XVI Всероссийский Турнир Юных Биологов Задача №# Название задачи ОППОНЕНТ НЕДОСТУПЕН Состав команды: Суздальцев Семен, 9 кл. Саламатова Маргарита, 9 кл. Петрова Арина, 9 кл. Смирнова Мария, 8 кл. Смирнова Анна, 8 кл. Наставники: Щербакова Ольга Александровна Ярошенко Владислав Валерьевич Условие задачи Спорт высоких достижений часто сопряжен с негативными последствиями для организма спортсмена. ● ● ● Предложите список из пяти анатомических и физиологических изменении в организме человека, которые позволят улучшить результаты спортсменов в легкой атлетике. Сравните данные изменения с изменениями, происходящими под воздействием допинга, по спектру негативных последствий. Как эти негативные последствия предложенных вами изменений можно преодолеть, чтобы улучшить физические параметры спортсмена с наименьшим вредом для организма? 2 План решения 1) Ввести основные определения: допинг, легкая атлетика, анатомо-физиологические изменения, врожденный допинг 2) Выделить какие структуры и параметры, на основе интервью с легкоатлетами, нужно улучшить легкоатлету; 3) Выделить 5 наиболее “популярных” синтетических допингов; 4) Предложить основные идеи “врожденного допинга”; 5) Изучить влияние допингов, и тех и тех, на организм человека; 6) Изучить способы преодоления влияния врожденных допингов на организм; 7) Подвести итоги и сделать выводы. 3 Основные понятия ● До́пинг в спорте — это употребление запрещённых способов, методов или препаратов (в том числе биологически активных веществ), повышающих спортивные результаты. ● Лёгкая атле́тика — олимпийский вид спорта, включающий бег, ходьбу, прыжки и метания (толкание ядра, метание диска, метание копья, метание молота). Объединяет следующие дисциплины: беговые виды, спортивную ходьбу, технические виды (прыжки и метания), многоборья, пробеги (бег по шоссе) и кроссы (бег по пересечённой местности). Один из основных и наиболее массовых видов спорта. ● Анатомические и физиологические изменения - это метаморфозы в теле человека приводящие к серьезному изменению в его жизнедеятельности и происходящие из-за мутаций в геноме человека. ● Врожденный допинг - это изменения, произошедшие в эмбриогенезе, а не в течении жизни, и придающие организму способности выше его стандартного набора, несущие за собой также побочные эффекты 4 Улучшения для легкоатлета Что же все таки нужно для достижений в легкой атлетике, хоть в нее входит множество разных дисциплин, но нужно выделить основные качества успешного легкоатлета: Скорость реакции Выносливость Склонность к развитию мышц Достаточное обеспечение кислородом ● Легкость тела ● ● ● ● 5 Синтетические допинги ● ● Амфетамин (Amphetamine) производное эфедрина. Его основной эффект – увеличение производительности, лучше реакция, стимуляция, за счет уменьшение разрушения нейромедиаторов, лучше настроение, за счет серьезное увеличение дофамина и норадреналина и прочих эффектов. Побочные эффекты - очень серьезное привыкания и ослабления организма после какого-то времени после дозы Милдрона́т (Milziade), действующее вещество мельдо́ний — метаболическое средство. Улучшает экономию клеток кислорода, увеличивает работоспособность сердца, систем проведения и ГМ, поддерживает энергетический метаболизм сердца и других органов на высоком уровне. Побочные эффекты - диспептические явления, тахикардия, снижение или повышение АД, повышенная возбудимость. 6 Синтетические допинги ● ● Анаболические стероиды (Anabolic Steroids) синтезированы на базе мужского полового гормона тестостерона. Эти средства активно стимулируют «мышечное питание», за счет прироста мышечной массы увеличивают вес. К побочным эффектам анаболических стероидов относятся - (раздражительность («стероидная ярость»), гипертензия, акне, себорея, алопеция, депрессия, отеки, раковое перерождение клеток печени. Эритропоэтин (Erythropoietin) - позволяет повысить содержание гемоглобина в крови. Соответственно повышая при этом количество кислорода, доставляемого к клеткам. Побочные эффекты эритропоэтина: головные боли, мигрень, возникновение или усиление уже имеющейся артериальной гипертензии, особенно в случае быстрого повышения гематокрита. 7 Синтетические допинги ● Диуретики (urinam), направленные на выведение из организма жидкости. Работают по принципу АДГ. Диуретики применяют для быстрого снижения веса или для сокрытия факта применения других запрещенных препаратов за счет ускоренного выведения их из организма. Побочные эффекты: в небольших количествах они относительно безвредны, но при бесконтрольном применении вызывают обезвоживание, головокружение, судороги, головные боли, тошноту, повреждение почек 8 Врожденные допинги ● Повышенная миелизированность аксонов нейронов(за счет белка миелина (PLP/DM20)) и как причина - развитие леммоцитов (в ПНС) и олигодендроцитов (в ЦНС). Это возможно, так как всего 1 треть волокон миелинизирована. Побочные эффекты - гиперактивность, повышенная возбудимость. Как достигнуть? Возможные мутации в гене GPR17, который отвечает за возобновление олигодендроцитов, производящих важный для аксонов и мозга в целом миелин. Как преодолеть побочные эффекты? Скорее всего человека придется принимать успокоительные вещества - мята, пустырник, пассифлора, натрия бромид, бромкамфора и прочее. 9 Врожденные допинги ● К модификациям выносливости можно отнести определенные пропорции красных, белых и смешанных волокон, т.е красных - “долгих волокон”, белых - “быстрых” и смешанных, например для бегунов подойдет вариант с примерным содержанием - 65% - 15% - 20%, КВ - БВ - ПВ, для других дисциплин (метаний и прыжков) - 25% - 55% - 20%, КВ - БВ - ПВ. Побочные эффекты - такие соотношения в волокнах не всегда подойдут для повседневной жизни. Как достигнуть? Определенными изменениям в генах PPARalpha, ACE и ACTN3, которые кодируют пропорции волокон в мышцах. Как преодолеть эффекты допинга? Такие глобальные изменения можно полностью нейтрализовать лишь хирургическим путем 10 Врожденные допинги ● 11 Врожденные допинги ● Достаточное обеспечение кислородом мышцы это развитие систем запасания миоглобина, т.е. белка, который умеет “фиксировать” кислород и в нужный момент отдавать его клеткам, это приведет к дополнительному питанию мышц и увеличение выносливости. Как достигнуть? Изменением в гене (его точное расположение неизвестно, но примерное - 22q11----22q13, в 11 хромосоме человека) по синтезу миоглобина. Побочные эффекты - Побочных эффектов наблюдаться не должно Как преодолеть эффекты допинга? У такого врожденного допинга проблем при повседневной жизни обнаружится не должно 12 Врожденные допинги ● Поддержание низкого процента жира в организма, достигается путем небольшого избытка гормонов щитовидной железы - Т3, Т4, которые как раз отвечают за метаболизм и при небольшом их избытке как раз и наблюдается худоба вследствие усиленного обмена веществ. Также к снижению жировой массы может привести изменения в трансляции FABP2 - внутриклеточного белка, связывающего жирные кислоты. Побочные эффекты - возможная дистрофия в случае сильного переизбытка гормонов или же в случае недостатка питания. Как достигнуть? Путем изменений в генах - TSHR, NIS, TPO, THOX, TG. Как преодолеть побочки допинга? Нужно держаться правильного питания, дабы не получить дистрофию. 13 Как преодолеть побочные эффекты допинга? Любой допинг будет давать побочный эффект, можно лишь его снизить качественным восстановлением после тренировок, правильным режимом дня, растяжкой мышц во избежание повреждений. Также преодолеть можно - повышенную возбудимость успокаивающими веществами, сердечные проблемы - различными кардиокомпексными препаратами и т. п. Ну, а самое лучше лекарство - не принимать допинги, ведь спорт - это в первую очередь здоровье. 14 Сравнительная таблица Образец таблицы 15 Выводы ● ● ● ● ● В приведенных мною примерах проявляются улучшения в ССС, НС, мышечной системе, кровеносной. Все эти улучшения позволят спортсмену повысить свои результаты в спорте Часто допинг вызывает привыкание, мигрень, нарушения работы сердца, нервную возбудимость и любой допинг ничего хорошего за собой не несет. В связи с модификациями организма, ему становится тяжелее себя обслуживать и из-за экстремальных улучшений могут возникать побочные эффект как и от синтетического допинга, но проблемы намного менее опасны. Выявили как можно преодолеть побочки врожденных допингов Преодолеть побочки от серьезных, опасных химических БАВов никак нельзя, но можно снизить их негативные последствия хорошим восстановлением после тренировки, правильным питанием и меньше вообщем-то применять такие вещества. 16 Спасибо за внимание! Благодарности Членам команд NEURON-team принимавшим участие в работе над задачами на региональном ТЮБ: ● Рыбаковой Екатерине ● Волконской Екатерине ● Фёдоровой Ксении ● Лютоевой Анне ● Невскому Виктору 17 Список источников 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Общий курс физиологии человека и животных. В 2 кн. Кн. 1. Физиология нервной, мышечной и сенсорной систем: Учеб. для биол. и медиц. спец. вузов / А. Д. Ноздрачев, И. А. Баранникова, А. С. Батуев и др.; Под ред. А. Д. Ноздрачева. — М.: Высш. шк., 1991.— 512 с: ил. 2) Владимир Лазаревич Быков, ЦИТОЛОГИЯ И ОБЩАЯ ГИСТОЛОГИЯ. Подписано впечать 21.09.2002 г. Формат 6 0 х 9 0 '/|(. I гарнитура Таймс. Печать офсетная. Доп. тираж 2500 >кз. Уел. печ. л. 32,5. Уел. кр -отг 32.5. У ч.-ю л. -1. 37.47. Заказ 492 Различные статьи англоязычной википедии URL: https://en.wikipedia.org/wiki/(дата обращения 07.10.2023) Спортивная фармакология; допинги» - конспект лекции, справочник автор24 URL: https://spravochnick.ru/lektoriy/sportivnaya-farmakologiya-dopingi/?ysclid=lnc8wf7m1e475738200 дата обращения - (дата обращения: 07.10.2023) Николлс Джон, Мартин Роберт, Валлас Брюс, Фукс Пол. От нейрона к мозгу / Пер. с англ. П.М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р.Н. Хазипова, Л.С. Хируга. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 672 с., цв. вкл. Развитие физических качеств в лёгкой атлетике Забусова Елена Николаевна, учитель физической культуры URL: https://multiurok.ru/files/razvitie-fizicheskikh-kachestv-v-liogkoi-atletike.html?ysclid=lnj7e7l76v475673704 (дата обращения 09.10.2023) Миелинизированность нейронов URL: https://meduniver.com/Medical/Physiology/512.html?ysclid=loor26j8bq917955084 (дата обращения 07.11.12) Официальный сайт ВАДА URL: https://www.wada-ama.org/en/resources/world-anti-doping-program/prohibited-list#resource-download (дата обращения 08.11.23) 18 Дополнительные определения Биологи́чески акти́вные вещества́ (БАВ) — химические вещества, обладающие при небольших концентрациях высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам живых организмов (в первую очередь — по отношению к человеку, а также по отношению к растениям, животным, грибам и пр.) или к отдельным группам их клеток. Все дисциплины легкой атлетики: Бег на 10 000 метров, Бег на 100 метров, Бег на 200 метров, Бег на 400 метров, Бег на 800 метров, Бег на 1500 метров, Бег на 5000 метров, Бег на длинные дистанции, Бег на короткие дистанции, Бег на средние дистанции, Бег с барьерами, Легкоатлетические эстафеты, Марафон, Метание диска, Метание копья, Метание молота, Прыжок в высоту, Прыжок в длину, Прыжок с шестом, Сверхмарафон, Толкание ядра . 19 Дополнительные определения ● ● ● ● АДГ - пептидный гормон гипоталамуса, найденный у большинства млекопитающих. В большинстве случаев содержит аргинин, поэтому может называться аргинин-вазопрессином или аргипрессином. Гормон накапливается в задней доле гипофиза (т.е. в нейрогипофизе) и оттуда секретируется в кровь. Тестостерон - основной половой гормон, андроген. Синтезируется из холестерина клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников и у мужчин, и у женщин. Гематокрит - объем красных кровяных клеток в крови. Иногда гематокрит определяется как отношение суммарного объёма всех форменных элементов (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) к общему объёму крови. Синтетический допинг - т.е. допинг который человек синтезировал 20 химическим путем Дополнительные определения ● ● ● ● ● Выносливость - это способность организма оставаться активным в течение продолжительного периода времени, а также противостоять усталости, возникающим в ходе соревнований трудностям и психологическому давлению. Скорость реакции - время, которое проходит от начала действия раздражителя до ответного действия. Склонность к развитию мышц - это склонность к набору мышечной массы организмом Достаточное обеспечение кислородом - это обеспечение кислородом, дабы не возникла гипоксия у организма Легкость тела - это минимальный процесс жировой ткани или снижение веса другим способом 21
