Социально-биологические основы физической культуры
способствует выходу углеводов из депо. Гормон поджелудочной железы инсулин
обеспечивает их депонирование. Кроме этих гормонов в регуляции углеводного
обмена участвуют гормоны коркового слоя надпочечников, щитовидной железы и
передней доли гипофиза.
В сахаре содержится 95% углеводов, меде – 76, шоколаде – 49,.
картофеле – 18, молоке – 5, печени – 4, изюме – до 65%.
Обмен жиров Жиры (липиды) – важный источник энергии в организме,
необходимая составная часть клеток. Излишки жиров могут депонироваться в
организме. 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. В организме
жиры могут синтезироваться также из белков и углеводов.
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 и пользуется, 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. Процесс замещения углеродов жирами может быть настолько
интенсивным, что 80% всей необходимой в этих условиях энергии освобождается
в результате расщепления жира.
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.
Обмен жира и липидов в организме сложен. Большую роль в этих процессах
играет печень, где осуществляется синтез жирных кислот из углеводов и
белков, образуются продукты расщепления жира – кетоновые тела, используемые
в качестве энергетического материала. Образование кетоновых тел в печени
идет особенно интенсивно при уменьшении в ней запасов гликогена.
Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. При голодании
жировые запасы служат источником углеводов.
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. Гормон поджелудочной железы – инсулин, наоборот,
усиливает образование жира из углеводов, сжигая его.
В 100 г топленого или растительного масла содержится 95 г жира,
сметаны – 24, молока – 4, свинины жирной – 37, баранины – 29, печени, почек
– 5, гороха – 3, овощей – 0,1 – 0,3 г.
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.
Без воды человек может прожить не более 7 – 10 дней, тогда как без
пищи – 30 – 40 дней. Удаляется вода вместе с мочой через почки (1700 мл),
потом через кожу (500 мл) и с воздухом, выдыхаемым через легкие (300 мл).
Отношение общего количества потребляемой жидкости к общему количеству
выделяемой жидкости называется водным 6алансом. Если количество
потребляемой воды меньше количества выделяемой, то в организме человека
могут наблюдаться различного рода расстройства его функционального
состояния, так как, входя в состав тканей, вода является одним из
структурных компонентов тела, находится в виде солевых растворов и
обусловливает тесную связь водного обмена с обменом минеральных веществ.
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.
Вода поступает в организм человека в «чистом виде» и в состав
различных продуктов, с которыми он тоже получает необходимые элементы.
Суточная потребность человека в воде составляет 2,0 – 2,5 Суточная
потребность человеческого организма в некоторых микроэлементах следующая:
калия 2,7 – 5,9 г, натрия – 4 – 5 г, кальция 0,5 г, магния – 70 – 80 мг,
железа – 10 – 15 мг, марганца – до 100 м хлора – 2 – 4 г, йода – 100 – 150
мг.
Обмен воды и электролитов в организме имеет сложную нервно-гуморальную
регуляцию. Наиболее подвержены регуляторным воздейсвиям вода и тесно
связанный с нею в метаболизме натрий. Сложнрефлекторная цепь регуляции
водно-электролитного обмена начинается с четырех рецепторов, которые
сигнализируют об изменении количества воды в организме. Во-первых, это
рецепторы слизистой рта подсыхание которой вызывает чувство жажды. Однако
это ощущение проходит при смачивании слизистой, хотя вода в организм при
этом не поступает. Поэтому данный вид жажды называется ложной жаждой. Во-
вторых, сигналы о необходимости восполнить запасы воды в организме или
прекратить ее потребление идут от барорецепторов слизистой желудка.
Раздувание желудка ведет к исчезновению чувства жажды, а спадение его
стенок – наоборот, к возникновению. Поскольку жажда, возникающая в этом
случае, связана не с изменением содержания воды в организме, а с изменением
тонуса желудочной стенки, она также ложная. Третью группу нервных
окончаний, принимающих участие в регуляции водно-электролитного обмена,
составляют осморецепторы тканей, которые сигнализируют об изменениях
осмотичесого давления в тканях. Чувство жажды при раздражении осморецепоров
– это вид жажды истинный. И наконец, четвертая группа рецепоров – волюм-
рецепторы сосудистого русла, реагирующие на изменение объема циркулирующей
в сосудистой системе крови.
В регуляции водно-солевого обмена принимают участие и дистантные
рецепторы (зрительный, слуховой), обеспечивающие условнорефлекторный
компонент регуляции. Импульсы со всех указанных групп рецепторов идут в
гипоталамус, где расположен центр водорегуляции. Отсюда поступают «команды»
на эффекторы, выводящие воду из организма.
Регулятором водно-солевого обмена являются гормоны коры надпочечников
(альдостерон) и задней доли гипофиза (антидиуретический).
В регуляции электролитного обмена играют роль и другие гормоны ' еры
надпочечников, объединяемые одним названием минералокоршикоиды. При их
недостатке нарушается обмен калия, развивается гипокалиемия (т.е. понижение
содержания калия и в организме в целом), вследствие чего возникает мышечная
адинамия и ряд других, серьезных нарушений. Обмен кальция и фосфора
регулируется паратгормоном – секретом паращитовидных желез, который
стабилиирует уровень этих элементов в организме благодаря тому, что под
воздействием кальций связывается с белками и его выведение из организма
резко тормозится. Наконец, на водно-электролитный обмен оказывает влияние и
адреналин, который, спазмируя клубочковые сосуды почек, снижает величину
фильтрационного давления и ведет к уменьшению диуреза, т.е. к уменьшению
выведения воды из организма, важна роль и вегетативных нервов, регулирующих
интенсивность потоотделения.
Минеральные вещества входят в состав скелета, в структуры белков,
гормонов, ферментов. Общее количество всех минеральных веществ в организме
составляет приблизительно 4 – 5% массы тела. Нормальная деятельность
центральной нервной системы, сердца и других органов протекает при условии
строго определенного содержания ионов минеральных веществ, за счет которых
поддерживается постоянство осмотического давления, реакция крови и тканевой
жидкости; они участвуют в процессах секреции, всасывания, выделения и т.д.
Основную часть минеральных веществ человек получает с пищей и водой.
Однако не всегда их содержание в пище достаточно. Большинству людей
приходится добавлять, например, хлористый натрий (NaCl – поваренная соль) в
пищу по 10 – 12 г в день. Хронический недостаток в пище минеральных веществ
может приводить к расстройству функций организма. Особенно чувствительны к
недостатку тех или иных солей дети и беременные женщины. Соли кальция и
фосфора необходимы для построения костей и зубов, в которых находится 70%
всего фосфора и 99% кальция, имеющихся в организме.
Нормальный рост и развитие организма зависят от поступления
достаточного количества Nа. Ионы Сl идут на образование соляной кислоты в
желудке, играющей большую роль в пищеварении. Ионы Nа и Сl участвуют в
механизмах возникновения и распространения возбуждения. В состав
гемоглобина – переносчика О2 и СО2 – входит двухвалентное железо.
Недостаток железа ведет к тяжелому заболеванию – малокровию. Йод является
важной составной частью гормон щитовидной железы – тироксина, который
принимает участие в регуляции обмена веществ, а калий имеет определяющее
значение в механизмах возникновения и распространения возбуждения, связан с
процессом костных образований. Важную физиологическую роль в организме
играют также кальций (Са), магний (Мg), медь (Сu), сера (S) цинк (Zn), бром
(Вr), фтор (Р).
Витамины и их роль в обмене веществ Эксперименты показывают, что даже
при достаточном содержании в пище белке жиров и углеводов, при оптимальном
потреблении воды и минеральных солей в организме могут развиваться
тяжелейшие расстройства и заболевания так как для нормального протекания
физиологических процессов н обходимы еще и витамины (лат. vita – жизнь).
Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных
количеств они регулируют реакции обмена веществ. Роль витаминов сходна
ролью ферментов и гормонов. Целый ряд витаминов входит в состав - различных
ферментов. При недостатке в организме витаминов развивается состояние,
называемое гиповиталинозом. Заболевание, возникающее при отсутствии того
или иного витамина, называется авитаминозом.
К настоящему времени открыто более 20 веществ, которые относят к
витаминам. Обычно их обозначают буквами латинского алфавита А, В, С, Р, Е,
К и др. К водорастворимым относятся витамины группы В, С, РР и др. Ряд
витаминов являются жирорастворимыми.
Витамин А. При авитаминозе А задерживаются процессы роста организма,
нарушается обмен веществ. Наблюдается также особое заболевание глаз,
называемое ксерофтальмией (куриная слепота).
Витамин D называют противорахитическим витамином. Недостаток его
приводит к расстройству фосфорного и кальциевого обмена. Эти минеральные
вещества теряют способность откладываться в костях и в больших количествах
удаляются из организма. Кости при этом размягчаются и искривляются.
Нарушается развитие зубов, страдает нервная система. Весь этот комплекс
расстройств характеризует на6людаемое у детей заболевание – рахит.
Витамины группы В. Недостаток или отсутствие витаминов группы В
вызывает нарушение обмена веществ, расстройство функций центральной нервной
системы. При этом наблюдается снижение сопротивляемости организма к
инфекционным болезням. Витаминами бодрости, повышенной работоспособности и
крепких нервов называют витамины группы В. Суточная норма витамина В для
взрослого 2 – ; 6 мг, при систематической спортивной деятельности эта норма
должна ' увеличиваться в 3 – 5 раз.
Витамин С называют противоцинготным. При недостатке его в пище (а
больше всего его содержится в свежих фруктах и овощах) развивается
специфическое заболевание – цинга, при которой кровоточит десны, а зубы
расшатываются и выпадают, Развиваются физическая слабость, быстрая
утомляемость, нервозность. Появляются одышка, различные кровоизлияния,
наступает резкое похудание. В тяжелых случаях может наступить смерть.
Витамины влияют на обмен веществ, свертываемость крови, рост и
развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям. Особенно
важна их роль в питании молодого организма и тех взрослых, чья деятельность
связана с большими физическими нагрузками не производстве, в спорте.
Повышенная потребность в витаминах может быть связана с особыми условиями
среды обитания (высокая или низкая температура, разреженный воздух).
Например, суточная потребность витамина С для взрослых составляет в
среднем 50 – 100 мг, для детей 35 – 50 мг, для тренирующихся спортсменов до
200 мг и более (им в целях повышения работоспособности даже рекомендуется
принимать этот витамин на старте, а марафонцам – на дистанции). Витаминная
недостаточность, как правило, сказывается в ранний весенний период, когда
сразу после зимы организм ослаблен, а в пище мало витаминов и других
биологически активных компонентов в связи с ограничением в рационе свежих
овощей и фруктов.
Кроме описанных здесь витаминов большое значение для жизнедеятельности
организма имеют фолиевая кислота, биотин, холин, витамин Е (фактор
размножения) и витамин К. Все они достаточно широко распространены в
природе и при нормальном питании потребность в них полностью
удовлетворяется.
Если еще учесть, что многие витамины организм использует для
построения ферментов, участвующих в обмене веществ, то переоценить роль
витаминизации в обеспечении жизнедеятельности организма невозможно, тем
более при активной мышечной деятельности.
Обмен энергии Обмен веществ и энергии – это взаимосвязанные процессы,
разделение которых связано лишь с удобством изучения. Ни один из этих
процессов в отдельности не существует. При окислении энергия химических
связей, содержащаяся в питательных веществах, освобождается и используется
организмом. 3и счет перехода одних видов энергии в другие и поддерживаются
все жизненные функции организма. При этом общее количество энергии не
изменяется. Соотношение между количеством энергии, поступающей с пищей, и
величиной энергетических затрат называется энергетическим балансом.
Сказанное можно проиллюстрировать на примере деятельности сердца.
Сердце совершает огромную работу. Каждый час оно выбрасывает в аорту около
300 л крови. Эта работа совершается за счет сокращения сердечной мышцы, в
которой при этом протекают интенсивные окислительные процессы. Благодаря
освобождающейся энергии обеспечивается механическое сокращение мышц, и в
конечном счете вся энергия переходит в тепловую, которая рассеивается в
организме и от дается им в окружающее пространство. Аналогичные процессы
идут в каждом органе человеческого тела. И в каждом случае в конечном
итоге химическая, электрическая, механическая и другие виды энергии
трансформируются в тепловую и рассеиваются во внешнюю среду: Количество
энергии, расходуемое на выполнение физической работы определяют как
коэффициент полезного действия (кпд). Его средняя величина – 20 – 25%, у
спортсменов КПД выше. Установлено, что 1 белка при окислении выделяет 4,1
ккал, 1 г жира – 9,3, а 1 г углеводов – 4,1 ккал. Зная содержание белков,
жиров и углеводов в пищевых продуктах, можно установить их калорийность,
или энергетическую стоимость.
Мышечная деятельность, активный двигательный режим, физические
упражнения и спорт связаны со значительным расходом энергии. В некоторых
случаях он может достигать 5 000 ккал, а в дни интенсивных и объемных
тренировок у спортсменов и того более. Такое увеличение энергозатрат
необходимо учитывать при составлении пищевого рациона. Когда в пище
присутствует большое количество белка, значительно удлиняется процесс ее,
переваривания (от двух до четырех часов). За один раз целесообразно
принимать до 70 г белка, так как излишки его начинают преобразовываться в
жир. А представители некоторых видов спорта (например, гимнасты,
бодибилдеры и др.) всячески избегают накопления лишнего жира и предпочитают
энергию получать из растительной пищи (например, фруктовая пища связана с
образованием быстрых углеводов).
Питательные вещества можно замещать, учитывая их калорическую
ценность. Действительно, с энергетической точки зрения 1 г углевода
эквивалентен
(изодинамичен) 1 г белка, так как у них одинаковый калорический
коэффициент (4,,1 ккал), а 1 г белка или углевода эквивалентен 0,44 г жира
(калорический коэффициент жира 9,3 ккал). Отсюда следует, что человек,
суточный расход энергии которого 3 000 ккал, может полностью удовлетворить
энергетические нужды организма, потребляя в сутки 732 г углеводов. Но для
организма важна не только общая калорийность пищи. Если человек достаточно
долго потребляет только жиры или белки, или углеводы, в его организме
возникают глубокие изменения в обмене веществ. При этом нарушаются
пластические процессы в протоплазме клеток, наблюдается сдвиг азотистого
равновесия, образуются и накапливаются токсические продукты.
Для нормальной жизнедеятельности организма получать оптимальное
количество полноценных белков, жиров, минеральных солей и витаминов,
которые содержатся в различных пищевых продуктах. Качество пищевых
продуктов определяется и их физиологической ценностью. Наиболее ценными
продуктами являются молоко, масло, творог, яйца, мясо, рыба, зерновые,
фрукты, овощи, сахар.
Люди разных профессий затрачивают при своей деятельности разное
количество энергии. Например, занимающийся ителлектуальным трудом в день
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|