В процессе жизнедеятельности организм непрерывно расходует энергию: на синтез различных соединений, на совершение мышечной работы, на осуществление дыхания, пищеварения, кровообращения, на поддержание температуры тела, на преодоление осмотических сил во время секреторных и выделительных процессов, на поддержание мембранных потенциалов и т. д.
В зависимости от активности организма и воздействий на него внешней среды различают три уровня энергетического обмена:
1. основной обмен,
2. обмен состоянии относительного покоя,
3. энерготраты при физической работе.
Интенсивность обменных процессов зависит от многих факторов. Поэтому для сравнения энергетических затрат у разных людей и у одного и того же человека в разное время была введена условная стандартная величина - основной обмен.
Основной обмен - это минимальные для бодрствующего организма затраты энергии, определенные в строгих стандартных условиях:
- в положении лежа, при полном мышечном и эмоциональном покое (т. к. мышечное и эмоциональное напряжение значительно повышают энерготраты);
|
|
- натощак, т.е. спустя 14-16 часов после последнего приема пищи (чтобы исключить специфическое динамическое действие пищи);
- при температуре комфорта - 18-20 градусов тепла (температура выше или ниже этих цифр может значительно изменить - увеличить или уменьшить - энерготраты);
- при исключении в течение трех суток перед исследованием приема белковой пищи.
У взрослого человека весом 70 кг основной обмен в сутки оставляет около 1700 ккал. У здоровых людей основной обмен может колебаться в пределах ±15%. У женщин он на 5% ниже, чем у мужчин. С возрастом в связи с понижением интенсивности внутриклеточных окислительных процессов основной обмен понижается. На величину основного обмена влияют уровень двигательной активности организма и особенности питания, а также гормоны щитовидной железы и гипофиза. При усилении функции щитовидной железы величина его повышается, при ослаблении понижается. Повышение обмена энергии под влиянием приема пищи зависит от ее состава и количества (специфическое динамическое действие пищи). Наиболее резкие сдвиги вызывает переваривание белковой пищи. Расход энергии при этом возрастает на 20—30%.
Спортивная тренировка, экономизируя окислительные процессы в организме, в большинстве случаев ведет к снижению основного обмена. Наиболее ярко это проявляется у спортсменов-стайеров.
Мышечная работа существенно изменяет интенсивность обмена, он может иногда увеличиваться в 20 раз по сравнению с уровнем основного обмена (ОО).
При этом увеличивается и потребление кислорода - объем утилизируемого организмом кислорода в единицу времени, который при критических мощностях может достигать своего максимума - достигая индивидуального "кислородного потолка" - т.н. максимального потребления кислорода (МПК) и характеризует мощность аэробного механизма энергообеспечения.
|
|
Потребление кислорода при физической нагрузке не отражает общего расхода энергии. При начале работы, а на нее требуется определенное количество энергии, потребление кислорода не сразу удовлетворяет эту потребность. Со временем устанавливается стационарное состояние, при котором потребность в кислороде удовлетворяется его притоком.
Разность между потребностью в кислороде и его потреблением составляет энергию, получаемую в результате анаэробного распада, и называется кислородным долгом.
После окончания работы потребление кислорода остается еще некоторое время несколько более высоким по сравнению с уровнем покоя и медленно возвращается к этому уровню. Принято говорить, что в это время происходит оплата кислородного долга.
По характеру выполняемой производственной деятельности и величине энерготрат взрослое население может быть разделено на 5 групп. К первой группе относятся лица, занимающиеся умственным трудом, не требующим мышечных напряжений. Суточный расход у них составляет в среднем 2200—3000 ккал. У лиц, выполняющих механизированную работу, расход энергии повышен до 2350— 3200 ккал. При частично механизированном труде суточный расход энергии достигает 2500—3400 ккал. Очень тяжелый, немеханизированный физический труд вызывает расход энергии равный 2900— 3990 ккал. В отдельных случаях при выполнении длительной и тяжелой работы суточный расход достигает еще больших величин.
Спортивная деятельность сопровождается значительным увеличением суточного расхода энергии — до 4500—5000 ккал.
Общие энергетические затраты организма можно точно определить по количеству тепла, выделенного организмом во внешнюю среду. Следовательно, освобождающаяся в организме энергия может быть определена и выражена в единицах тепла - калориях, а методы определения количества образовавшейся энергии в организме называются калориметрическими. В качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж): 1 ккал равна 4,19 кДж.