Methoden zur Untersuchung des Stoffwechsels während des Sportrainings

Die Untersuchung von Stoffwechselprozessen im Körper beginnt in der Regel mit der Analyse der Bestandteile, die aus den Zellen durch Fraktionierung gewonnen werden. Dieser Prozess besteht normalerweise aus zwei Schritten: Zunächst werden die Zellen zerstört, dann werden die erforderlichen Partikel und Organellen mittels Zentrifugation aus der entstandenen Suspension getrennt. Die weitere Trennung einzelner Zellkomponenten und die Untersuchung ihrer Eigenschaften erfolgen durch Zentrifugation, Chromatographie und Elektrophorese. Zur Bestimmung der Zusammensetzung, des Wirkungsmechanismus und der Funktionen der Zellkomponenten werden komplexe quantitative und qualitative analytische Methoden verwendet. Auf atomarer und molekularer Ebene kommen verschiedene spektroskopische Methoden zum Einsatz.

Zentrifugation

Die Trennung von Stoffen durch Zentrifugation basiert auf dem unterschiedlichen Verhalten der Partikel unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften. Die Hauptbestandteile der Zellen sedimentieren in folgender Reihenfolge: ganze Zellen und ihre Fragmente, dann Kerne, Mitochondrien, Lysosomen, Mikrosomen und schließlich Ribosomen. Es gibt verschiedene Arten der Zentrifugation: präparativ, differentiell, analytisch, Ultrazentrifugation usw.

Chromatographische Methoden

Chromatographische Methoden sind die bequemsten Trennverfahren, mit denen große (einige Gramm) und kleine (Mikrogramm) Materialmengen untersucht werden können. Die Methode basiert auf unterschiedlichen Verteilungskoeffizienten der Substanzen nicht nur zwischen zwei Lösungsmitteln, sondern auch zwischen zwei Phasen, z.B. fest und flüssig oder gasförmig und flüssig. Je nach methodischem Ansatz unterscheidet man verschiedene Arten der Chromatographie: Papier-, Adsorptions-, Gasdynamik-, Affinitäts-, Ionenaustausch-, Gel-Filtrations-Chromatographie usw.

Spektrophotometrie

Die Spektrophotometrie ist eine analytische Methode, die auf der Messung des Absorptionsspektrums einer Substanz basiert und die Abhängigkeit der absorbierten Lichtmenge von der Wellenlänge darstellt. Die Absorption im sichtbaren und ultravioletten Bereich kann mit Spektrografen oder Spektralphotometern erfasst werden, deren Fotostrom proportional zur Lichtmenge ist, die auf sie fällt. Alle Spektralphotometer ermöglichen die quantitative und qualitative Analyse biologischer Verbindungen.

Kolorimetrie

Die Kolorimetrie ist eine Methode, die auf der Messung der Farbintensität von Substanzen basiert, die sich im Zuge von Reaktionen bilden. Zur Registrierung der Farbintensität (Extinktion) von Substanzen in Blut, Urin oder Gewebeextrakten mit bestimmten Reagenzien werden Fotoelektrokolorimeter verschiedener Bauart, Fotometer oder Spektralphotometer verwendet. Da alle Substanzen eine bestimmte Wellenlänge des Lichtspektrums absorbieren, werden in Fotoelektrokolorimetern Farbfilter verwendet.

Moderne Fotoelektrokolorimeter und Fotometer haben ein elektronisches Einstellsystem, erfordern keine Erwärmung, zeichnen sich durch hohe Empfindlichkeit und gute Reproduzierbarkeit aus. Zu den neueren Geräten gehören die Fotometer des LP-Systems (Dr. Lange, Deutschland), die mit Thermostaten und Druckern ausgestattet sind. Die Arbeit damit setzt den Einsatz von Fertigreagenzien dieser Firma voraus, was Schnelligkeit, Genauigkeit der Bestimmung und die Durchführung von Untersuchungen unter Feldbedingungen ermöglicht, was für biochemische Studien im Sport sehr wichtig ist.

Radioisotopische Methoden

Radioisotopische Methoden basieren auf der Verwendung radioaktiver Isotope, d.h. Atome von Elementen mit unterschiedlicher Neutronenzahl (unterschiedliche Massenzahl). Bei ihrem Zerfall senden Radioisotope Partikel (Alpha- und Betastrahlung) oder elektromagnetische Strahlung (Gammastrahlung) aus. In der Laborpraxis werden bei der Untersuchung biochemischer Mechanismen am häufigsten die radioaktiven Isotope C14, S35, P32 u.a. eingesetzt.

Als Untersuchungsobjekte für biochemische Studien im Sport und bei medizinischen Untersuchungen werden am häufigsten Blut und Urin verwendet, seltener Muskelgewebe, Speichel und Schweiß.

Blut ist ein flüssiges Gewebe, das im Körper die biochemischen Prozesse in verschiedenen Zellen in ein einheitliches System integriert. Daher spiegelt die chemische Zusammensetzung des Blutes den Stoffwechsel im Körper wider. Verschiedene physiologische Zustände, einschließlich körperlicher Belastungen, sowie verschiedene Erkrankungen gehen mit Veränderungen bestimmter Blutinhaltsstoffe einher. Die biochemische Blutuntersuchung ist sowohl in der klinischen Praxis zur Diagnose von Krankheiten, Beurteilung der Behandlungseffizienz als auch in der Praxis von Fitness und Sport zur Bewertung der Auswirkungen körperlicher Belastungen auf den Organismus des Sportlers, zur Bestimmung der Parameter der funktionellen Leistungsfähigkeit bei Etappenuntersuchungen, zur Untersuchung des Erholungszustands, zur Zulassung zum Sport und zu Wettkämpfen usw. weit verbreitet. Zu diesem Zweck werden im Blut der Probanden der Hämoglobingehalt, die Glucose-, Harnstoff-, Milchsäure- und Brenztraubensäurekonzentration sowie die Enzymaktivität bestimmt.