Социально-биологические основы физической культуры

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

тратит менее 3000 больших калорий. Человек, занимающийся тяжелым физическим

трудом, за день затрачивает в 2 раза больше энергии.

Многочисленные исследования показали, что мужчине среднего возраста,

занимающемуся и умственным, и физическим трудом в те- чение 8 – 10 ч,

необходимо потреблять в день 118 г белков, 56 г жиров, 500 г углеводов. В

пересчете это составляет около 3 000 ккал. Для детей, людей пожилого

возраста, для лиц занимающихся тяжелым физическим трудом, требуются

индивидуальные, научно обоснованные нормы питания. Пищевой рацион

составляется с учетом пола, возраста человека и характера его деятельности.

Большое значение имеет режим питания. В зависимости от возраста, рода

работы и других критериев устанавливается 3 – 6-разовое питание в сутки с

определенным процентным содержанием пищи на каждый прием.

Таким образом, чтобы сохранять энергетический баланс, поддерживать

нормальную массу тела, обеспечивать высокую работоспособность и

профилактику различного рода патологических явлений в организме, необходимо

при полноценном питании увеличить расход энергии за счет повышения

двигательной активности, что существенно стимулирует обменные процессы.

Важнейшая физиологическая «константа» организма – то минимальное

количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя.

Эта константа называется основным обменом. Нервная система, сердце,

дыхательная мускулатура, почки, печень и другие органы непрерывно

функционируют и потребляют определенное количество энергии. Сумма этих

затрат энергии и составляет величину основного обмена.

Основной обмен человека определяют при соблюдении следующих условий:

при полном физическом и психическом покое; в положении лежа; в утренние

часы; натощак, т.е. через 14 ч после последнего приема пищи; при

температуре комфорта (20"С). Нарушение любого из этих условий приводит к

отклонению обмена веществ в сторону повышения. За 1 ч минимальные

энергетические затраты организма взрослого человека составляют в среднем 1

ккал на 1 кг массы тела.

Основной обмен является индивидуальной константой и зависит от пола,

возраста, массы и роста человека. У здорового человека он может держаться

на постоянном уровне в течение ряда лет. В детском возрасте величина

основного обмена значительно выше, чем в пожилом. Деятельное состояние

вызывает заметную интенсификацию обмена веществ. Обмен веществ при этих

условиях называется рабочим обменом. Если основной обмен взрослого человека

равен 1700 – 1800 ккал, то рабочий обмен в 2 – 3 раза выше. Таким образом,

основной обмен является исходным фоновым уровнем потребления энергии.

Резкое изменение основного обмена может быть важным диагностическим

признаком переутомления, перенапряжения и недовосстановления или

заболевания.

Регуляция о6мена веществ. Русский физиолог И.П. Павлов (1849 – 1936)

установил, что функциональное состояние нервной системы может изменять

интенсивность обменных процессов. Способность нервной системы менять

характер питания (трофики) тканей получила наименование трофической функции

нервной системы.

В дальнейшем было установлено, что вегетативная нервная система

оказывает непосредственное трофическое влияние на деятельность всех

органов. Особое значение в регуляции обмена веществ имеет отдел

промежуточного мозга – гипоталамус. Разрушение этого отдела центральной

нервной системы ведет к целому ряду нарушений жирового, углеводного и

других видов обмена. Гипоталамус регулирует деятельность важной железы

внутренней секреции – гипофиза, который контролирует работу всех других

желез внутренней секреции, а те, в свою очередь, выделяя гормоны,

осуществляют тонкую гуморальную регуляцию обмена веществ на клеточном

уровне. Различные гормоны (инсулин, адреналин, тироксин) направляют

деятельность ферментных систем, которые регулируют обменные процессы в

организме. Эта согласованная взаимосвязь осуществляется в результате

взаимодействия нервной и гуморальной (жидкостной) систем регуляции.

Для регуляции основного обмена имеют существенное значение

условнорефлекторные факторы. Например, у спортсменов основной обмен

оказывается несколько повышенным в дни тренировочных занятий и, особенно,

соревнований. Вообще же спортивная тренировка, экономизируя химические

процессы в организме, ведет к снижению основного обмена. Более ярко это

проявляется у лиц, тренирующихся к длительной, умеренной по интенсивности,

работе. Однако в ряде случаев основной обмен оказывается у спортсменов

повышенным и в дни отдыха. Это объясняется длительным (в течение нескольких

суток) повышением интенсивности обменных процессов в связи с выполненной

напряженной работой.

На основной обмен влияют многие гормоны. Например, тироксин резко

повышает основной обмен; при гипофункции щитовидной железы он снижается.

Наряду с другими факторами на величину обмена веществ и энергии

воздействуют характер питания, состав и количество принимаемой пищи.

Пищеварительные процессы повышают обмен веществ и энергии. Это называется

специфически-динамическим действием пищи. Оно продолжается в течение 5 – 6

ч после ее приема. Степень увеличения обменных процессов зависит от того,

какие вещества перевариваются и всасываются. Наиболее сильным специфически-

динамическим действием обладают белки и аминокислоты. Поступление с пищей

белков повышает обмен энергии на 10%, углеводов – на 6, жиров – на 3. При

обычном смешанном питании прием пищи увеличивает основной обмен на 150 –

200 ккал. Повышение основного обмена в связи с приемом пищи обусловлено

усилением химических процессов в тканях при ассимиляции составных частей

пищи.

Расход энергии при различных формах деятельности. Суточный расход

энергии человека включает величину основного обмена и энергию, необходимую

для выполнения профессионального труда, спортивной и других форм мышечной

деятельности. Умственный труд требует небольших энергетических затрат. При

физической же работе расход энергии может достигать очень больших величин.

Например, при ходьбе энергии расходуется на 80 – 100% больше по сравнению с

покоем, при беге – на 400% и более.

По характеру выполняемой производственной деятельности и величине

энергетических затрат взрослое население может быть разделено на 4 группы.

К первой группе относят лиц, профессии которых не связаны с физическим

трудом. Суточный расход энергии у них составляет 2000 – 3000 ккал. У

занимающихся полностью механизированным трудом расход энергии повышен до

3500 ккал. При немеханизированном уде суточный расход энергии может

достигать 4000 ккал. Очень тяжелый немеханизированный труд вызывает расход

энергии равный, 4500 – 5000 ккал. В отдельных случаях при выполнении

длительной и тяжелой работы суточный расход энергии может повышаться до

7000 – 8000 ккал. С механизацией промышленности и сельского хозяйства,

резко снизились энергетические траты у рабочих(например, при косьбе вручную

суточный расход энергии достигает в среднем 7 200 ккал, при косьбе машиной

– 3600 ккал). Спортивная деятельность сопровождается значительным

увеличением суточного расхода энергии (до 4500 – 5000 ккал). В дни

тренировок с повышенными нагрузками и соревнований в некоторых видах спорта

(лыжные гонки, бег на длинные дистанции и др.) эти величины могут быть еще

больше. При прочих равных условиях расход энергии тем больше, чем

относительно длиннее и интенсивнее выполняемая работа.

Мышечная работа необходима для нормальной жиэнедеятельности организма.

Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу,

должно составлять не менее 1200 – 1300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц

не занимающихся физическим трудом и расходующих на мышечную деятельность

меньшее количество энергии, физические упражнения особенно необходимы.

На уровень расхода энергии влияют также эмоции, возникающие во время

какой-либо деятельности. Они могут усиливать или, наоборот, снижать обмен

веществ и энергии в организме. Энергетические траты зависят не только от

величины выполняемой работы, но и от условий внешней среды, в которой

производится работа: температура и влажность воздуха, барометрическое

давление, сила ветра.

Ритм рабочих движений также влияет на расход энергии. Однако ритм

работы, вызывающий минимальный расход энергии, не всегда бывает наиболее

выгодным. Вообще об утомительности работы нельзя судить по величине

энергетических трат. Например, весьма утомительная статическая работа

требует для своего выполнения меньше энергии, чем кажущаяся более легкой

динамическая работа.

После окончания мышечной деятельности расход энергии некоторое время

остается еще повышенным по сравнению с уровнем покоя. Это обусловливается

химическими процессами в мышце, связанными с окислением молочной кислоты и

ликвидацией кислородного долга.

При выполнении человеком механической работы коэффициент, полезного

действия может достигать 20 – 25%. Вся остальная освобождаемая энергия

превращается в тепло. КПД при физической работе зависит от структуры

движений, их темпа, от количества вовлекаемых в работу мышц, от

тренированности выполняющего работу.

Изменения в системах крови, кровообращения и дыхания при интенсивной

мышечной деятельности. При регулярных занятиях физическими упражнениями,

каким-либо видом спорта в крови увеличивается количество эритроцитов и

гемоглобина, обеспечивающее рост кислородной емкости крови; возрастает

количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость

организма к простудным и инфекционным заболеваниям.

Физиологические сдвиги негативного плана (нарастание концентрации

молочной кислоты, солей и т.п.) после непосредственной мышечной

деятельности у тренированных людей легче и быстрее ликвидируются с помощью

так называемых буферных систем крови благодаря более совершенному механизму

восстановления.

Кровь в организме под воздействием работы сердца находится в

постоянном движении. Этот процесс происходит под воздействием разности

давления в артериях и венах. Артерии – кровеносные сосуды, по которым кровь

движется от сердца. Они имеют плотные упругие мышечные стенки. От сердца

отходят крупные артерии (аорта, легочная артерия), которые, удаляясь от

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5