръвта
Анализ на тъканноспецифични белтъци (миоглобин, тропомиозин и актин) при физически натоварвания
Определяне на хормони в кръвта при физически Натоварвания
Биохимични механизми на действие на допинга и допингов контрол