Организм человека, даже в состоянии покоя, расходует много энергии. В несколько раз увеличивается расход энергии во время физического и умственного труда. Организм восполняет свои силы из потребляемой разнообразной и тем самым полноценной пищи. Наука о рациональном (правильном) питании доказала, что здоровому человеку лучше всего употреблять смешанную пищу, то есть состоящую из различных продуктов животного и растительного происхождения. Чем продукты разнообразнее, тем пища полезнее. Она обеспечивает нормальную деятельность организма, высокую трудоспособность и долголетие. Растительные и животные продукты, из которых готовится пища, состоят, в основном, из различных белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды. Все они необходимы, но наибольшее значение имеют белки, минеральные вещества, витамины и вода. Их недостаток ведет к заболеванию. От того, как и чем питается человек с первых же дней своей жизни, зависит его здоровье.
Пятьдесят с лишним лет назад великий русский ученый И. П. Павлов, получая Нобелевскую премию, начал свою ответную речь следующими словами: «Недаром над Всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе», Есть ли нужда доказывать всю глубокую мудрость этих слов? Каждому известно, что неправильное питание, систематическое недоедание ведут к истощению организма, к заболеваниям.
В течение своей жизни каждый человек в большей или меньшей степени испытывает чувство голода. Даже незначительное его ощущение нарушает нормальную жизнедеятельность всего организма: появляются слабость, головная боль, рассеянность, раздражительность, портится настроение.
Следовательно, систематическое ежедневное своевременное питание — первая жизненно необходимая потребность. При этом, если пища приготовлена вкусно, подана и оформлена аппетитно, она с. удовольствием съедается, максимально усваивается организмом. Неважно много съесть, а важно съеденное максимально усвоить. И. П. Павлов в знаменитых лекциях «О работе главных пищеварительных желез», в сообщении «О взаимном отношении физиологии и медицины к вопросам пищеварения» и в других работах излагает свои взгляды на условия, необходимые для того, чтобы еда стала наслаждением. Объясняя чудесную приспособляемость пищеварительных желез к роду пищи, И. П. Павлов ставит вопрос: «Что же такое есть в пище, чего нельзя воспроизвести искусственно?» И отвечает: «Ясно, что в пище ничего особенного и быть не может, но во всем этом процессе есть нечто: это психический момент — наслаждение едой». В работах выдающегося ученого содержится много интересных высказываний о значении аппетита, вкуса, запаха и внешнего вида пищи, о режиме питания, о физиологической роли определенной очередности блюд. Все эти элементы И. П. Павлов называет «сложной гигиеной интереса к еде».
Метаболизм в состоянии покоя – это базовый уровень обмен веществ. Базовый обмен веществ важнейший фактор, влияющий на вес. Показатель базового обмена веществ определяет скорость метаболизма в состоянии покоя и определяет, какое количество энергии человек расходует ежедневно при отсутствии интенсивных физических нагрузок. В зависимости от особенностей работы тела человека его организм может расходовать до 1200 до 3100 ккал/сутки. Под состоянием покоя необходимо понимать не только отсутствие физической активности, но и поддержание стандартной температуры тела. Тем не менее, даже когда человек спит, его организм функционирует и расходует энергию. Самый энергоемкий процесс – это пищеварение. При расщеплении пищи потребляется 40% всей энергии. Процесс расщепления пищи не только потребляет, но и высвобождает необходимую энергию, которая используется для обеспечения функционирования внутренних органов: сердца, легких, почек, печени, кишечника, мышц и т.д. При избыточном накоплении калорий, которые не превращаются в энергию, происходит их накопление в организме про запас, при этом уровень метаболизма снижается, нарушая всю систему обмена.
Схема обмена веществ
Что такое БОВ?
Метаболизм в покое расходует свою энергию на поддержание жизнедеятельности организма, и с помощью вырабатываемого тепла организмом можно измерить базовый расход энергии. Значение базового обмена веществ (БОВ) является очень важным для поддержания правильного веса, поэтому этот показатель с возрастом снижается, что обусловлено сокращением мышечной массы. Тем не менее, увеличение мышечной массы не влияет на скорость БОВ. Энергия, которая затрачивается на поддержание температуры тела и его активности, влияет на БОВ в наибольшей степени.
При расчете БОВ необходимо учитывать наличие жировых отложений, которые у людей формируются по–разному. Жировой слой расходуется организмом при отсутствии другого источника энергии, за счет чего достигается похудение. Медленный метаболизм влияет на вес, поэтому его уровень необходим для похудения. На уровень базового обмена веществ влияют различные факторы: пол, мышечная масса, рост и возраст человека. Основной обмен веществ – это количество калорий, которые расходуются организмом в состоянии неактивности и обеспечивают жизнедеятельность организма в частности внутренних органов и поддержания стабильной температуры. То есть, это базовый уровень, который сжигается организмом, когда он бездействует (например, сидит на диване).
Многие люди говорят о метаболизме как о мышце или органе, который они могут каким-то образом контролировать. В действительности метаболизм - это ряд химических процессов, которые превращают калории из еды в энергию для поддержания жизни, и происходит это в каждой клетке вашего тела.
Ваша скорость обмена веществ в покое, или базальный метаболизм, определяется тем, как много калорий сжигает организм, пока вы ничего не делаете.
Человеческому организму для поддержания собственной жизни требуется энергия в покое - для дыхания, кровообращения и переваривания пищи. У разных видов ткани разные потребности, и для функционирования им требуется разное количество калорий. На жизненно важные органы - мозг, печень, почки и сердце - приходится около половины выработанной энергии. А на жировую ткань, пищеварительную систему и мускулатуру - всё остальное.
2. Больше всего калорий вы сжигаете в состоянии покоя
Ваш организм сжигает калории:
- в состоянии покоя (базальный метаболизм) - полученная энергия используется для функционирования организма;
- в процессе усвоения пищи (известный термический эффект);
- при физической активности.
Согласно исследованиям , большую часть калорий за день вы сжигаете в состоянии покоя при метаболических процессах. На физическую активность, по сравнению с базальным метаболизмом, приходится небольшая часть расхода энергии - от 10 до 30% (если вы не занимаетесь спортом профессионально или ваша работа не требует тяжёлого физического труда). На переваривание пищи тратится порядка 10% энергии.
В среднем на базальный обмен веществ приходится от 60 до 80% от общего расхода энергии. Конечно, это ещё не всё, но в сочетании с затратами энергии на переработку пищи получается практически 100%. Поэтому нет ничего удивительного в том, что физические упражнения приводят к статистически значимым, но небольшим изменениям веса.
Алексей Кравиц, нейробиолог в Национальном институте здоровья
3. Скорость обмена веществ может сильно отличаться у разных людей, и исследователи не понимают почему
Это правда: скорость метаболизма у двух людей одного роста и одной комплекции может очень сильно различаться. Пока один может есть что угодно в огромных количествах и его вес никак не изменится, другому приходится тщательно подсчитывать калории, чтобы не набрать лишних килограммов. Но почему так происходит, сказать наверняка не может ни один учёный: механизм управления метаболизмом не изучен до конца.
Thomas Kelley / Unsplash.comОднако исследователи обнаружили показатели, которые влияют на скорость обмена веществ: количество мышечной и жировой ткани в организме, возраст и генетика (хотя тоже не совсем понятно, почему в некоторых семьях более высокая или более низкая скорость метаболизма).
Пол также имеет значение: женщины любого возраста и комплекции сжигают меньше калорий, чем мужчины с теми же параметрами.
Легко и точно измерить скорость обмена веществ не получится. Существуют специальные доступные тесты, но вряд ли они гарантируют безукоризненный результат. Для точного измерения необходимо дорогостоящее оборудование, например метаболические камеры.
Чтобы примерно рассчитать скорость метаболизма, можете воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов (например, этим). Так вы узнаете, сколько калорий в день вам необходимо потреблять, чтобы вес оставался неизменным.
4. С возрастом обмен веществ замедляется
Это происходит постепенно и с каждым, даже если соотношение мышечной и жировой ткани остаётся прежним. Когда вам будет 60, вы будете сжигать меньше калорий в состоянии покоя, чем в 20 лет. Исследователи отмечают, что постепенное замедление метаболизма начинается в возрасте 18 лет. Но почему потребность в энергии с возрастом снижается, даже если все остальные показатели остаются прежними? Учёные не могут ответить на этот вопрос.
5. Вы не можете значительно ускорить метаболизм для потери веса
Все постоянно говорят о том, как можно ускорить метаболизм, чтобы похудеть: заниматься спортом и наращивать мышечную массу, есть определённые продукты, принимать добавки. Но на самом деле это очень сложно сделать.
Некоторые продукты действительно могут , например кофе, перец чили, острые специи. Но изменение будет настолько незначительным и кратковременным, что не окажет никакого влияния на вашу талию.
Наращивание мышечной массы - более действенный вариант. Чем больше мышц и меньше жира, тем выше скорость обмена веществ. Всё потому, что мышцам требуется больше энергии в состоянии покоя, чем жировой ткани.
Если вы сможете набрать мышечную массу и уменьшить жировые отложения с помощью упражнений, то метаболизм ускорится и вы будете быстрее сжигать калории.
Но это только половина дела. Вам придётся преодолеть естественное желание съесть больше, которое появляется вместе с ускорившимся обменом веществ. Многие люди поддаются чувству голода, которое появляется после тяжёлых тренировок, и в результате наращивают не только мышцы, но и жир. Кроме того, многим сложно даются тренировки, необходимые для поддержания набранной мышечной массы.
Scott Webb / Unsplash.com
Глупо полагать, что вы можете всецело управлять своим метаболизмом. Если вы и способны влиять на него, то в скромных масштабах. И для этого потребуется и упорство.
Ускорить метаболизм непросто, а вот замедлить его намного легче - программами для быстрой потери веса. Диеты оказывают самое сильное влияние на метаболизм, но, к сожалению, не такое, как нам хотелось бы.
В течение многих лет учёные исследовали феномен под названием метаболическая адаптация, или адаптивный термогенез. Когда люди теряют вес, их базальная скорость обмена веществ замедляется, причём довольно значительно. Понятно, что метаболизм должен немного замедлиться, так как похудение включает в себя потерю мышечной массы, тело становится меньше, ему не требуется так много энергии, как раньше. Но исследователи обнаружили, что скорость обмена веществ замедляется в значительно большей степени и этот эффект связан не только с изменением комплекции тела.
В последнем исследовании на эту тему, результаты которого были опубликованы в журнале Obesity , учёные из Национального института здоровья обследовали участников реалити-шоу The Biggest Loser. К финалу шоу все участники скинули много килограммов, поэтому идеально подходили для исследования того, что происходит с организмом при значительной потере веса за короткий промежуток времени.
Учёные изучили ряд показателей - массу тела, жир, метаболизм, гормоны - в конце 30-недельного конкурса в 2009 году и через шесть лет, в 2015-м. Хотя все участники сильно похудели к финалу шоу с помощью физических упражнений и диет, спустя шесть лет их объёмы в значительной степени восстановились. Из 14 участников шоу у 13 человек вес вернулся обратно, при этом четверо конкурсантов стали весить даже больше, чем до участия в шоу.
В течение исследуемого периода метаболизм у участников сильно замедлился. Их организм в среднем сжигал на 500 ккал меньше каждый день, чем можно было бы ожидать, учитывая их вес. Этот эффект наблюдался даже спустя шесть лет, несмотря на тот факт, что большинство участников постепенно набрали потерянные килограммы.
Сандра Амодт (Sandra Aamodt), нейробиолог и автор книги «Почему диеты обычно не работают», объясняет это особой защитной реакцией организма, поддерживающего вес в определённом привычном диапазоне.
После того как вы набираете вес и удерживаете его в течение продолжительного периода времени, организм привыкает к своему новому размеру. Когда вес падает, небольшие изменения на уровне гормонов в мозге замедляют метаболизм. В это же время увеличивается чувство голода и уменьшается ощущение сытости от пищи - складывается впечатление, что организм всеми силами пытается вернуться обратно к ставшему привычным весу.
При исследовании участников шоу The Biggest Loser учёные обнаружили, что у каждого из них понизилась концентрация гормона лептина. Лептин - один из основных гормонов, регулирующих чувство голода в организме. К финалу конкурса The Biggest Loser участники почти полностью опустошили свои запасы лептина и постоянно испытывали чувство голода. За шесть лет их запасы лептина восстановились, но только до 60% от первоначального уровня, который был до участия в шоу.
Большинство людей не представляют, насколько сильными могут оказаться метаболические изменения после потери веса. При увеличении массы и при похудении организм не ведёт себя одинаково. Он гораздо сильнее борется, чтобы удержать снижение веса, нежели остановить увеличение.
Но не всегда похудение приводит к замедлению метаболизма. Например, при хирургических операциях для изменения веса уровень лептина не меняется, как и скорость метаболизма.
Более того, исследование с участниками шоу The Biggest Loser достаточно нестандартное, поэтому не факт, что с подобным эффектом столкнётся большинство других людей. Ведь в исследовании принимали участие только 14 человек, которые теряли вес исключительно с помощью быстрых диет и физических упражнений. Такого эффекта замедления метаболизма не наблюдается при постепенном похудении.
7. Учёные не могут в полной мере объяснить, почему метаболизм замедляется
На этот счёт есть несколько теорий. Одна из наиболее достоверных объясняется ходом эволюции. На протяжении тысячелетий люди эволюционировали в среде, где должны были справляться с частыми периодами недоедания. Поэтому можно предположить, что в ДНК сохранилось много генов, которые способствуют преобразованию лишних калорий в жир. Эта способность помогала человеку выживать в периоды нехватки пищи и размножаться.
Продолжая мысль, можно сказать, что неспособность избавиться от веса сегодня обусловлена защитной реакцией организма, даже несмотря на то, что нехватка еды в нашем обществе стала редкостью.
Но не все учёные согласны с этой теорией экономного гена.
Если бы экономные гены обеспечивали сильное селективное преимущество, позволяя выживать в голод (голодные периоды на протяжении истории случались часто), то экономные гены распространились бы и закрепились во всей популяции. Это значит, что сегодня у всех нас должны быть экономные гены, и тогда современное общество состояло бы исключительно из полных людей. Но даже в обществах, которые больше всего подвержены ожирению, как, например, в США, всегда сохраняется определённое количество людей, в среднем около 20% населения, которые остаются неизменно худыми. И если голод - это обязательное условие для распространения экономных генов, логично спросить, как получилось так, что такому большому количеству людей удалось избежать их наследования.
Джон Спикман (John Speakman), эпигенетик
Учёные также пытаются лучше понять метаболический синдром - так называется комплекс нарушений обмена веществ, включающий повышенные кровяное давление и уровень сахара в крови, большой объём талии и отклоняющийся от нормы уровень холестерина и триглицеридов. Когда у людей наблюдаются такие проблемы со здоровьем, они больше подвержены риску хронических заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и диабета. Но опять же неясно, как действует метаболический синдром и почему одни люди подвержены ему больше, чем другие.
8. Замедленный метаболизм не означает, что вы не сможете сбросить вес
Потеря веса возможна при замедленном метаболизме. В среднем 15% людей с замедленным обменом веществ в клинике Майо сбрасывают до 10% собственного веса и удерживают новый.
Любой человек, желающий похудеть, сможет добиться этой цели, изменив образ жизни. Также важно вносить в него коррективы, которые позволят держать болезнь - ожирение - под контролем.
Carissa Gan / Unsplash.com
В Национальном реестре контроля веса в США исследуются привычки и поведение взрослых людей, которые сбросили по меньшей мере 15 килограммов и смогли удержать этот вес в течение года. В реестр в настоящее время включено более 10 000 участников, которые регулярно проходят ежегодные опросы о том, как им удаётся поддерживать нормальный вес.
Этих людей объединяет несколько общих привычек:
- они взвешиваются минимум один раз в неделю;
- регулярно выполняют физические упражнения и много ходят пешком;
- ограничивают потребление калорий, избегают еды с высоким содержанием жиров;
- следят за ;
- завтракают каждый день.
Но все едят совершенно разную пищу, по-разному планируют свой рацион. Поэтому нельзя наверняка сказать, какая диета самая действенная. Главное - следить за калориями.
Кроме того, все люди, которым удалось похудеть, серьёзно изменили свой образ жизни, внимательнее относились к питанию и делали физические упражнения. Конечно, многие бы предпочли думать, что проблемы с весом возникают у них из-за медленного метаболизма или любого другого биологического расстройства, а не потому, что они ленивые и любят поесть. Наука подтверждает: если вы действительно хотите похудеть и готовы прикладывать усилия, у вас всё получится.
Несколько слов об этой статье:
Во-первых, как и говорил в паблике - данная статья переведена с другого языка (пускай и, в принципе, близкого русскому, но все равно перевод - это достаточно сложная работа). Забавно то, что после того, как все перевел - нашел в интернете небольшую часть этой, уже переведенной на русский язык, статьи. Жаль потраченного времени. Ну да ладно..Во-вторых, это статья о биохимии! Отсюда надо сделать вывод, что она будет тяжелой для восприятия, и как тут ни старайся ее упростить - все равно объяснить все на пальцах невозможно, поэтому подавляющее большинство описанных механизмов объяснять простым языком не стал, чтобы не запутывать читающих еще больше. Если внимательно и вдумчиво читать, то во всем можно будет разобраться. Ну и в-третьих, в статье присутствует достаточное количество терминов (некоторые вкратце объясняются в скобках, некоторые - нет. т.к. двумя-тремя словами их не объяснить, а если их начинать расписывать, то статья может стать слишком большой и абсолютно непонятной). Поэтому, я бы советовал использовать интернет-поисковики для тех слов, значения которых вам неизвестно.
Возможен вопрос типа: "Зачем выкладывать такие сложные статьи, если в них трудно разобраться?" Такие статьи нужны для того, чтобы понимать какие процессы в организме протекают в тот или иной промежуток времени. Считаю, что только после знания подобного рода материала можно начинать создавать для себя методические системы по тренингу. Если же этого не знать, то многие из способов изменить тело будут наверняка из разряда "ткнуть пальцем в небо", т.е. они понятно на чем основанные. Это лишь мое мнение.
И еще просьба: если в статье есть что-то, на ваш взгляд, неверное, или какая-то неточность, то прошу об этом написать в комментариях (или мне в Л.С.).
Поехали..
Организм человека, а уж тем более спортсмена, никогда не работает в "линейном" (неизменном) режиме. Очень часто тренировочный процесс может заставить его перейти на предельно возможные для него "обороты". Для того, чтобы выдержать нагрузку, организм начинает оптимизировать свою работу под данный тип стресса. Если рассматривать именно силовой тренинг (бодибилдинг, пауэрлифтинг, тяжелая атлетика и пр.), то первым, кто подает сигнал в теле человека о необходимых временных перестройках (адаптация) являются наши мышцы.Мышечная деятельность вызывает изменения не только в работающем волокне, но и приводит к биохимическим изменениям во всем организме. Усилению мышечного энергетического обмена предшествует значительное повышение активности нервной и гуморальной систем.
В предстартовом состоянии активизируется действие гипофиза, коры надпочечников, поджелудочной железы. Совместное действие адреналина и симпатической нервной системы приводит к: повышению ЧСС, увеличению объема циркулирующей крови, образованию в мышцах и проникновению в кровь метаболитов энергетического обмена (СО2, СН3-СН (ОН)-СООН, АМФ). Происходит перераспределение ионов калия, что приводит к расширению кровеносных сосудов мышц, сужению сосудов внутренних органов. Вышеуказанные факторы приводят к перераспределению общего кровотока организма, улучшая доставку кислорода к работающим мышцам.
Поскольку внутриклеточных запасов макроэргов хватает на непродолжительное время, то в предстартовом состоянии происходит мобилизация энергетических ресурсов организма. Под действием адреналина (гормон надпочечников) и глюкагона (гормон поджелудочной железы) усиливается распад гликогена печени до глюкозы, которая током крови переносится к работающим мышцам. Внутримышечный и печеночный гликоген - субстрат для ресинтеза АТФ в креатинфосфатных и гликолитических процессах.
С увеличением продолжительности работы (стадия аэробного ресинтеза АТФ), основную роль в энергообеспечении мышечного сокращения начинают играть продукты распада жиров (жирные кислоты и кетоновые тела). Липолиз (процесс расщепления жиров) активируется адреналином и соматотропином (он же "гормон роста"). В это же время усиливается печеночный «захват» и окисление липидов крови. В результате печень выбрасывает в кровяное русло значительные количества кетоновых тел, которые доокисляются до углекислого газа и воды в работающих мышцах. Процессы окисления липидов и углеводов протекают параллельно, а от количества последних зависит функциональная активность головного мозга и сердца. Поэтому, в период аэробного ресинтеза АТФ протекают процессы глюконеогенеза - синтез углеводов из веществ углеводородной природы. Регулирует этот процесс гормон надпочечников - кортизол. Основным субстратом глюконеогенеза являются аминокислоты. В незначительных количествах образования гликогена происходит и из жирных кислот (печень).Переходя из состояния покоя к активной мышечной работе, потребность в кислороде значительно возрастает, поскольку последний является конечным акцептором электронов и протонов водорода системы дыхательной цепи митохондрий в клетках, обеспечивая процессы аэробного ресинтеза АТФ.
На качество кислородного обеспечения работающих мышц влияет «закисление» крови метаболитами процессов биологического окисления (молочная кислота, углекислый газ). Последние воздействуют на хеморецепторы стенок кровеносных сосудов, которые передают сигналы в ЦНС, усиливая активность дыхательного центра продолговатого мозга (участок перехода головного мозга в спинной).
Кислород из воздуха распространяется в кровь через стенки легочных альвеол (см. рисунок) и кровеносных капилляров вследствие разности его парциальных давлений:
1) Парциальное давление в альвеолярном воздухе - 100-105 мм. рт. ст
2) Парциальное давление в крови в состоянии покоя - 70-80 мм. рт. ст
3) Парциальное давление в крови при активной работе - 40-50 мм. рт. стТолько небольшой процент кислорода, поступающего в кровь, растворяется в плазме (0.3 мл на 100 мл крови). Основная часть связывается в эритроцитах гемоглобином:
Hb + O2 -> HbO2
Гемоглобин - белковая мультимолекула, состоящая из четырех вполне самостоятельных субъединиц. Каждая субъединица связана с гемом (гем - железосодержащая простетическая группа).Присоединение кислорода к железосодержащей группе гемоглобина объясняют понятием родства. Родство к кислороду в различных белках различно и зависит от структуры белковой молекулы.
Молекула гемоглобина может присоединять 4 молекулы кислорода. На способность гемоглобина связывать кислород влияют следующие факторы: температура крови (чем она ниже, тем лучше связывается кислород, а ее повышение способствует распаду окси-гемоглобина); щелочная реакция крови.
После присоединения первых молекул кислорода, кислородная родство гемоглобина повышается в результате конформационных изменений полипептидных цепей глобина.
Обогащенная в легких кислородом кровь поступает в большой круг кровообращения (сердце в состоянии покоя перекачивает ежеминутно 5-6 литров крови, транспортируя при этом 250 - 300 мл О2). Во время же интенсивной работы за одну минуту скорость перекачки возрастает до 30-40 литров, а количество кислорода, что переносится кровью, составляет 5-6 литров.Попадая в работающие мышцы (благодаря наличию высоких концентраций СО2 и повышенной температуре) происходит ускоренный распад оксигемоглобина:
H-Hb-O2 -> H-Hb + O2
Поскольку давление углекислого газа в ткани больше, чем в крови, то освобожденный от кислорода гемоглобин обратимо связывает СО2, образуя карбаминогемоглобин:
H-Hb + СО2 -> H-Hb-CO2
который распадается в легких до углекислого газа и протонов водорода:H-Hb-CO2 -> H + + Hb-+ CO2
Протоны водорода нейтрализуются отрицательно заряженными молекулами гемоглобина, а углекислый газ выводится в окружающую среду:H + + Hb -> H-Hb
Несмотря на определенную активацию биохимических процессов и функциональных систем в предстартовом состоянии, при переходе из состояния покоя к интенсивной работе наблюдается определенный дисбаланс между потребностью в кислороде и его доставкой. Количество кислорода, которое необходимо для удовлетворения организма при выполнении мышечной работы, называется кислородным спросом организма. Однако, повышенная потребность кислорода какое-то время не может быть удовлетворена, потому необходимо некоторое время, чтобы усилить деятельность систем дыхания и кровообращения. Поэтому, начало любой интенсивной работы происходит в условиях недостаточного количества кислорода - кислородного дефицита.Если работа осуществляется с максимальной мощностью за короткий промежуток времени, то потребность в кислороде так велика, что не может быть удовлетворена даже максимально возможным поглощением кислорода. Например, при беге на 100 м, организм снабжается кислородом на 5-10%, а 90-95% кислорода поступает после финиша. Избыток потребленного кислорода после выполненной работы называется кислородным долгом.
Первая часть кислорода, которая идет на ресинтез креатинфосфата (распавшегося при работе), получила название алактатного кислородного долга; вторая же часть кислорода, идущего на устранение молочной кислоты и ресинтез гликогена, называется лактатным кислородным долгом.
Рисунок. Кислородный приход, кислородный дефицит и кислородный долг при длительной работе разной мощности. А - при легкой, Б - при тяжелой, и В - при истощающей работе; I - период врабатывания; II - устойчивое (А, Б) и ложное устойчивое (В) состояние во время работы; III - восстановительный период после выполнения упражнения; 1 - алактатный, 2 - гликолитический компоненты кислородного долга (по Волкову Н. И., 1986).Алактатный кислородный долг компенсируется относительно быстро (30 сек. - 1 мин.). Характеризует вклад креатинфосфата в энергетическое обеспечение мышечной деятельности.
Лактатный кислородный долг полностью компенсируется за 1.5-2 часа по окончании работы. Указывает долю гликолитических процессов в энергообеспечении. При длительной интенсивной работе в образовании лактатного кислородного долга присутствует значительная доля других процессов.
Выполнение интенсивной мышечной работы невозможно без интенсификации обменных процессов в нервной ткани и тканях сердечной мышцы. Лучшее энергообеспечение сердечной мышцы обусловливается рядом биохимических и анатомо-физиологических особенностей:
1. Сердечная мышца пронизана чрезвычайно большим количеством кровеносных капиляров по которым течет кровь с большой концентрацией кислорода.
2. Наиболее активными являются ферменты аэробного окисления.
3. В состоянии покоя в качестве энергетических субстратов используются жирные кислоты, кетоновые тела, глюкоза. При напряженной мышечной работе основным энергетическим субстратом является молочная кислота.Интенсификация обменных процессов нервной ткани выражается в следующем:
1. Увеличивается потребление глюкозы и кислорода в крови.
2. Повышается скорость восстановления гликогена и фосфолипидов.
3. Усиливается распад белков и образование аммиака.
4. Снижается общее количество запасов макроэргических фосфатов.
Поскольку биохимические изменения происходят в живых тканях, то непосредственно их наблюдать и изучать довольно проблематично. Поэтому, зная основные закономерности протекания обменных процессов, основные выводы об их течении делают на основе результатов анализа крови, мочи, выдыхаемого воздуха. Так, например, вклад креатинфосфатной реакции в энергетическое обеспечение мышц оценивается концентрацией продуктов распада (креатина и креатинина) в крови. Наиболее точным показателем интенсивности и емкости аэробных механизмов энергообеспечения является количество потребленного кислорода. Уровень развития гликолитических процессов оценивают по содержанию молочной кислоты в крови как во время работы, так и в первые минуты отдыха. Изменение показателей кислотного равновесия позволяет сделать вывод о способности организма противостоять кислым метаболитам анаэробного обмена.Изменение скорости метаболических процессов при мышечной деятельности зависит от:
- Общего количества мышц, которые участвуют в работе;
- Режима работы мышц (статический или динамический);
- Интенсивности и продолжительности работы;
- Количества повторов и пауз отдыха между упражнениями.В зависимости от количества мышц, участвующих в работе, последняя делится на локальную (в исполнении участвуют менее 1/4 всех мышц), региональную и глобальную (участвуют более 3/4 мышц).
Локальная работа (шахматы, стрельба) - вызывает изменения в работающей мышце, не вызывая биохимических изменений в организме в целом.
Глобальная работа (ходьба, бег, плавание, лыжные гонки, хоккей и др..) - вызывает большие биохимические изменения во всех органах и тканях организма, наиболее сильно активизирует деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В энергообеспечении работающих мышц чрезвычайно велик процент аэробных реакций.
Статический режим мышечного сокращения приводит к пережиму капиляров, а значит к худшему обеспечения кислородом и энергетическими субстратами работающие мышцы. В качестве энергетического обеспечения деятельности выступают анаэробные процессы. Отдыхом после выполнения статической работы должна быть динамическая низкоинтенсивная работы.
Динамический режим работы гораздо лучше обеспечивает кислородом работающие мышцы, потому попеременное сокращение мышц действует как своеобразный насос, проталкивая кровь сквозь капилляры.Зависимость биохимических процессов от мощности выполняемой работы и ее длительности выражается в следующем:
- Чем выше мощность (высокая скорость распада АТФ), тем выше доля анаэробного ресинтеза АТФ;
- Мощность (интенсивность), при которой достигается наивысшая степень гликолитических процессов энергообеспечения, называется мощностью истощения.Максимально возможная мощность определяется как максимальная анаэробная мощность. Мощность работы обратно пропорционально связана с продолжительностью работы: чем выше мощность, тем быстрее происходят биохимические изменения, приводящие к возникновению усталости.
Из всего сказанного можно сделать несколько простых выводов:
1) Во время тренировочного процесса идет интенсивный расход различных ресурсов (кислород, жирные кислоты, кетоны, белки, гормоны и многое другое). Именно поэтому организм спортсмена постоянно нуждается в обеспечении себя полезными веществами (питание, витамины, пищевые добавки). Без подобной поддержки велика вероятность причинить вред здоровью.
2) При переходе в "боевой" режим телу человека требуется некоторое время, чтобы адаптироваться к нагрузке. Именно поэтому не стоит с первой минуты тренировки предельно себя нагружать - организм просто к этому не готов.
3) По окончании тренировки тоже нужно помнить, что опять же требуется время, чтобы тело из возбужденного состояния перешло в спокойное. Хорошим вариантом для решения данного вопроса является заминка (снижение тренировочной интенсивности).
4) У организма человека есть свои пределы (ЧСС, давление, количество полезных веществ в крови, скорость синтеза веществ). Исходя из этого нужно подбирать оптимальный под себя тренинг по интенсивности и продолжительности, т.е. найти ту середину, при которой можно получить максимум положительного и мимимум отрицательного.
5) Должна использоваться как статика, так и динамика!
6) Не все так сложно, как сперва кажется..На этом и закончим.
P.S. Касательно усталости - есть еще одна статья (о которой тоже вчера писал в паблике - "Биохимические изменения при усталости и в период отдыха". Она в два раза короче и в 3 раза проще этой, но не знаю стоит ли ее здесь выкладывать. Просто суть ее в том, что она подытоживает выложенную здесь статью о суперкомпенсации и о "токсинах усталости". Для коллекции (полноты всей картины) могу ее тоже представить. Пишите в комментариях - нужно или нет.
В Метаболизм ни при чем
Вы, наверное, читали или слышали, что после отметки «40 лет» люди неизбежно начинают набирать вес, а виноват в этом метаболизм, или обмен веществ. Он с возрастом замедляется, и мы толстеем. Так вот, слушайте последние новости из мира науки.
Во второй половине жизни метаболизм действительно замедляется, но темпы этого замедления совсем небольшие. Некоторые исследователи даже говорят — минимальные! Если вы не страдаете серьезным расстройством обмена веществ, то не он виноват в том, что вы поправились.
У метаболизма есть разные фазы
Метаболизм в состоянии покоя — это то, сколько энергии наш организм расходует, когда мы лежим на диване утром в воскресенье. Он зависит от комбинации постоянных факторов, например, роста, пола, наследственности, и тут ничего особо изменить не получится.
Кроме того, есть еще три фазы метаболизма, и все активные. Именно про них обычно говорят, что какие-то продукты или виды движения могут «замедлить» или «ускорить» ваш метаболизм.
Первая фаза — это обмен веществ во время еды. Оказывается, пока мы жуем, глотаем и перевариваем, мы тоже сжигаем небольшое количество калорий (примерно 10% суточной нормы). Это называется «термический эффект пищи». Этот процесс можно ускорить (совсем чуть-чуть), если пить стимулирующие напитки (например, зеленый чай или кофе) или есть много белка, заедая перцем чили. Однако не надейтесь таким образом сбросить килограммы — опытным путем доказано, что речь идет, скорее, о граммах. Продукты, ускоряющие метаболизм, делают это совсем незначительно.
Лучше сразу перейти ко второй фазе активного сжигания калорий — движению!
Любые движения — поднимаетесь ли вы по лестнице, нервно бродите туда-сюда по офису или в поте лица занимаетесь спортом, заставляют вас расходовать энергию. Это вторая фаза — метаболизм во время физических нагрузок.
После него наступает третья фаза: мы находимся в покое, а калории все равно «сгорают»
. То есть, с точки зрения потери веса, лежать на диване после тренировки более эффективно, чем до. Это называется «кислородный долг» — нагрузка уже закончилась, а кислород в организме по инерции продолжает сжигаться повышенными темпами.
Так вот, если вы хотите сбросить вес, значение имеют только две последние фазы.
При этом характер нагрузок тоже важен. Например, многие думают, что силовые тренировки — штанга, гири, гантели и все в таком духе — позволяют сжигать килограммы более эффективно, но исследования это не подтверждают. Дело в том, что разные органы и части нашего тела сжигают разное количество калорий, и мускулы тут совсем не на первом месте. Мозг, например, потребляет больше калорий, чем бицепсы.
Вот что рассказывает Клод Бушар, профессор генетики из Биомедицинского центра университета Луизианы:
«Функция мозговой деятельности — это примерно 20% метаболизма в состоянии покоя. Следующим идет сердце, которое работает, не переставая — еще 15-20%. Потом — почки, легкие и другие ткани. На мышцы остается примерно 20-25%».
Поэтому, хотя упражнения на тренажерах — полезная, укрепляющая здоровье привычка, не надейтесь, что они помогут вам серьезно ускорить метаболизм. Лучше работают те виды движения, при которых работает всё: сердце активно бьется, легкие мощно дышат, то есть кардиотренировки :
- ходьба,
- плаванье и так далее.
Вывод только один: не валить все на метаболизм, он не виноват. Надо просто больше двигаться и уменьшить порции.
Правда, есть поговорка про то, что сложным советам никто не следует, потому что они слишком сложные. А простым — потому что слишком простые.
Ксения Чурмантеева