化学和奥运会

艾玛·戴维斯看着化学将扮演了至关重要的作用在奥运会和残奥会期间

抓住骗子

英国葛兰素史克公司的网站在哈洛气和质谱仪正准备工作限制。网站是反兴奋剂实验室今年夏天的奥运会和残奥会,在150名科学家将夜以继日地工作来测试每天多达400份血液和尿液样本。大约一半的运动员竞争今年将要求-不另行通知提供样品进行测试,包括所有获得者。

反兴奋剂药物测试操作由伦敦国王学院的毒品控制中心和认可的世界反兴奋剂机构(WADA)。在游戏的过程中,科学家们将负责分析超过6200个样本多达400禁止物质在一系列药理类别。或许最困难的挑战是需要快速周转时间,与大多数的负面结果将公布不到24小时。

测试时间

为了避免任何错误所有样品将被编码,以便测试中心知道任何样本是在任何时间和处理它。每个样品将在集合点分成两个防篡改瓶贴上A和B,如果测试团队得到了阳性结果重复测试样本,B瓶将打开并进行分析。运动员被允许证人的第二个样本如果他们的愿望。未开封B样品保存冻结长达八年可能再度下探日后如果当局建立一个新的测试技术或确定一个新的兴奋剂药物。

大多数将尿液样本,但1000或更多血液,据负责人大卫·考恩奥林匹克测试团队。尿比血液更容易测试,主要是因为它具有较高的药物浓度和更少的蛋白质提取复杂化。

尿液样本首先清洗使用固相萃取,收集感兴趣的分析物在吸附剂的阶段。我们的示例加载到一个墨盒,我们想看的分析物是困在当我们洗的溶剂去除所有的垃圾,”尼古拉·格雷解释说,分析师在2012年测试实验室。

液相色谱-光谱法(质)用于屏幕样品禁止化合物基于它们的质量。我们寻找质量特征时候禁止化合物的色谱图,看他们是否有不信,”格雷解释说。

但是允许完整的许多禁止物质的识别。然而,对于相对较低分子量的兴奋剂,保留时间和准确的质量并不足以区分密切相关的化合物如安非他明和甲基安非他命类似物。在这种情况下进一步测试使用气相色谱分析-质谱法(gc - ms)是必需的。

模仿自然

类固醇也更难识别。样品与高浓度的甾体尿代谢物如睾酮和雄甾酮测试使用同位素比质谱(IR-MS)水平进行比较¹³C的¹²给C值¹³C /¹²C (d)的价值。d值是不同的对自然和制药类固醇,允许分析师清楚地看到如果类固醇已被一个运动员。

制药或重组促红细胞生成素(EPO)还需要额外的测试;它还不能确定采用气相。促红细胞生成素调节红细胞生产和增加红细胞计数来提高有氧能力和延缓疲劳。”之间存在着微妙的差异EPO的天然形式,每个生产和注入自己的重组促红细胞生成素如果你试图欺骗,”解释了克里斯蒂安·巴特利特,专家监督反兴奋剂实验室的一个活动。我们利用中非常微小的区别方法区分在一个运动员是否促红细胞生成素在天然或重组。“天然氨基酸和蛋白质分子重组促红细胞生成素有相同的骨干然而附加不同的碳水化合物——这会影响分子的电荷。

在测试之前,尿液样本使用多个超滤清洗,然后用等电点聚焦分析。蛋白通过与pH梯度凝胶,凝胶和站取决于他们。重组促红细胞生成素有稍微不同的电荷自然EPO(促红细胞生成素)可以很容易地发现其存在。

碳水化合物,盐和咖啡因

毫无疑问,奥运会和残奥会的运动员都是达到今年夏天的奥运会期间的运动饮料。脱水通过出汗和消耗人体碳水化合物的商店都在运动中导致疲劳,和运动饮料可以帮助运动员将自己推到自己的极限。

运动饮料的证据是压倒性的,Mayur Ranchordas说,高级讲师在谢菲尔德哈勒姆大学体育与运动营养,英国。甚至有证据表明,清洗运动饮料在嘴里吐出来之前将改善运动表现,他补充道。

碳水化合物在嘴里受体激活的大脑区域被认为是参与奖励和电机控制,根据从伯明翰大学最近的研究。测试发现endurance-trained骑自行车的人表现得更好在运动自行车计时赛冲洗后碳水化合物溶液在嘴里吐出来之前,相比清洗甜饮料不含碳水化合物。

的更复杂的碳水化合物饮料将包含便携式葡萄糖和果糖的比例2:1,“Ranchordas解释道。这个比例给予最快的流体输送。在glucose-only解决肌肉只能氧化每小时60 g的葡萄糖,因为受体完全饱和。当你添加果糖,你的肌肉可以氧化额外30克因为交付的机制是不同的,”他说。

调节盐水平

大多数也含有电解质的运动饮料,比如钠和钾,以取代那些迷失在流汗。“我们知道如果你有一个碳水化合物运动饮料没有钠液体交付不如快速如果您添加钠,“Ranchordas说。在体内,钠有助于确保细胞保持正确水化。

运动员之间的出汗率不同。你可能有一个运动员失去2-3kg钠或钾的水,但很少,而另一个只有1公斤的损失可能会非常集中的汗水与高水平的钠,“Ranchordas解释道。他和他的团队汗水的运动员通过称重测量之前和之后的运动和测量电解液浓度的汗水。这些知识导致了一系列不同的饮料,以满足不同的需求,正在开发。

Ranchordas说不同的饮料做不同的事情。等张运动饮料含有6 - 8%碳水化合物的解决方案,有效地输送流体和碳水化合物在血液中。所谓的低渗的饮料碳水化合物较弱的解决方案和更少的钠。与此同时,高渗性饮料,含有约10%碳水化合物,用于消费运动后。

额外的配件

一些运动饮料也含有咖啡因。我们发现,喝碳水化合物饮料将增强技能以及耐力,“Ranchordas说。”一个70公斤的运动员,你看着约200毫克咖啡因,大概是一样的双份特浓咖啡,”他说。咖啡因是2004年从和田的禁止名单中删除,虽然仍是其监测项目的一部分。

然而,竞争的运动员仍然需要小心避免饮用运动饮料含有违禁物质的痕迹。污染是一个大问题和污染有补充,“Ranchordas说。他在英国测试来分析公司定期发送补充剂hf体育科学,隶属英国LGC分析公司。运动员必须特别谨慎的含咖啡因的产品,也可以包含其他禁止物质,如麻黄素。

运动饮料也高度酸性和损害牙釉质。锻炼后肌肉恢复和补液,Ranchordas建议一品脱的脱脂牛奶。有很好的证据表明,牛奶是伟大的复苏,”他说。其电解质、乳糖和蛋白质使它理想的牙齿友好的替代。

游泳速度

竞技游泳发生了巨大的变化在英国Speedo泳衣公司想出了全身聚氨酯泳衣为2008年的奥运会和残奥会。适合陷阱一层空气,减少阻力,增加浮力。他们大幅削减*因此,国际泳联,游泳的国际管理机构,自2010年以来已经禁止他们。

这促使研究人员Speedo的“水”设备在诺丁汉,英国发展泳装范围内新国际泳联的指导方针。在过去的四年Speedo一直专注于其Fastskin齿轮——现在营销Fastskin³,一套组成的“系统”,眼镜和帽子。

水实验室研究人员使用计算流体力学预测身体和技术的形状可能产生最少的阻力,水实验室汤姆沃勒解释说。实验室也配备相同的二维扫描技术用于生成计算机生成图像的好莱坞电影。

完美的配合

关键领域的新泳衣模具身体所以尽可能接近理想的“管”形状,沃勒说。关键领域的系统确保有效压缩造型身体为游泳,最有效的形式生产最优换取每个踢和中风,”他解释说。

如您所料,女性泳装的胸部和臀部更大的压缩,连同一个相对低的压缩膈和底部的腿,“沃勒补充道。解释,西装面料也允许水通过在其结构创建一个water-in-water效应减少阻力。

平坦的护目镜有吸水的镜头涂氟化学。与此同时,新的游泳帽也旨在减少“全身阻力”。帽形状长头发的改善流体动力学,填补一个空白的颈部曲线,沃勒说。

沃勒补充道,对于竞技游泳运动员,游泳期间使用的氧气量是至关重要的。“氧气经济越好

快游泳能游对于一个给定的工作时间越长,他们也可以保持努力。

一个精心设计的泳装可以改善氧经济通过操纵使用肌肉的方式。在Speedo的测试中,新Fastskin赛车系统给出了一个游泳者的氧气经济提高11%,相比之下,一个平面硅胶帽和标准护目镜和西装。

艾玛·戴维斯是一个基于科学作家在主教的Stortford,英国

进一步的阅读

了解更多关于2012年反兴奋剂实验室看到RSC出版的2012年5月版鼹鼠

伯明翰大学研究碳水化合物受体:E S钱伯斯,M W桥和D琼斯,j .杂志,2009,587年,1779 (DOI:10.1113 / jphysiol.2008.164285)

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