Физические и дыхательные упражнения

Общетонизирующие упражнения, улучшая функцию всех органов и систем, оказывают активизирующее влияние и на дыхание. Для стимуляции функции дыхательного аппарата используются упражнения умеренной и большой интенсивности. В случаях, когда эта стимуляция не показана, применяются упражнения малой интенсивности. Следует учесть, что выполнение необычных по координации физических упражнений может вызвать нарушение ритмичности дыхания; правильное сочетание ритма движений и дыхания при этом установится лишь после многократных повторений движений. Выполнение упражнений в быстром темпе приводит к увеличению частоты дыхания и легочной вентиляции, сопровождается усиленным вымыванием углекислоты (гипокапнией) и отрицательно влияет на работоспособность.

Специальные упражнения укрепляют дыхательную мускулатуру, увеличивают подвижность грудной клетки и диафрагмы, способствуют растягиванию плевральных спаек, выведению мокроты, уменьшению застойных явлений в легких, совершенствуют механизм дыхания и. координации дыхания и движений.

При лечебном применении дыхательных упражнений необходимо учитывать ряд закономерностей. Обычный выдох осуществляется при расслаблении мышц, производящих вдох, под действием силы тяжести грудной клетки. Замедленный выдох происходит при динамической уступающей работе этих мышц. Выведение воздуха из легких в обоих случаях обеспечивается в основном за счет эластических сил легочной ткани. Форсированный выдох происходит при сокращении мышц, производящих выдох. Усиление выдоха достигается наклоном головы вперед, сведением плеч, опусканием рук, сгибанием туловища, подъемом ног вперед и т. п. При помощи дыхательных упражнений можно произвольно изменять частоту дыхания.

В настоящее время в нашей стране для профилактики и лечения ряда заболеваний, в том числе и органов дыхания, применяется дыхательная гимнастика А.Н. Стрельниковой.

Гимнастика А.Н. Стрельниковой − единственная в мире, в которой короткий и резкий вдох носом делается на движениях, сжимающих грудную клетку. Упражнения активно включают в работу все части тела (руки, ноги, голову, бедерный пояс, брюшной пресс, плечевой пояс и т.д.) и вызывают общую физиологическую реакцию всего организма, повышенную потребность в кислороде. Так как все упражнения выполняются одновременно с коротким и резким вдохом через нос (при абсолютно пассивном выдохе), это усиливает внутреннее тканевое дыхание и повышает усвояемость кислорода тканями, а также раздражает ту обширную зону рецепторов на слизистой оболочке носа, которая обеспечивает рефлекторную связь полости носа почти со всеми органами

Стрельниковская дыхательная гимнастика, тренируя вдох «в спину», посылает его на предельную глубину и тем самым заполняет воздухом все легкие снизу доверху. А, так как, вдохи идут на наклонах, приседаниях и поворотах, полностью включается в работу диафрагма. Из всех мышц, участвующих и в дыхании, и в звукообразовании, она самая сильная.

Дыхательная гимнастика Стрельниковой показана всем детям и подросткам и как метод лечения, и как метод профилактики. Как метод лечения: ее нужно делать два раза в день: утром и вечером по 1200 вдохов-движений до еды или через час-полтора после еды. Как метод профилактики: по утрам вместо общепринятой гимнастики или вечером, чтобы снять дневную усталость.

Системы пищеварения и выделения.

Пищеварение представляет собой сложный процесс, благодаря которому пища, поступающая в пищеварительный тракт, подвергается физическим и химическим изменениям, а содержащиеся в ней питательные вещества всасываются в кровь (или лимфу) и транспортируются в другие органы.

 

Органы пищеварения и выделения

Пищеварение. Процесс пищеварения начинается в ротовой полости, где в течение 15—18 с осуществляется физическая и химическая обработка пищи: перемешивание, измельчение, смачивание слюной, воздействие слюнных ферментов. Затем через пищевод пища поступает в желудок и в течение 6—10 ч подвергается дальнейшей физической и химической обработке. За счет работы гладкой мускулатуры желудка пища перетирается, перемешивается, на нее воздействует желудочный сок. Дальнейшая химическая обработка отдельных порций пищевой массы продолжается в двенадцатиперстной кишке, куда поступает сок поджелудочной железы и желчь, вырабатываемая печенью. Пищеварительные соки двенадцатиперстной кишки продолжают расщеплять питательные вещества в тонком кишечнике, где в основном заканчивается переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь. Дополнительное частичное расщепление не всосавшихся продуктов переваривания белка происходит в толстом кишечнике. Эффективность процесса переваривания пищи зависит от того, насколько оптимально количество выделяемых пищеварительных соков и какова активность перистальтических, продвигающих движений мышц желудка и кишечника.

Систематически выполняемые физические нагрузки повышают обмен веществ и энергии, увеличивают потребность организма в питательных веществах, стимулируют выделение пищеварительных соков, активизируют перистальтику кишечника, повышают эффективность процессов пищеварения. Однако при напряженной мышечной деятельности могут развиваться тормозные процессы в пищеварительных центрах, уменьшающие кровоснабжение различных отделов желудочно-кишечного тракта и пищеварительных желез в связи с тем, что необходимо обеспечить кровью усиленно работающие мышцы. В то же время сам процесс активного переваривания обильной пищи в течение 2—3 ч после ее приема снижает эффективность мышечной деятельности, так как органы пищеварения в этой ситуации оказываются как бы более нуждающимися в усиленном кровоснабжении. Кроме того, наполненный желудок приподнимает диафрагму, тем самым затрудняя деятельность органов дыхания и кровообращения. Вот почему физиологическая закономерность требует принимать пищу за 2, 5—3, 5 ч до начала тренировки и через 30—60 мин после нее.

Выделение. При мышечной деятельности значительна роль органов выделения, которые выполняют функцию сохранения внутренней среды организма. Желудочно-кишечный тракт выводит остатки непереваренной пищи, слизи, желчных пигментов, бактерий; через легкие удаляются газообразные продукты обмена веществ (например углекислота); сальные железы, выделяя кожное сало, образуют защитный, смягчающий слой на поверхности тела; слезные железы обеспечивают влагу, смачивающую слизистую глазного яблока. Однако основная роль в освобождении организма от конечных продуктов обмена веществ принадлежит почкам, потовым железам и легким. Почки поддерживают в организме необходимую концентрацию воды, солей и ряда других веществ; регулируют кислотно-щелочное равновесие и осмотическое давление в тканях; выводят конечные продукты белкового обмена; вырабатывают гормон реннин, влияющий на тонус кровеносных сосудов. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие существенно помогают почкам осуществлять свои функции. В состоянии покоя через потовые железы выделяется 20—40 мл пота в час, а на марше со скоростью 5 км/ч, с грузом 10 кг выделение пота может возрастать до 1700 мл/час. В зависимости от окружающей температуры и интенсивности двигательной деятельности отделение пота может колебаться от 0, 5 до 3 л/сут, а у рабочих в горячих цехах в течение дня может достигать 10 литров. При этом существенно может меняться и качественный состав пота (при напряженной мышечной работе с потом выделяется молочная кислота, конечные продукты белкового обмена). Процессы теплообмена играют большую роль при различных видах мышечной деятельности. Постоянную температуру тела человека поддерживает специальная система теплорегуляции, состоящая из физических механизмов теплопроведения, теплоизлучения и испарения. Наблюдаемый при мышечной работе подъем температуры тела на 1—1, 5°С способствует более эффективному протеканию в тканях окислительно-восстановительных процессов и повышению работоспособности организма спортсмена. Однако у тренированного человека подъем температуры тела до 38—38, 5°С может привести к тепловому удару.

Нервная система

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов). Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

О структуре центральной нервной системы. Спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок — граница спинного мозга сверху, а граница снизу — второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга имеется канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На поперечном разрезе лабораторного препарата легко различают серое и белое вещество мозга. Серое вещество мозга образовано скоплением тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спинномозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, сухожилий, слизистых оболочек. Белое вещество, окружающее серое, состоит из отростков, связывающих между собой нервные клетки спинного мозга; восходящих чувствительных (афферентных), связывающих все органы и ткани (кроме головы) с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к двигательным клеткам спинного мозга.

Следовательно, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции.

Головной мозг представляет собой скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов

Кора больших полушарий головного мозга — наиболее молодой в филогенетическом отношении отдел головного мозга (филогенез — процесс развития растительных и животных организмов в течение времени существования жизни на Земле). В процессе эволюции кора больших полушарий стала высшим отделом центральной нервной системы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой.

Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18— 25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60—70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы. Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность.

От головного и спинного мозга отходят черепномозговые и спинномозговые нервы, связывающие мозг со всеми рецепторами и эффекторами организма; эти нервы составляют периферическую нервную систему.

Вегетативная нервная система — специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. В отличие от соматической нервной системы, иннервирующей произвольную (скелетную) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов — дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы.

Функция ВНС - обеспечение гомеостаза, физической и психической деятельности организма. Каждый внутренний орган получает двойной набор волокон: одна группа волокон подходит к органу в составе симпатических нервов, а другая - в составе парасимпатических. Импульсы с симпатических и парасимпатических нервов оказывают на иннервируемый орган противоположное действие. Если первые, например, усиливают какую-либо активность, то вторые ослабляют ее.

Симпатическая (симпатоадреналовая) система ответственна за колебания многих гомеостатических констант до максимальных амплитуд.

Парасимпатическая (вагоинсулярная) система отвечает за возврат всех констант к исходному уровню.

Обе системы, являясь относительными антагонистами, находятся в состоянии подвижного равновесия.

Рецепторы и анализаторы Способность организма быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным образованиям — рецепторам, которые, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступающие по нервным волокнам в центральную нервную систему. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется анализатором. Анализатор состоит из трех отделов — рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге.

Высшим отделом анализатора является корковый отдел. Перечислим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности человека многим известно.

Зрительный анализатор обеспечивает восприятие света, цвета, пространства; форму, структуру, амплитуду эстетических параметров движения.

Слуховой анализатор воспринимает звуковые раздражители (в том числе и словесные), что определенным образом способствует успешности оперативной коррекции, например ритма движения или согласованности действий в ситуационных (игровых) видах мышечной деятельности.

Тактильный анализатор при выполнении физических упражнений обеспечивает восприятие ощущений прикосновения, его место, силу, продолжительность, амплитуду движения, что имеет особое значение при выполнении сложнокоординационных упражнений (например в гимнастике, акробатике, прыжках в воду, катании на, коньках, различных видах борьбы). Чувство партнера, воды, льда, лыжни, снаряда — эти ощущения невозможно получить без участия тактильного анализатора, рецепторы которого располагаются в коже.

Вестибулярная сенсорная система формирует ощущения положения тела в пространстве, величину линейного и углового ускорения, связана с распределением мышечного тонуса (непроизвольного фонового напряжения мышц, помогающего, в частности, сохранять позу), обеспечивает многообразную сложнокоординационную деятельность в многих видах мышечной деятельности.

Проприоцептивный анализатор, ведущий в двигательной деятельности, позволяет определять степень напряжения мышц, взаимное расположение звеньев тела, скорость и ускорение движений, их амплитуду, дает информацию о выполняемых движениях.

Взаимодействие сенсорных систем в процессе овладения различными двигательными действиями во многом определяет успешность процесса обучения. При многократных повторах движений, комбинаций и специальных упражнений между центрами отдельных сенсорных систем образуются временные связи, способствующие совершенствованию двигательной деятельности, доводя отдельные ее элементы до автоматизма. В этом случае афферентная (чувствительная) импульсация от двигательных рецепторов в нервные центры обеспечивает управление конкретной двигательной деятельностью.

Влияние физической активности на совместную деятельность эндокринной и нервной системы внешне не столь выражено, как, например, в случаях, связанных с приростом мышечной массы. Весьма распространено мнение о том, что активная двигательная деятельность пагубно сказывается на интеллектуальном развитии человека. Объективные исследования говорят об ином. Действительно, в связи с физическими нагрузками кровоснабжение мышц многократно увеличивается, но при этом совершенно не страдает мозг, а, по мнению некоторых специалистов, мозговой кровоток даже улучшается. При этом увеличиваются показатели силы, подвижности и уравновешенности нервных процессов, оптимизируются процессы возбуждения и торможения, лежащие в основе функциональной деятельности нервной системы.

Физическая нагрузка, в оптимальном варианте сама являющаяся физиологическим стрессором-стимулятором, воздействуя на механизмы мобилизации резервов, тренирует и совершенствует их.

Регулярные занятия физическими упражнениями связаны с тренировкой и совершенствованием также и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, вынуждая организм экономно расходовать свои энергетические резервы.

 

Эндокринная система

Эндокринную систему в организме человека представляют железы внутренней секреции — эндокринные железы.

Эндокринные железы называются так потому, что не имеют выводного потока, они выделяют продукт своей де­ятельности — гормон прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы. Гормоны эндокринных желез передвигаются с кровью к клеткам организма. Гормоны обеспечивают гуморальную, в добавок к нервной, регуля­цию физиологических процессов в организме. Часть гор­монов продуцируется только в определенный возрастной период, большинство же — на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост орга­низма, половое созревание, физическое и психическое раз­витие, регулировать обмен веществ и энергии, деятель­ность внутренних органов и т.д.

Рассмотрим основные гормоны, выделяемые эндокрин­ной системой.

Гипофиз выделяет более 20 гормонов; например, гор­мон роста регулирует рост тела, действует на обмен; пролактин поддерживает секрецию эстрогенов и прогестерона яичниками, отвечает за вы­деление молока и регулирует " материнский инстинкт"; окситоцин стимулирует родовую деятель­ность; антидиуретический гормон (вазопрессин) поддерживает уровень содержания воды в организме. Некоторые гормоны стимулируют активность других желез внутренней секреции: тиреотропный гормон стимулирует рост щитовидной железы и образование тироксина, адренокортикотропный гормон (АКТГ) стимулирует рост коры надпочечников и образование в ней гормонов.

Щитовидная железа — гормон тироксин стимулирует метаболизм во всем организме.

Паращитовидные железы — паратгормон, контроли­рующий уровень кальция и фосфора в крови, вызывает переход кальция в кровь из костей и зубов.

Гормон кальцитонин стимулирует отложение фосфорнокислого кальция в костях.

Поджелудочная железа — гормоны инсулин (понижает концентрацию сахара в крови, увеличивает запасы гликогена), глюкагон (стимулирует превращение гликогена печени в глюкозу крови).

Надпочечники — адреналин, усиливающий действие симпатических нервов, побуждающий организм к действию; кортизол, помогающий управлять уровнями стресса, стимулирующий превращение белков в углеводы; альдостерон, регулирующий обмен натрия и калия в организме и норадреналин, вызывающий сужение кровеносных сосудов.

Половые железы — половые гормоны: мужской – тестостерон, стимулирующий развитие и сохранение мужских половых признаков; женские – эстрадиол, эстроген, стимулирующий развитие и сохранение женских половых признаков и прогестерон.

Во время мышечной работы половые железы изменяются по-разному. Интенсивные физические нагрузки угнетают продукцию эстрогенов. Тяжелая атлетика, тренировки по атлетической гимнастике приводят к повышению продукции андрогенов. Андрогены ведут к развитию мышечной гипертрофии.

По химическому составу гормоны можно разделить на две основные группы: протеины и производные протеинов и гормоны, имеющие кольцевую структуру, стероиды.

Инсулин — гормон поджелудочной железы — это про­теин, а гормоны щитовидной железы образуются на про­теиновой основе и являются производными протеина. По­ловые гормоны и гормоны, вырабатываемые корой надпо­чечников, являются стероидными гормонами.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кро­ме гормонов еще секреторные вещества (например, под­желудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя ферментативные секреты в двенадцатиперстную кишку).

У адаптированных к физическим нагрузкам лиц в процессе выполнения мышечной работы отмечается повышение активности эндокринной системы: усиливают свою секрецию гипофиз, надпочечники, щитовидная и поджелудочная железы. Выделяемые ими гормоны влияют на обмен веществ, обеспечивают высокую работоспособность, замедляют процесс утомления и ускоряют процессы восстановления функций организма.

 

Обмен веществ и энергии

 

Одним из основных признаков живого организма является обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы, процессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клетки и ткани. Параллельно происходит обратный процесс разрушения. Всякая деятельность человека связана с расходованием энергии. Даже во время сна многие органы (сердце, легкие, дыхательные мышцы) расходуют значительное количество энергии. Нормальное протекание этих процессов требует расщепления сложных органических веществ, так как они являются единственными источниками энергии для животных и человека. Такими веществами являются белки, жиры и углеводы. Большое значение для нормального обмена веществ имеют также вода, витамины и минеральные соли.

Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех месяцев.

Обмен белков. Белки представлены в живых клетках гораздо полнее, чем любые другие органические соединения, что хорошо согласуется с разнообразием выполняемых ими функций. Белки — необходимый строительный материал протоплазмы клеток. Из структурных белков состоят волосы, ногти, шелк. За сокращение мышечных волокон отвечают сократительные белки: актин и миозин. Большая часть химических реакций, протекающих в организме, регулируется ферментами, т.е. белковыми молекулами, играющими роль катализаторов. Многие гормоны (инсулин, вазопрессин), зрительный пурпур сетчатки, переносчики кислорода (гемоглобин, миоглобин), защитные вещества крови (антитела) являются белковыми телами.

Белки сложны по своему строению и весьма специфичны. Белки, содержащиеся в пище, и белки в составе нашего тела значительно отличатся по своим качествам. Но все они состоят из аминокислот. Все разнообразие белков строится из 20 аминокислот.

Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимыми называются те, которые организм получает только с пищей. Заменимые могут быть синтезированы в организме из других аминокислот. По содержанию аминокислот определяется ценность белков пищи. Вот почему белки, поступающие с пищей, делятся на две группы: полноценные, содержащие все незаменимые аминокислоты, и неполноценные, в составе которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты. Основным источником полноценных белков служат животные белки. Растительные белки (за редким исключением) неполноценные.

В тканях и клетках непрерывно идет разрушение и синтез белковых структур.

В относительно здоровом организме человека среднего возраста количество введенного азота равно количеству выделенного. Такое соотношение называется азотистым равновесием. В организме белок не откладывается про запас, не депонируется. Поэтому при тяжелых физических нагрузках, болезнях или голодании в организме может идти процесс распада собственных белков, которые организм расходует после истощения запаса углеводов и жиров. Количество выведенного азота при этом больше, чем количество поступившего. Это состояние называется отрицательным азотистым балансом.

В некоторых случаях в организме синтез белка превышает его распад. Количество выведенного азота при этом меньше количества поступающего. Такое состояние называется положительным азотистым балансом. Положительный азотистый баланс наблюдается у детей, беременных женщин, выздоравливающих больных.

Функции белка не ограничиваются пластическим значением для организма. Растворенные в плазме белки образуют коллоидный раствор крови,

Осмотическое давление белков и других коллоидов, называемое онкотическим, удерживает воду в крови. Если онкотическое давление крови очень низкое (например, при длительном белковом голодании), обратное проникновение тканевой жидкости в капилляры уменьшается, и в тканях могут возникнуть отеки. Белки плазмы крови играют роль буферных систем, поддерживающих рН крови, а в виде гемоглобина участвуют в транспорте газов. Кроме того, велика и регуляторная роль белков в обмене углеводов и жиров. Входя в состав ферментов и гормонов, белки определяют ход химических превращений в организме и интенсивность обмена веществ. Существенна роль белка в функции мышц. Белок также является энергетическим веществом (при окислении в организме может образовываться 4, 1 ккал, а в лабораторных условиях еще дополнительно 1, 3 ккал).

Регуляция белкового равновесия осуществляется гуморальным и нервным путями (через гормоны коры надпочечников и гипофиза, промежуточный мозг).

Азот — один из конечных продуктов окисления белка. Однако азот выделяется не в свободном состоянии, а в виде соединений с водородом — NH.4. Это соединение (аммиак) вредно для организма. Аммиак обезвреживается в печени, превращаясь в мочевину, которая выводится с мочой.

Обмен углеводов Углеводы делятся на простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами (глюкоза, фруктоза, галактоза). Моносахариды хорошо растворяются в воде и поэтому быстро всасываются из кишечника в кровь. Сложные углеводы построены из двух или многих молекул моносахаридов. Соответственно они называются дисахаридами и полисахаридами. К дисахаридам относятся свекловичный сахар, молочный, солодовый и некоторые другие. Они хорошо растворяются в воде, но из-за большой величины молекул почти не всасываются в кишечнике. К полисахаридам относятся гликоген, крахмал, клетчатка. Они не растворимы в воде и могут всасываться в кровь лишь после расщепления до моносахаридов.

Углеводы поступают в организм с растительной и частично с животной пищей. Они также синтезируются в организме из продуктов расщепления аминокислот и жиров и запасаются в виде гликогена в мышцах и печени, но гликоген мышц расходуется только для мышечной работы и не может быть использован для регулирования уровня глюкозы в крови. При избыточном поступлении превращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме.

Значение углеводов. Углеводы — важная составная часть живого организма. Однако их в организме меньше, чем белков и жиров, они составляют всего лишь около 2% сухого вещества тела.

Углеводы в организме главный источник энергии. Они всасываются в кровь в основном в виде глюкозы. Это вещество разносится по тканям и клеткам организма: в клетках глюкоза при участии ряда ферментов окисляется до Н₂О и СО₂ Одновременно освобождается энергия (4, 1 ккал), которая используется организмом при реакциях синтеза или при мышечной работе.,

Если с пищей поступает недостаточное количество сахара, то он синтезируется из жиров и белков. Излишки сахара (после приема пищи, богатой углеводами) превращаются в печени и мышцах в гликоген и там откладываются (депонируются). Этот процесс регулируется гормоном поджелудочной железы — инсулином.

Значение углеводов при мышечной деятельности. Запасы углеводов особенно интенсивно используются при физической работе. Однако полностью они никогда не исчерпываются. При уменьшении запасов гликогена в печени его дальнейшее расщепление прекращается, что ведет к уменьшению концентрации глюкозы в крови. Мышечная деятельность в этих условиях продолжаться не может. Уменьшение содержания глюкозы в крови является одним из факторов, способствующих развитию утомления. Поэтому для успешного выполнения длительной и напряженной работы необходимо пополнять углеводные запасы организма. Это достигается увеличением содержания углеводов в пищевом рационе и дополнительным введением их перед началом работы или непосредственно при ее выполнении. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постоянной концентрации глюкозы в крови и тем самым повышает работоспособность человека.

Углеводы следует принимать или непосредственно перед стартом, или не позднее чем за 2 ч до начала работы. Если же это делать за 30— 90 мин до старта, то начало работы совпадает с периодом усиленного депонирования углеводов. Это ведет к уменьшению глюкозы, выходящей из печени в кровь. Преобладание процессов депонирования углеводов над их расщеплением сопровождается понижением концентрации глюкозы в крови и ведет к ухудшению работоспособности организма.

Прием углеводов более чем за 2 ч до старта обеспечивает почти полное их всасывание и депонирование до начала работы. В этом случае никаких затруднений в расщеплении гликогена в печени не возникает. Прием углеводов непосредственно на старте также не создает каких-либо трудностей для расщепления. В этих условиях глюкоза начинает всасываться уже в процессе мышечной деятельности, при которой расщепление гликогена и выход глюкозы в кровь преобладает над депонированием.

Регуляция углеводного обмена. Депонирование углеводов, использование углеводных запасов печени и все другие процессы углеводного обмена регулируются центральной нервной системой. Большое значение в регуляции углеводного обмена имеет и кора больших полушарий. Одним из примеров этого может служить условнорефлекторное увеличение концентрации глюкозы в крови у спортсменов в предстартовом состоянии.

Эфферентные нервные пути, обеспечивающие регуляцию углеводного обмена, относятся к вегетативной нервной системе. Симпатические нервы усиливают процессы расщепления и выход гликогена из печени. Парасимпатические нервы, наоборот, стимулируют депонирование гликогена. Нервные импульсы могут воздействовать либо прямо на клетки печени, либо косвенным путем, через железы внутренней секреции. Гормон мозгового слоя надпочечника адреналин способствует выходу углеводов из депо. Гормон поджелудочной железы инсулин обеспечивает их депонирование. Кроме этих гормонов в регуляции углеводного обмена участвуют гормоны коркового слоя надпочечников (кортизол), щитовидной железы и передней доли гипофиза (гормон роста).

Обмен жиров

В отличие от углеводов с их довольно определенным химическим составом и такой же молекулярной структурой липиды разнообразны и по структуре и по соотношению входящих в них элементов. Однако, всем липидам присуще одно общее свойство: они все неполярны. Поэтому они растворяются в таких неполярных жидкостях, как эфир и хлороформ, но практически нерастворимы в воде.

Именно нерастворимость в воде делает липиды важнейшими компонентами мембран, разделяющих в живых организмах отсеки, или компартменты, заполненные водным содержимым. Кроме того, жиры (липиды) — главная форма хранения энергии в организме, поскольку липиды, в отличие от углеводов, могут храниться в концентрированном виде (без воды). Любое избыточное количество сахара, съеденное и не израсходованное сразу же на энергетические нужды, быстро превращается в жир. Откладываются они главным образом в подкожной жировой клетчатке, сальнике, печени и других внутренних органах. Общее количество жира у человека может составлять 10—12% массы тела, а при ожирении — 40—50%.

В желудочно-кишечном тракте жир распадается на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в тонких кишках. Затем он вновь синтезируется в клетках слизистой кишечника. Образовавшийся жир качественно отличается от пищевого и является специфическим для человеческого организма. Когда мы едим свиное сало или оливковое масло, то оно должно превратиться в жир того типа, который свойственен человеку. Это осуществляет печень, которая, кроме того, переводит всосавшийся жир в форму, пригодную для накопления в жировой ткани.

Жиры, поступающие в ткани из кишечника и из жировых депо, путем сложных превращений окисляются, являясь, таким образом, источником энергии. При окислении 1 г жира освобождается 9, 3 ккал энергии. В связи с тем, что в молекуле жира содержится относительно мало кислорода, последнего требуется для окисления жира больше, чем для окисления углеводов. Как энергетический материал жир используется при состоянии покоя и выполнении длительной малоинтенсивной физической работы. В начале напряженной мышечной деятельности окисляются углеводы. Но через некоторое время, в связи с уменьшением запасов гликогена, начинают окисляться жиры и продукты их расщепления.

Кроме того, что липиды являются важнейшими компонентами мембран, жир используется как пластический и энергетический материал, покрывает различные органы, предохраняя их от механического воздействия. Скопление жира в брюшной полости обеспечивает фиксацию внутренних органов. Подкожная жировая клетчатка, являясь плохим проводником тепла, защищает тело от излишних теплопотерь. Жир входит в состав секрета сальных желез, предохраняет кожу от высыхания и излишнего смачивания при соприкосновении с водой, является необходимым компонентом пищи. Пищевой жир содержит некоторые жизненно важные витамины. Липиды, в основе структуры которых входит система из 4 колец, называются стероидами. К стероидам относятся ряд гормонов, в частности, кортизон и различные половые гормоны.

Регуляция жирового обмена. Обмен липидов в организме регулируется центральной нервной системой. При повреждении некоторых ядер гипоталамуса жировой обмен нарушается и происходит ожирение организма или его истощение. Нервная регуляция жирового обмена осуществляется путем прямых воздействий на ткани (трофическая иннервация) или через железы внутренней секреции. В этом процессе участвуют гормоны гипофиза, щитовидной, поджелудочной и половых желез. При недостаточной функции гипофиза, щитовидной и половых желез происходит ожирение.

Обмен воды и минеральных веществ. Человеческий организм на 60% состоит из/ воды. Жировая ткань содержит 20% воды (от ее массы), кости — 25, печень — 70, скелетные мышцы — 75, кровь — 80, мозг — 85%. Для нормальной жизнедеятельности организма, который живет в условиях меняющейся среды, очень важно постоянство внутренней среды организма. Ее создают плазма крови, тканевая жидкость, лимфа, основная часть которых это вода, белки и минеральные соли. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами или источниками энергии. Но без воды не могут протекать обменные процессы. Вода — хороший растворитель. Только в жидкой среде протекают окислительно-восстановительные процессы и другие реакции обмена. Жидкость участвует в транспортировке некоторых газов, перенося их либо в растворенном состоянии, либо в виде солей. Вода входит в состав пищеварительных соков, участвует в удалении из организма продуктов обмена, среди которых содержатся и токсические вещества, а также в терморегуляции.

Обмен воды и электролитов, по существу, представляет собой единое целое, поскольку биохимические реакции протекают в водных средах, а многие коллоиды являются сильно гидратированными, т.е. соединенными физико-химическими связями с молекулами воды.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: