Научно-исследовательские работы учащихся 10кл. в рамках проектно-исследовательской деятельности в тех областях, в которых они задействованы во внеурочное время. Данные работы были высоко оценены педагогическим сообществом в ОУ района.
1-я работа по теме "Питьевой режим спортсмена" даёт возможность спортсменам и людям, ведущим активную спортивную деятельность или просто здоровый образ жизни более расширенную с научной точки зрения информацию о важности правильного питьевого режима при высоких нагрузках, для восстановления гомеостаза.
2-я работа по теме "Влияние вирусов на жизнь человека" отображает противоречивую роль вирусов в жизнедеятельности человека; помогает понять как отрицательную, так и положительную сторону существования вирусов в природе.
ЧОУ «Санкт-Петербургская гимназия «АЛЬМА-МАТЕР»
Исследовательская (проектно-исследовательская) работа
ПИТЕВОЙ РЕЖИМ СПОРТСМЕНА
Автор работы – обучающаяся 10а класса
Колесникова Таисия Андреевна
Руководитель – учитель предмета
Котова Наталья Джамшидовна
Санкт-Петербург
2022
Паспорт проекта
Проект «Питьевой режим спортсмена»
Участники проекта: Колесникова Таисия
Консультант проекта:
Учитель биологии высшей категории Котова Наталья Джамшидовна
Класс: 10
Название, номер учебного учреждения, где выполнялся проект: ЧОУ «САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГИМНАЗИЯ «АЛЬМА – МАТЕР»
Предметная область: биология
Время работы над проектом: февраль 2021г – февраль 2022г (долгосрочный).
Проблема проекта: В 21 веке здоровый образ жизни стал своеобразным трендом. С каждым днем этот тренд привлекает все большее количество людей. С каждым годом открывается огромное количество фитнес центров и производств продуктов здорового питания. Родители отдают детей в спорт и сами ходят на занятия по физической подготовке. У такого хода событий есть и «другая сторона медали» - неосведомленность спортсменов о поддержании своего здоровья и организма во время нагрузок. К сожалению, многие тренеры и профессионалы спорта опускают эти моменты и не считают нужным грамотно обучить или хотя бы осведомить занимающихся о том, как важно и нужно помогать своему организму во время тренировок. Отталкиваясь от этой проблемы, я решила провести исследовательскую работу на важную тему «Питьевой режим спортсмена», ведь потребление жидкости – самый доступный способ помощи организму.
Цель проекта: предоставить спортсменам и людям, ведущим здоровый образ жизни структурированную информацию о важности правильного питьевого режима при нагрузках.
Задачи:
Тип проекта (по виду деятельности): исследовательский, информационный.
Используемые технологии: создание презентации, создание электронной анкеты, реализация межпредметных связей
Форма продукта проекта:
«Питьевой режим спортсмена»: презентация, памятка с самой важной информацией о теме
Содержание:
1. За что отвечает питьевой режим?
2. Обезвоживание (дегидратация) и какие последствия она имеет.
3. Регуляция температуры тела при физической нагрузке.
4. Возмещение жидкости.
5. Регидратационные напитки.
6. Электролиты для спортсмена.
7. Воздействие алкоголя на организм во время физических нагрузок.
Исследование:
Область применения результата проекта:
- учебная: уроки биологии, мастер – классы для заинтересованных учеников;
Результативность:
План исследования:
Введение
1.1 За что отвечает питьевой режим?*
1.2 Обезвоживание (дегидратация) и какие последствия она имеет
1.3 Регуляция температуры тела при физической нагрузке
1.4 Возмещение жидкости
1.5 Регидратационные напитки
1.6 Электролиты для спортсмена
1.7 Воздействие алкоголя на организм во время физических нагрузок
2. Изучение научной литературы с целью детального изучения темы спортивное питание.
3. Экспериментальная часть
3.1 Проведение анкетирования, сбор и анализ результатов для выявления показателей о том, какой процент спортсменов осведомлен о важности питьевого режима во время нагрузок.
4. Анализ полученных данных
5. Создание информационной памятки с основными пунктами и наглядно представленной информацией по теме проекта
6. Заключение
7. Список литературы
Введение
Актуальность исследования:
Нынешний, 21 век – век изменений. Изменения происходят абсолютно во всех сферах жизни и не могут не затронуть ни одного человека. Людям в наше время приходится переосмысливать старые принципы и устои жизни и кардинально менять их. Это нормальный процесс для человечества, это – рычаг, только потянув за который, начнется развитие и совершенствование. Одна из вещей, которую людям удалось освоить – тяга к здоровому образу жизни и к спорту. «Движение – жизнь!» – всем известная фраза, которая способна объяснить ту самую «тягу» людей к спорту. Физическая активность обеспечивает человека жизненной энергией, зарядом положительных эмоций и крепким здоровьем. Желание вести здоровый, спортивный образ жизни не может не радовать. Еще в 90-е года главной страстью народа СССР был алкоголь и ведение нездорового образа жизни. А уже в 21 веке здоровый образ жизни стал своеобразным трендом! С каждым днем этот тренд привлекает все большее количество людей. С каждым годом открывается огромное количество фитнес центров и производств продуктов здорового питания. Родители отдают детей в спорт и сами ходят на занятия по физической подготовке. У такого хода событий есть и «другая сторона медали» – неосведомленность спортсменов о поддержании своего здоровья и организма во время нагрузок. К сожалению, многие тренеры и профессионалы спорта опускают эти моменты и не считают нужным грамотно обучить или хотя бы осведомить занимающихся о том, как важно и нужно помогать своему организму во время тренировок. Отталкиваясь от этой проблемы, я решила провести исследовательскую работу на важную тему «Питьевой режим спортсмена».
Проблема исследования:
Низкий уровень осведомленности спортсменов о правильном питьевом режиме во время нагрузок.
Цель исследовательской работы:
Предоставить спортсменам и людям, ведущим здоровый образ жизни структурированную информацию о важности правильного питьевого режима при нагрузках.
Объект исследования:
Питьевой режим спортсмена
Предмет исследования:
Влияние питьевого режима на организм спортсмена
Задачи исследовательской работы:
Изучить литературу, посвящённую работе организма человека во время нагрузок и его поддержанию с помощью питьевого режима. Описать происходящие в организме процессы без воздействия правильного питьевого режима и с ним, сделать это доступным для слушателей языком. Провести анкетирование среди спортсменов и любителей спорта, чтобы выяснить, какой процент опрошенных осведомлен о правильном питьевом режиме спортсмена. Рассмотреть в работе такие темы, как: «Регуляция температуры тела при физических нагрузках», «Регидратационные напитки», «Электролиты для спортсмена», «Алкоголь».
Гипотеза:
Большая часть людей на планете не имеют представлений о том, как питьевой режим влияет на спортивную активность и работоспособность организма. В связи с тем, что я много занимаюсь спортом, считаю, что питьевой режим играет одну из ключевых ролей в восстановлении спортсмена во время нагрузок, но при его правильном применении.
Методы исследования:
Теоретическая значимость работы:
Теоретическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования обобщают собранную информацию в доступной форме, расскажут людям что – то новое и познавательное, а также, способствуют более высокому уровню осведомленности по исследуемой теме и снизят уровень случаев пере утомлённости после нагрузок.
Практическая значимость работы:
Практическая значимость моей работы состоит в том, что результаты исследования могут быть использованы в различных образовательных организациях в целях повышения образовательного уровня спортсменов, тренеров и людей, неравнодушных к спорту.
Теоретический разбор
1.1 За что отвечает питьевой режим?
Важнейшей частью пищевого рациона человека, а в особенности спортсмена, является вода, которая обеспечивает течение обменных процессов в организме, теплорегуляцию, пищеварение и выведение с мочой продуктов обмена веществ. Без воды человек способен прожить только несколько дней. Хотя вода выполняет в организме множество функций, для спортсменов самой важной ее функцией является регуляция температуры тела. При обезвоживании (дегидратации) организма ухудшается выносливость и повышается риск теплового поражения. Для оптимизации спортивной работоспособности и сохранения здоровья необходимо во время тренировки или соревнований строго соблюдать питьевой режим.
1.2 Обезвоживание (дегидратация) и к чему оно приводит
Если в организме поддерживаются нормальные условия, то различные механизмы сохраняют жидкий и электролитный баланс. Как раз таки важным условием, является достаточное количество жидкости в организме. Формула обезвоживания очень проста: выход жидкости превышает получаемое количество жидкости
1.3 Регуляция температуры тела при физической нагрузке
Вода действует наподобие охлаждающей жидкости, уберегая организм от перегрева во время физической активности. Сокращаясь, работающие мышцы выделяют тепло. По мере того, как тепло накапливается в организме, растет температура тела. Чтобы сохранить нормальную температуру тела, лишнее тепло необходимо вывести.
Во время тренировки в теплую или жаркую погоду потоотделение – главный способ избавиться от лишнего тепла. Благодаря испарению пота с поверхности кожи тело охлаждается. Тем не менее, обильное потоотделение снижает запасы воды в организме. Недостаток жидкости пагубно сказывается на спортивной работоспособности и затрудняет терморегуляцию.
При тренировке в жаркую погоду или при высоких нагрузках кровь, которая до этого доставляла кислород к вашим мышцам, перенаправляется к коже. Борьба за кровь между мышцами и кожей накладывает высокие требования на сердечно-сосудистую систему. Вместе с тем из-за нехватки жидкости в организме общий объем крови снижается. По мере обезвоживания увеличивается частота сердечных сокращений и растет температура тела.
Наш организм запрограммирован так, чтобы предохранять работу сердечно-сосудистой системы в ущерб терморегуляции. В итоге, для того чтобы сберечь жидкость, организм сокращает приток крови к коже и уменьшает потоотделение. Как результат – рост температуры тела, который ведет к утомлению и повышает риск теплового поражения. Иными словами, когда организм обезвожен, человек не может тренироваться или соревноваться также интенсивно и долго. Во время продолжительной нагрузки в жару и при больших нагрузках потери жидкости, составляющие только 2% от массы тела, ведут к снижению спортивной работоспособности и нарушению тепловой регуляции. При недостаточном восполнении жидкости процесс обезвоживания ускоряется, что, в конечном счете, может привести к серьезному тепловому поражению, угрожающему жизни.
1.4 Возмещение жидкости
Суточная потребность в воде здорового взрослого человека при легкой физической активности и умеренной температуре воздуха составляет 2,5 л в сутки. Физическая нагрузка значительно увеличивает эту потребность. При обычных тренировках (при совмещении занятий спортом с профессиональной работой) потребность в воде достигает 3 л в сутки, а при интенсивных тренировках и соревнованиях – в среднем 3,5-5 л и более с учетом температуры воздуха, тяжести и длительности нагрузок. Например, исследования в США показали, что у хоккеистов за время напряженного матча потоотделение достигает 1-2 л. Во время лыжных гонок потоотделение и испарение резко возрастают даже при низкой температуре воздуха. Прием жидкости непосредственно перед нагрузкой может снизить или отсрочить нежелательное воздействие обезвоживания. Примерно за 2 часа до нагрузки необходимо выпивать 400-600 мл жидкости. Это способствует адекватному насыщению организма водой и дает время для выведения лишней жидкости. Чтобы предотвратить пагубное воздействие обезвоживания на работоспособность и терморегуляцию организма, необходимо выпивать по 150- 350 мл жидкости каждые 15-20 минут. Реальное количество потребляемой вами жидкости будет зависеть от индивидуальной интенсивности потоотделения во время тренировки и от ситуации, складывающейся на соревнованиях. Потеря 1 кг массы тела соответствует потере 1 л жидкости. Стоит пить в соответствии с графиком, основанным на объеме жидкости, теряемой вами за час тренировки. Например, если вы за час теряете 1 кг веса, то нужно выпивать по 250 мл воды, или примерно половину 500-граммовой бутылочки, каждые 15 минут. Не существует такой безопасной степени обезвоживания для организма, которая бы не ухудшала работу сердечно-сосудистой системы и не влияла на терморегуляцию. Вы сможете поддерживать высокую работоспособность только в том случае, если количество потребляемой вами жидкости тесно соответствует потерям воды с потом. В вопросе возмещения жидкости жажда, не самый лучший советчик. Большинство людей во время физической нагрузки восполняют потери жидкости только на 50%. Лучше не ждать жажды, а принимать жидкость в соответствии с временным графиком. Чтобы определить, сколько жидкости вы теряете за тренировку, взвешивайтесь до и после занятия. По окончании физической нагрузки необходимо выпить 1,5 л воды на каждый потерянный килограмм массы тела. Можно также следить за объемом, цветом и запахом своей мочи. Небольшой объем мочи темно-желтого цвета с сильным запахом может свидетельствовать об обезвоживании.
1.5 Регидратационные напитки
Регидратационные (изотонические) напитки предназначены для преодоления обезвоживания организма при спортивных нагрузках. Специализированные спортивные напитки рекомендуется принимать в том случае, когда продолжительность тренировочного занятия превышает 45-50 минут. Потери жидкости, конечно, можно возмещать не только спортивными напитками, но и обыкновенной водой. Однако в отличие от воды, спортивные напитки также улучшают работоспособность, снабжая мышцы углеводами. Кроме того, они содержат натрий, который способствует лучшему всасыванию жидкости. Для оптимального всасывания и нормальной работоспособности спортивный напиток должен содержать от 4 до 8% углеводов (8-16 г углеводов или 32-64 ккал на 200 мл). Напитки, которые содержат более 10% углеводов (свыше 20 г или 80 ккал на 200 мл), – например, фруктовый сок или сладкая газированная вода, – а также напитки с высоким содержанием фруктозы, дольше всасываются в желудочно-кишечном тракте. Они могут стать причиной спазмов живота, тошноты, вздутия, поноса. Большинство спортивных напитков содержат 5-8% углеводов. Попробуйте во время тренировок использовать разные спортивные напитки, чтобы подобрать для себя наиболее подходящий.
1.6 Электролиты
Электролиты (минеральные вещества), такие как натрий, хлор и калий, необходимы для поддержания водного баланса, кислотно-основного состояния организма, мышечного сокращения и передачи нервных импульсов. Потоотделение приводит не только к потере воды, но и к расходу электролитов (особенно натрия и хлора). Дефицит натрия может возникнуть в ряде нескольких случаев: при акклиматизации к высоким температурам окружающей среды, после неоднократных повторяющихся тренировок в жару, а также во время соревнований на марафонские дистанции. Во время лыжного марафона, длительной велогонки или полного триатлона, особенно в заключительной части соревнований, могут случаться судороги мышц (тепловые судороги). Чтобы полностью возместить потери жидкости, в организм вместе с водой должна поступать соль. Спортсмены, восприимчивые к тепловым судорогам, интенсивно потеют, теряют значительное количество натрия и хлора с потом и потребляют относительно малое количество пищевой соли (поваренной соли) в течение дня. В результате продолжительной нагрузки в жару может развиться гипонатриемия (низкий уровень натрия в крови). Обильное потоотделение и (или) постоянный прием низконатриевых или безнатриевых напитков (например, воды) в течение нескольких часов или более повышает риск развития гипонатриемии. Потери натрия с потом во время продолжительной нагрузки в жару могут быть значительными, а чрезмерное потребление воды или низконатриевых напитков разжижает кровь, еще больше снижая концентрацию натрия в ней. При умеренной гипонатриемии может возникать потеря вкусовых ощущений и пропадать аппетит, вплоть до отвращения к еде, возможны и другие расстройства – тошнота, рвота. Значительная гипонатриемия проявляется снижением нервно-мышечной возбудимости, развитием мышечной слабости и болезненности мышц, судорогами икроножных мышц, снижением артериального давления, учащенным сердцебиением и даже потерей сознания. Хотя другие тепловые поражения встречаются чаще, гипонатриемия опасна и ее последствия нельзя недооценивать. Для того чтобы предотвратить гипонатриемию, выпивайте соответствующее количество жидкости (ровно столько, сколько необходимо для поддержания нормального водного баланса) и потребляйте достаточное количество соли до, во время и после нагрузки в жару. При тренировках в жарких условиях или в условиях, предполагающих сильное потоотделение, можно предотвратить дефицит натрия и поддерживать нормальный водный баланс, добавляя в свой рацион соль или соленые продукты; ½ чайной ложки соли соответствует 1 г натрия, что должно возмещать количество натрия, потерянного с 1 л пота. Некоторые спортсмены на выносливость находят для себя полезным во время нагрузки принимать солевые таблетки. Можно также посоветовать добавлять соль в спортивный напиток, используемый на тренировках – ¼-½ чайной ложки соли на 1 л спортивного напитка. Во время нагрузки организм теряет намного больше натрия, чем калия. Стакан апельсинового сока полностью возмещает калий, потерянный с 2 л пота. В использовании калиевых добавок нет необходимости. Их употребление может стать причиной чрезмерно высокого уровня калия в крови, приводящего к нарушению сердечного ритма. Спортивные напитки, содержащие натрий, могут также способствовать регидратации организма после тренировки. Натрий помогает сохранить жажду и заставляет вас пить, в то же время он замедляет выработку мочи. Это способствует быстрой регидратации и сокращает время восстановления. Прием чистой воды снижает чувство жажды и усиливает выработку мочи, что может замедлить процесс регидратации и воспрепятствовать быстрому восстановлению.
1.7 Воздействие алкоголя на организм во время физических нагрузок
Алкогольные напитки отнесены к пищевым продуктам, но сам алкоголь, этиловый спирт не рассматривается как питательное вещество и нормальный источник энергии, хотя при окислении в организме из 1 г этилового спирта образуется около 7 ккал. Алкоголь не способствует формированию мышечного гликогена – основного источника энергии для большинства видов спорта. Более того, при злоупотреблении алкоголем извращаются углеводный, жировой и другие виды обмена веществ. Поэтому калории, полученные из этилового спирта, называют плохим «топливом» для организма. Это положение полностью распространяется на крепкие алкогольные напитки (виски, джин, ром и др.) и особенно водку, в которой практически содержатся только этиловый спирт и вода. В пиве, полусладких и сладких винах имеются легкоусвояемые углеводы, но их вклад в снабжение организма энергией при умеренном потреблении этих напитков (например, 300-500 мл пива или 100-150 мл вина) небольшой, а при повышенном потреблении на первый план выступает действие самого алкоголя, в той или иной степени нарушающего усвоение углеводов. Под умеренными дозами алкоголя подразумевают: для мужчин 20-30 г этилового спирта в день (50-60 мл виски, водки или коньяка, или 200-250 мл сухого вина, или 500-600 мл пива), для женщин 10-15 г, то есть вдвое меньше. По данным современной медицины при умеренном потреблении алкоголя вид напитка не имеет принципиального значения, но предпочтительнее сухое красное виноградное вино. В вине имеются, хотя и в малом количестве, полезные пищевые вещества, в частности биофлавоноиды, которые вносят свой вклад в профилактику атеросклероза. Однако ни Американская ассоциация сердца, ни Всемирная организация здравоохранения не рекомендуют алкоголь как средство лечения атеросклероза и обусловленной им ишемической болезни сердца, но и не возражают против употребления вина и других алкогольных напитков в указанных умеренных дозах. Одномоментное употребление больших доз алкоголя за счет любых напитков при предыдущем умеренном его потреблении (например, после победы на спортивных соревнованиях) таит в себе риск грозных сердечно-сосудистых осложнений. При регулярном превышении умеренных доз потребления алкоголя в организме накапливаются продукты его неполного распада, прежде всего – ацетальдегид, который действует на печень и многие другие органы гораздо хуже, чем сам алкоголь. Употребление алкоголя непосредственно перед или во время физической нагрузки может неблагоприятно отразиться на работоспособности. Алкоголь является депрессантом центральной нервной системы, который притупляет работу мозга, увеличивает время реакции, ухудшает четкость зрительных и слуховых ощущений, нарушает скорость двигательных реакций, извращает координацию движений, хотя человеку кажется, что он в отличной форме и его реакции ускорены, а чувства обострены. Алкоголь подавляет печеночный синтез глюкозы, что может стать причиной низкого уровня глюкозы в крови и преждевременной усталости во время продолжительной нагрузки. При тренировках в холодную погоду алкоголь может также спровоцировать гипотермию (опасно низкая температура тела). Излишнее употребление спиртного накануне вечером перед нагрузкой также может неблагоприятно отразиться на работоспособности. Помимо таких очевидных неприятных проявлений похмелья, как тошнота и головная боль, прием больших доз алкоголя приводит к обезвоживанию организма. Этот эффект алкоголя не только снижает выносливость спортсмена, но и может повысить риск возникновения теплового поражения во время физической нагрузки в жаркую погоду. Поскольку алкоголь является диуретиком – усилителем мочеотделения, – его не следует использовать для восполнения потерь жидкости непосредственно после нагрузки. Самый лучший постнагрузочный напиток – это напиток, содержащий углеводы и натрий для возмещения гликогена и воды. При потреблении алкоголя необходимо выпивать дополнительную жидкость. При занятиях спортом следует крайне осторожно относиться к употреблению алкогольных напитков, а в период интенсивных тренировок и, тем более, в период соревнований желательно полностью воздержаться от алкоголя. Кроме того, при контроле за собственным весом надо помнить, что алкогольные напитки могут стать причиной прибавления жировой массы тела, если не учитывать их в общей калорийности пищевого рациона. Наконец, даже в первые недели беременности женщины должны отказаться от любых алкогольных напитков, поскольку их потребление способно стать причиной врожденных дефектов плода и других проблем при беременности
Экспериментальная часть
В процессе исследовании было проведено анкетирование среди профессиональных спортсменов, любителей спорта и тех, кто совсем не занимается физической активностью. Анкета состоит из трех разделов:
Вопросы первого раздела анкеты помогают определить, люди какого физического уровня проходят опрос и, соответственно показывают свои знания на тему. Второй раздел анкеты направлен на получение сведений об ощущениях опрашиваемых во время тренировок и их соблюдении или несоблюдении питьевого режима. Это поможет установить, у какого процента опрашиваемых выражаются признаки дегидратации при несоблюдении питьевого режима. Вопросы третьего раздела позволяют исследовать просвещенность опрашиваемых в вопросах темы «Питьевой режим спортсмена».
Результаты анкетирования определили, что аудитория, с которой мы работаем и на основе которой делаем выводы, на 48% состоит из профессиональных спортсменов, 40% приходятся на людей, которые занимаются любительским спортом, 1% занимается только тогда, когда позволяет время и желание и остальные 8% людей не занимаются спортом.
Вторая часть анкетирования выявила признаки дегидратация во время физических нагрузок у большинства опрашиваемых – 28% постоянно испытывает их, 56% периодически. Однако, лишь 8% опрашиваемых указали, что во время нагрузок не пьют воду или другие напитки. Такие показатели удивляют, так как процесс обезвоживания прослеживается и большинства, однако это может быть связано с нарушением питьевого режима, а именно – периодичностью поглощения жидкости. 33% опрашиваемых соблюдает норму и пьют каждые 10-15 минут. Остальные пьют либо реже, что является нарушением питьевого режима во время физических нагрузок, либо не пьют жидкость. Большинство людей – 58%, замечает, что при нарушении питьевого режима их выносливость и результативность снижается.
Третий раздел анкетирования выявил то, что большинство опрашиваемых верно отвечает на вопросы по теме «Питьевой режим спортсмена», может назвать ряд электролитов и их функцию во время тренировок, а также знают о функциях изотонических напитков.
Таким образом, результаты проведенного анкетирования свидетельствуют о том, что большая часть людей осведомлена о роли питьевого режима в восстановлении и повышения работоспособности спортсмена, однако большой процент из них испытывает признаки обезвоживания во время физической нагрузки. Так я делаю вывод, что нужно повышать уровень осведомленность людей о питьевом режиме во время нагрузок, чтобы избежать процесс дегидратации во время выполнения ими тренировок или любых других физических нагрузок.
Заключение
Обобщая все выше сказанное, можно сделать следующие выводы:
1. Питьевой режим – порядок потребления воды, устанавливаемый с учетом характера и степени тяжести работы людей, а также условий окружающей среды.
2. Поддержание грамотного питьевого режима является необходимым фактором здоровья и выносливости при интенсивных спортивных нагрузках
3. Правильный питьевой режим обеспечивает терморегуляцию, синтез энергии, водно-солевой обмен.
Беспорядочное или излишнее потребление воды ухудшает пищеварение; увеличивая общий объем циркулирующей крови, создает дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему и почки, усиливает выделение через почки и потовые железы необходимых для организма веществ.
4. Суточная потребность в воде здорового взрослого человека при легкой физической активности и умеренной температуре воздуха составляет 2,5 л в сутки, при обычных тренировках – 3 л в сутки, при интенсивных тренировках и соревнованиях – 3,5-5 л и более с учетом температуры воздуха, тяжести и длительности нагрузок.
5. Регидратационные (изотонические) напитки предназначены для преодоления обезвоживания организма при тренировочных занятиях продолжительностью более 45-50 минут.
Для оптимального всасывания и нормальной работоспособности спортивный напиток должен содержать от 4 до 8 % углеводов (8-16 г углеводов или 32-64 ккал на 200 мл).
6. Электролиты (натрий, хлор, калий) необходимы для поддержания водного баланса, кислотно-основного состояния организма, мышечного сокращения и передачи нервных импульсов.
7. Алкоголь не способствует формированию мышечного гликогена – основного источника энергии для большинства видов спорта.
При злоупотреблении алкоголем извращаются углеводный, жировой и другие виды обмена веществ.
8. Необходимо повышать уровень осведомленность людей о питьевом режиме во время нагрузок, чтобы избежать процесс дегидратации во время выполнения ими тренировок или любых других физических нагрузок.
Дальнейшая перспектива работы:
Список литературы
Эллен Колеман. «Питание для выносливости»; пер. с англ. А. Немцова, ред. Б. Смолянского и В. Лифляндского. – Мурманск: Издательство «Тулома», 2005.-192с
Ryan Andrews. All about dehydration [Precision Nutrition]/ Ryan Andrews. – Режим доступа: https://www.precisionnutrition.com/all-about-dehydration
Приложение
Анкета для опроса




Результаты анкетирования








ЧОУ «Санкт-Петербургская гимназия «АЛЬМА-МАТЕР»
Исследовательская (проектно-исследовательская) работа
Влияние вирусов на жизнь человека
Автор работы – обучающаяся
10а класса
Марченко Александра Максимовна
Руководитель – учитель биологии
Котова Наталья Джамшидовна
Санкт-Петербург
2022
Глава Ⅰ. Что такое вирусы? История открытия вирусов 6
Глава Ⅱ. Природа вирусов. Строение. Классификация. Распространение на Земле 7
Глава Ⅲ. Вирусы как возбудители опасных заболеваний 11
Глава Ⅳ. Эволюционная роль вирусов. Роль вирусов в развитии науки 14
Глава Ⅴ. Влияние вирусов на человеческое сознание (Исследовательский опрос) 16
Введение:
На нашей планете живет огромное количество живых организмов в разных проявлениях: формах, царствах, видах. Все они каким-то образом влияли на формирование самой Земли и на развитие высших форм живой материи. Нельзя сказать, что какие-то только хорошие организмы, а какие-то, наоборот, плохие и ничего полезного не несут, а поэтому не имеют право на существование. Всё в природе соподчинено определенным биологическим законам и, как одноклеточные, так и многоклеточные организмы всецело нуждаются во взаимодействии между собой и с другими живыми системами.
Представим нашу планету без вирусов. Нет теперь больше бешенства, пропал вирус полиомиелита, нет смертоносного вируса Эбола. Корь, свинка и всевозможные штаммы гриппа испарились. Исчез вирус иммунодефицита человека, никто больше не болеет ветрянкой, гепатитом, опоясывающим лишаем, даже обычной простудой. И, конечно, нет больше вируса SARS-CoV-2, возбудителя болезни COVID-19.
Стало ли легче жить? А вот и нет. Последствия такого сценария менее очевидные, чем кажется.
Только в океанах содержится больше вирусных частиц, чем звëзд в видимой части Вселенной. Млекопитающие являются носителями по меньшей мере 320 тысяч различных видов вирусов. Многие из существующих вирусов приносят обитателям Земли адаптивные преимущества в эволюционной гонке. Например, в геноме человека и других приматов есть два отрезка вирусной дезоксирибонуклеиновой кислоты, без которых была бы невозможна беременность. Другая вирусная дезоксирибонуклеиновая кислота на земных животных помогает упаковывать и хранить память в виде крохотных белковых пузырьков. До сих пор гены, скопированные у вирусов, отвечают за рост эмбрионов, регулируют работу иммунной системы, противостоят развитию рака. Мы только начинаем понимать эти функции, но одно понятно точно: вирусы играют важнейшую роль в эволюции.
Если стереть из истории все вирусы, то биологическое разнообразие, украшающее нашу планету, исчезнет. Конечно, вирус – это паразит, но и он, подобно огню, феномен неоднозначный. Это и делает его интересным.
Цель работы – определить первоначальные теоретические знания и выявить влияние вирусов на человека.
Объектом исследовательской работы являются вирусы, предметом – природа вирусов и их влияние на человечество.
Среди задач:
Актуальность данной работы заключается в том, что в последние годы вирусам уделяют особое внимание (в том числе из-за пандемии); вирусы значимы для науки, и, хоть они и сложны в исследовании, их дальнейшее изучение может принести человечеству пользу. Новые открытия в области вирусологии способны совершить прорыв в науке и перевернуть прежние представления о жизни на Земле.
Решение поставленных в работе задач осуществляется посредством изучения специальной литературы и соответствующих интернет-материалов, а также на основе полученных данных в ходе анкетирования.
Гипотеза: вирусы – это фактор, который тормозит развитие общества.
Глава Ⅰ. Что такое вирусы? История открытия вирусов
Вирусы (от лат. «яд») — неклеточные формы жизни, обладающие собственным геномом и способные к воспроизведению лишь в клетках более высокоорганизованных существ. Для Вирусов в целом характерны две формы существования: внеклеточная и внутриклеточная.
Вирусы были открыты в 1892 году русским учëным Дмитрием Иосифовичем Ивановским, а сам термин был предложен Мартином Бейеринком в 1896 году. Но патологические эффекты вирусов были впервые описаны и в эпоху Возрождения. Классическим примером послужила пятнистость лепестков тюльпана. Первое описание этого феномена дал француз Карл Клузиус, который, спасаясь от гонений на гугенотов, бежал в Голландию, где стал профессором ботаники в Лейдене в 1576 году.
Глава Ⅱ. Природа вирусов. Строение. Классификация. Распространение на Земле
Вирусы – это неклеточная форма жизни и для размножения используют живые клетки организмов других царств. Обычные хозяева вирусов – это растения, животные и микроорганизмы. Их репродукция происходит только в клетке-хозяине; вне клетки вирус существует только в виде вириона (вирусной частицы), которую также называют нуклеокапсидом. «VIRUS» – в переводе с латинского – «яд». Вирусы не имеют метаболизма, а соответственно их жизнеспособность определяется большой концентрацией образующихся новых копий: это либо репликации нуклеиновой кислоты, либо синтеза белковой оболочки. В этой связи их патогенность определяется по последствиям своего развития в клетках хозяина: они разрушают целые комплексы клеток и вызывают поражения тканей.
Вирусы отличаются от микроорганизмов следующими особенностями:
Вирус вне клетки представляет из себя вирион (вирусную частицу). Вирион состоит из нуклеиновой кислоты (дезоксирибонуклеиновой или рибонуклеиновой), окруженной белковой оболочкой. Эту оболочку называют капсидом. Такая вирусная частица может быть полностью «голой», но есть примеры, когда вирион имеет ещё внешнюю оболочку (Приложение 1). Такая дополнительная оболочка есть у вирусов гриппа и герпеса.
Капсид состоит из других субъединиц – капсомеров. Капсид чаще всего имеет симметричное строение. Существует два вида симметричного строения: спиральное и кубическое. Можно рассмотреть строение на примере четырех вирусов: два вируса со спиральной симметрией и два – с кубической (Приложение 2). Голую спиральную структуру имеет вирус табачной мозаики, спиральную с оболочкой – вирус гриппа, голая икосаэдрическая – вирус полиомиелита и иные полиэдрические вирусы, икосаэдрическая с оболочкой – вирус герпеса.
Вирусы имеют свою классификацию, прежде всего по содержащейся в них нуклеиновой кислоте: ДНК или РНК. К ДНК-содержащим вирусам относят герпес, вирус оспы, бактериофаги, гепатит B. К РНК-содержащим – вирус гриппа, коронавирус. Особенно опасны ретровирусы, относящиеся к семейству РНК-содержащих вирусов. Для того, чтобы понять, почему именно эти вирусы представляют огромную угрозу, нужно узнать принцип работы ретровирусов. Ретровирусы способны перепрограммировать цепочку ДНК сложного организма. Типичным примером ретровируса является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Иные вирусы не способны внедрять в имеющуюся цепочку свой код и только подстраиваются под неё, провоцируя выполнение определённых функций.
Вирусы являются одной из самых распространенных форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионов частиц на миллилитр воды), их общая численность в океане — около 4×1030, а численность вирусов (бактериофагов) в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высока. В океане обитают сотни тысяч видов вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены.
Вирусы нельзя отнести ни к одному существующему царству живой природы. Как писал французский микробиолог Андре Львов: «Вирусы – это вирусы». И потому они представляют собой пятое царство, которое систематики выделили самым последним на сегодняшний день.
Вирусы породили множество споров и перевернули представление о мире на Земле. Так, сформировали новые гипотезы, объясняющие существование вирусов.
Гипотеза первичности вирусов. Появилось предположение, что вирусы появились до клеток, каким-то образом собрав себя из первичного «бульона».
Гипотеза «бродяжничества» или гипотеза беглой ДНК. Она утверждает, что гены или участки геномов вытекали из клеток, оказывались упакованными в белковые капсиды и становились бродягами, которые, в конце концов, находили себе новую экологическую нишу паразитов.
Гипотеза редукции. Вирусы произошли от неких клеток, которые под давлением естественного отбора уменьшались в размерах (таким образом, самовоспроизведение стало лёгкой задачей); избавлялись от генов и, в конце концов, дошли до такой простоты, что могли выживать, паразитируя на других клетках.
Гипотеза химерного происхождения вирусов. Её создателей вдохновила одна категория генетических элементов – транспозонов, которые иногда называют «прыгающими генами». Перескакивая из одной части генома в другую (реже – из клетки), транспозоны добиваются эволюционного успеха. Они используют ресурсы клетки, чтобы снова и снова создавать копии самих себя. Так транспозоны защищаются от неожиданного вымирания. Они накапливаются в очень больших количествах: например, около половины генома человека составляют транспозоны, в кукурузе Zea Mais – более восьмидесяти пяти процентов. Согласно гипотезе, первые вирусы могли появиться, когда транспозоны позаимствовали у клеток белки, чтобы прикрыть себя защитными капсидами.
Глава Ⅲ. Вирусы как возбудители опасных заболеваний
Одним из серьëзных вирусных заболеваний считают жëлтую лихорадку, которую обнаружили в 1901 году. Открытие этого вируса принадлежит Уолтеру Риду и его коллегам. Именно они смогли доказать, что переносчиками лихорадки являются комары. Благодаря слаженной работе учëных был достроен Панамский канал. В то время канал не могли достроить из-за того, что рабочие заболевали этой страшной болезнью.
Но только после смерти Рида был найден возбудитель этой болезни – арбовирус. В 1937 году Макс Тейлер создал вакцину от жëлтой лихорадки, которая позже принесла ему Нобелевскую премию.
Лихорадка Эбола — острая вирусная болезнь (имеющая высокую степень заразности), характеризуется тяжелым течением, высокой смертностью и развитием геморрагического синдрома (склонность к кожной геморрагии и кровоточивости слизистых оболочек). Впервые вирус Эбола появился в 1976 году одновременно в двух областях — в Нзаре в Судане и Ямбуку в Конго (Заире). В последнем случае селение находилось рядом с рекой Эбола, откуда болезнь и получила свое название. Болезнь сопровождается внезапным появлением лихорадки, сильной слабостью, мышечными болями, головной болью и болью в горле. Затем следуют рвота, диарея, сыпь, нарушения функций почек и печени и, в некоторых случаях, как внутренние, так и внешние кровотечения. Смерть наступает обычно на второй неделе болезни на фоне кровотечений и шока.
На данный момент в мире нет лицензированной вакцины от лихорадки Эбола, её разработка ведётся в целом ряде стран, в том числе в России. Российская вакцина от лихорадки Эбола разрабатывается государственным научным центром «Вектор» и находится на стадии доклинических испытаний, работа над ней интенсифицирована.
Грипп называли «итальянской лихорадкой», так как инфицированные люди страдали от высокой температуры, а источником вируса считали жаркую Италию. Больных не только лихорадило, но и беспокоила ломота в мышцах, головная боль, болело горло, возникал кашель. Болезнь описывали как очень заразную, распространяющуюся с большой скоростью среди населения, охватывая целые континенты. В то время древние врачи назначали пить травяные настои, много воды, мёд. Немногим такое лечение помогало, большинство умирало от таинственной болезни. Некоторые итальянские философы предполагали, что эпидемию провоцирует особое расположение луны и звёзд.
В 1580 году впервые задокументировали масштабную пандемию гриппа, к тому времени болезнь была безымянной. И только в XVI веке в Италии ей, наконец, дали название – инфлюэнца («influenza» в переводе с итальянского — влияние, воздействие). Почему назвали так? Потому что итальянские астрологи считали, что эти вспышки эпидемий обусловлены особой последовательностью звёзд. Но, потом учёные заметили, что для болезни характерна агрессивность именно в зимнюю пору года и сделали вывод, что причина не в звёздах, а в переохлаждении. Своё современное название грипп получил через три века. Грипп происходит от французского слова grippe и немецкого grippen, что переводится, как «схватывать».
В 1918-1920 гг. смертоносная пандемия — «испанка», вызванная вирусом H1N1. Пандемия забрала по различным сведениям от 20 млн. до 100млн. человеческих жизней, болезнь коснулась 20-40% населения всей планеты. От «испанки» умирали с невероятной скоростью, утром человек мог себя чувствовать хорошо, днём появлялись первые признаки болезни, резко становилось хуже, и к вечеру врачом констатировалась смерть. Не все умирали моментально, некоторые могли пережить первые сутки болезни, но позже смерть наступала от пневмонии. Особенность «испанки», кроме повышенной смертности, состояла в том, что подвержены болезни были больше люди до пятидесяти лет, хоть, как правило, грипп опасен детям и людям пожилого возраста.
Далее последовал целый ряд научных открытий:
1) американец Ричард Шоуп, изучая грипп у свиней, сделал сенсационное открытие в 1931 году по обнаружении вируса гриппа;
2) 1933 год — вирусологами Уилсоном Смитом, Кристофером Эндрюсом и Патриком Лейдлоу (Национальный институт медицинских исследований, Лондон) впервые было идентифицирован вирус гриппа типа А;
3) 1940 год — Томасу Френсису принадлежит открытие вируса гриппа типа B, и в этом же году стало известно, что вирус гриппа можно культивировать на куриных эмбрионах, что существенно помогло науке в дальнейших исследованиях;
4) 1947 год — Ричард Тейлор выделил вирус гриппа типа С.
Глава Ⅳ. Эволюционная роль вирусов. Роль вирусов в развитии науки
Вирусы вызывают болезни, и потому их боятся, но в то же время они творят чудеса, воздействуя на ход эволюции с самого её начала. Около восьми процентов человеческого ДНК заимствовано у вирусов, которые инфицировали наших далёких предков и встроили свои гены в их геномы. Некоторые из этих генов теперь играют ключевую роль на ранних стадиях развития эмбриона и плаценты, которая окружает этот плод, достигший тринадцати недель.
Как получилось, что в человеческом геноме есть восемь процентов ДНК вирусов? Когда люди современного типа вышли из Африки, они стали скрещиваться с неандертальцами и сразу же унаследовали гены, которые развивались сотни тысяч лет. Учёные обнаружили, что 152 гена, полученные от неандертальцев, помогают формировать иммунный ответ, и пришли к выводу, что эти гены позволяли нашим предкам бороться с новыми для них вирусами, которые они встретили в Европе.
Уже 150 миллионов лет назад вирусы инфицировали млекопитающих и подарили им гены, способствовавшие появлению важнейшего эволюционного достижения: плаценты, которая пропускает к эмбриону питательные вещества и кислород и позволяет избавляться от отходов жизнедеятельности и углекислого газа. Люди, как и другие плацентарные млекопитающие, могут вынашивать плод в себе, защищая его от хищников. У людей два гена, произошедшие от вирусов, синцитин-1 и синцитин-2, которые помогают сформировать оболочку плаценты, соединённую с маткой. Возможно, эта оболочка, кроме всего прочего, не даёт материнской иммунной системе атаковать эмбрион как посторонний объект.
Ген ARC в человеческом геноме играет важную роль. Он содержит код, способный создать вирусоподобную белковую капсулу, играющую ключевую роль в познании и памяти человека. ARC был позаимствован наземными позвоночными у вирусоподобного предка ретровирусов около 400 миллионов лет назад. Эта капсула, вырабатываемая геном, переносит генетическую информацию между нейронами в мозге человека и многих других животных.
Самым обсуждаемым лекарством в мире стал укол, стоящий свыше 150 миллионов рублей, призванный лечить детей со спинально-мышечной атрофией (СМА). «Золгенсма» является первым генным препаратом для лечения СМА и является самым дорогим лекарственным препаратом в мире. Спинально-мышечную атрофию вызывает поломка в гене SMN1. Из-за неё белки в организме производятся в недостаточном количестве, а двигательные нейроны начинают отмирать. Мозг перестает распознавать импульсы, мышцы теряют силу и атрофируются. Частично утрату гена SMN1 компенсирует ген SMN2. Достаточно одного укола «Золгенсмы», чтобы вылечить СМА.
«Он предназначен для устранения генетической причины СМА путем замены дефектного или отсутствующего гена SMN1 для остановки прогрессирования заболевания. Этот препарат на основе аденоассоциированного вирусного вектора доставляет полностью функциональную копию гена SMN в организм человека», – отметили в фонде «Семьи СМА».
Таким образом, можно заключить, модель ретровирусов используют при разработке новых препаратов. В будущем благодаря данной технологии некогда неизлечимые болезни станут излечимыми.
Глава Ⅴ. Влияние вирусов на сознание человека (Исследовательский опрос)
Был проведён исследовательский опрос, в котором опросили респондентов четырёх возрастных групп: 10-12 лет (29 человек), 12-15 лет (23 человека), 15-18 лет (14 человек), 18+ лет (8 человек).
Целью исследовательского опроса было выявить имеющиеся знания о царстве вирусов, а также определить влияние вирусов на жизнь человека на основе пандемии коронавируса.
«К каким организмам относятся вирусы?» – данный вопрос был задан самым первым и отразил понимание респондентов о предмете опроса. Можно увидеть на диаграммах (Приложение 3), что респонденты в возрасте 10-15 лет считают вирусы бактериями, в то время как, начиная с 15 и до 18+ лет большинство придерживалось мнения о том, что вирусы – это неклеточная форма жизни. Можно прийти к выводу, что возраст респондентов играет важную роль в понимании вопросов.
«Как можно заразиться вирусом?» (Приложение 4) – респонденты разных возрастных групп отвечали на данный вопрос по-разному. Начиная с возраста пятнадцати лет респонденты отмечали все варианты, в то время как младшая категория могла отметить один или несколько пунктов, но далеко не все. Это отражает то, что учащиеся (в большинстве случаев) не понимают, как могут заразиться вирусом и чего нужно остерегаться прежде всего.
«Какие заболевания вызываются вирусами?» (Приложение 5) – респондентам были предложены несколько заболеваний: туберкулез, грипп, корь, холера, ангина, полиомиелит. Из данного списка респондентам нужно было выбрать только те заболевания, которые вызываются вирусами. Немногие ответили правильно (грипп, корь, полиомиелит). Полученные данные отражают незнание респондентов различных возрастных групп заболеваний, вызываемых вирусами.
«Что повреждает коронавирус, попадая в лёгкие?» (Приложение 6) – казалось бы, данный вопрос является довольно актуальным, но правильный ответ дали немногие. Коронавирус повреждает, прежде всего капилляры, но данный ответ в общей сложности собрал меньшее количество голосов. Это отражает необходимость в просвещении детей и взрослых в данном вопросе.
Также респонденты дали свои комментарии на тему положительных и отрицательных сторон новой жизни после пандемии коронавируса, их можно увидеть в таблице. (Приложение 7) Огромное внимание уделялось дистанционному обучению как с положительной, так и отрицательной стороны. Также упоминалось ограниченность передвижения, самоизоляция, падение экономики страны – как отрицательные стороны, а появление свободного времени, меньшее скопление людей в общественных местах – как положительные.
Также можно рассмотреть общую статистику, приведённую в диаграммах (Приложения 8, 9, 10, 11).
Подводя итог исследовательского опроса, я выявила следующее:
Заключение
Роль вирусов в жизни человека неоднозначна. С одной стороны, опасность вирусов год за годом возрастает, что провоцирует увеличение смертности и делает людей более уязвимыми; с другой – вирусы являются катализаторами эволюции, модифицировали человеческий организм. Их осознание поможет нам, людям, лучше понять переплетение и взаимосвязь всего сущего в мире живой природы. Каждому из нас предстоит ещё решить – во зло это или во благо.
Список литературы:
Токаревич К. Н., Грекова Т. И. По следам минувших эпидемий // рецензенты – Шахнович М. И., Постовит В. А. — Лениздат, 1986.— 157 с.
Джексон, Т. Взламывая биологию // пер. с англ. И. Бородычëвой. — Москва: Издательство АСТ, 2019. — 224 с.
Пасечник В. В., Каменский А. А., Криксунов Е. А., Швецов Г. Г. Биология. Введение в общую биологию. 9 класс. Учебник.
Интернет-ресурсы:
med-history.livejournal.com
foxford.ru
krdgp1.ru
Приложения:
Приложение 1. Строение вирионов некоторых вирусов

Приложение 2. Структурные типы вирусных частиц

Приложение 3. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «К каким организмам относятся вирусы?» от респондентов разных возрастных групп

Приложение 4. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Как можно заразиться вирусом?» от респондентов разных возрастных групп

Приложение 5. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Какие заболевания вызываются вирусами?» от респондентов разных возрастных групп

Приложение 6. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Что повреждает коронавирус, попадая в лёгкие?» от респондентов разных возрастных групп

Приложение 7. Таблица, отражающая положительные и отрицательные стороны новой жизни после пандемии коронавируса
Положительные стороны | Отрицательные стороны |
Дистанционное обучение | Ношение масок |
Проявление серьёзного отношения к гигиене | Падение экономики многих стран |
Развитие медицины | Ограниченность свободы передвижения |
Продление каникул | Возможные осложнения после COVID-19 |
Малое скопление людей на улицах и в помещениях | Принудительное вакцинирование |
Выявление уровня самоорганизации людей | Ухудшение положения малых бизнесов |
Изоляция, локдауны | |
Закрытие публичных мест |
Приложение 8. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «К каким организмам относятся вирусы?» от респондентов всех возрастных групп

Приложение 9. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Как можно заразиться вирусом?» от респондентов всех возрастных групп

Приложение 10. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Какие заболевания вызываются вирусами?» от респондентов всех возрастных групп

Приложение 11. Диаграммы, отражающие ответ на вопрос «Что повреждает коронавирус, попадая в лёгкие?» от респондентов всех возрастных групп


Упрямый зяблик

Про пингвинов

Нечаянная победа. Айзек Азимов

Две лягушки

Петушок из русских сказок