4.2. Обмен веществ и энергии в покое и при

различных нагрузках

Единство организма человека с внешней средой, нормальное осуществление организмом своих жизненных функций проявляются прежде всего в непрекращающемся обмене веществ и энергии.

Соотношение процессов ассимиляции и диссимиляции, накопления и расхода энергии различно при покое, умственном труде и при физических нагрузках разного объема и интенсивности.

4.2.1. Обмен веществ

Всякая деятельность человека связана с расходом энергии, а следовательно, с необходимым обменом веществ. Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех месяцев (за 5 лет учебы роговица глаза у студентов сменяется 350 раз, а ткани желудка обновляются около 500 раз). Для нормального протекания этих процессов требуется расщепление сложных органических веществ, поступающих в организм человека.

Такими веществами, имеющими наибольшее значение, являются белки, углеводы, жиры (при участии воды, минеральных солей, витаминов). Не все они в одинаковой степени участвуют в энергетическом обеспечении различных видов жизнедеятельности человека, различных проявлений его двигательной активности.

Белки являются основным строительным материалом, из которого построены клетки всех тканей организма. Белки состоят из разнообразных белковых элементов – аминокислот. В состав клеток живого организма входит более 20 типов аминокислот. Они делятся на незаменимые, получаемые только с пищей, и заменимые, которые могут быть синтезированы в организме из других аминокислот.

Белки, поступающие с пищей, делятся на две группы: полноценные, содержащие все незаменимые кислоты, и неполноценные, в составе которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты. Все это следует знать при подборе белковых продуктов питания.

Основным источником полноценных белков служат животные белки. Растительные белки, за редким исключением, неполноценные. Недостаток белков в пище невосполним. Внутренних резервов для их замены в организме нет. В то же время при длительном голодании организма, когда истощаются запасы углеводов и жиров, белки могут использоваться как источник энергии. При окислении 1 г белка выделяется 4,1 ккал. В виде запасов белки в организме не откладываются.

Потребность в белковой пище особенно велика у молодого растущего организма, у занимающихся физическими упражнениями, что связано с необходимостью роста мышечной массы.

Углеводы, к которым относятся глюкоза, животный крахмал – гликоген, используются организмом преимущественно как основной источник энергии

(1 г углеводов дает 4,1 ккал). Особенно интенсивно углеводы используются мышцами и клетками головного мозга. Если с пищей поступает недостаточное количество углеводов, то они синтезируются из жиров и белков. Излишки превращаются в печени и мышцах в гликоген и там откладываются (депонируются). Углеводы в виде глюкозы постоянно содержатся в крови в количестве (в норме) от 0,08 до 0,12 %. А перед интенсивной физической или умственной работой рефлекторно повышается количество глюкозы в крови. Исследования показали, что особенно много углеводов потребляется мышцами при физической работе. В то же время интересно отметить, что содержание глюкозы в крови у студентов перед экзаменом такое же, как у боксера перед боем.

При длительной интенсивной физической работе, равно как и при умственной, количество углеводов в крови, печени и мышцах истощается. Уменьшение концентрации глюкозы в крови до 0,07 % (гипогликемия) снижает мышечную и умственную работоспособность. Снижение концентрации до 0,06 % приводит в большинстве случаев к невозможности продолжения физической и умственной деятельности. Однако у тренированных спортсменов наблюдается способность продолжать физическую работу при снижении концентрации глюкозы в крови даже до 0,04 %, что указывает на высокие резервные возможности организма тренированного человека. Источниками углеводов являются почти исключительно растительные продукты (в картофеле содержится 18 % углеводов, в изюме – до 65 %, в меде – 76 %).

Жиры обладают высокой энергетической ценностью – 1 г жиров при расщеплении выделяет 9,3 ккал. Однако жиры как энергетический материал в обычных условиях используются только сердечной мышцей: 67 % потребляемого сердцем кислорода расходуется на окисление жирных кислот. Скелетные мышцы начинают использовать жиры в качестве источника энергии только после длительной, интенсивной работы, когда запасы углеводов истощаются и организму грозит «энергетический кризис». При голодании жировые запасы также служат источником углеводов. Регулярные активные занятия спортом, особенно циклическими видами упражнений (ходьба и бег, ходьба и бег на лыжах, на коньках, плавание и др.), активизируют в организме обмен жиров, препятствуют накоплению излишнего количества жировой ткани, которое вредно отражается на состоянии здоровья и работоспособности.

В большом количестве жиры содержатся в молочных и некоторых растительных продуктах: в 100 г топленого и растительного масла – 95 г жира; сметаны – 24 г, свинины жирной – 37 г, баранины – 29 г.

Обмен воды и минеральных веществ. Человеческий организм на 60–65% состоит из воды. Многочисленные химические превращения веществ в клетках происходят только в водных растворах. Организм по­стоянно теряет воду, которая должна пополняться в среднем на 1,5–2,5 л в сутки в зависимости от роста, веса, внешней температуры и других факторов.

Сознательные нарушения водного баланса (при сгонке веса некоторыми спортсменами и по другим причинам) чреваты серьезными нарушениями внутренних механизмов обмена веществ и нежелательны для нормальной жизнедеятельности организма.

Минеральные соли способствуют поддержанию осмотического давления в клетках и биологических жидкостях, участвуют в обеспечении постоянства внутренней среды организма, в протекании химических процессов обмена веществ и энергии. Почти все необходимые соли поступают в достаточном количестве при правильном сбалансированном питании. Не хватает только хлорида натрия – поваренной со­ли, которая обычно в небольших количествах добавляется в пищу.

Витамины и их роль в обмене веществ. Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям. Особенно важна витаминизация в питании молодого организма и тех взрослых, чья деятельность связана с большими физическими нагрузками, в том числе и при занятиях спортом. Как правило, им приходится обращать особое внимание на наличие в питании витаминов. Витаминная недостаточность, как правило, сказывается в ранний весенний период. Однако при ее восполнении, при дополнительной витаминизации, не следует злоупотреблять синтетическими препаратами.