Особенности обмена воды и минеральных соединений при занятиях физической культурой и спортом
Тяжелая мышечная работа, занятия физическими упражнениями, спортом вызывают существенные изменения в вводно-минеральном балансе организма, обмене воды и минеральных соединений. При этом происходящие изменения зависят от параметров выполняемой тренировочной и соревновательной нагрузок (их интенсивности, продолжительности) и специфики вида спорта. Систематические занятия любыми видами спорта, связанными со значительными мышечными нагрузками, приводит к заметному увеличению минерального компонента костной ткани. Особенно заметно повышается содержание минеральных веществ в костной ткани у представителей видов спорта, в которых присутствуют большие нагрузки на костную систему: тяжелой атлетики, акробатических прыжков, прыжков на батуде, прыжков с трамплина, легкоатлетических прыжков и др.
Под влиянием систематической тренировки в крови повышается содержание ионов железа, меди, марганца, цинка и некоторых других элементов. При этом обнаруживается прямая зависимость между квалификацией спортсмена и содержанием в крови указанных элементов. Содержание микроэлементов в крови повышается с ростом тренированности и снижается с падением спортивной работоспособности.
Непосредственное выполнение тренировочной работы также оказывает существенное влияние на минеральный баланс организма, изменения которого зависят от характера выполняемой тренировочной работы. Так, по данным Турсуновой под влиянием работы высокой интенсивности содержание натрия и калия в крови существенно уменьшалось (соответственно на 14,3 и 19,6%), а при длительной работе умеренной интенсивности – повышалось (соответственно на 13,4 и 13,7%).
В других исследованиях были обнаружены изменения содержания микроэлементов в крови, которые зависели как от характера выполняемой работы, так и от квалификации спортсменов. Так, гонка на 5 км сопровождалась у лыжниц – мастеров спорта снижением концентрации железа, меди и марганца в плазме крови (соответственно на 51,0; 20,4 и 20,0%) и накоплением этих микроэлементов в клетках крови (соответственно на 7,0; 8,5 и 22,0%). У начинающих лыжниц в тех же условиях изменения указанных микроэлементов были менее выражены.
Длительная мышечная работа (лыжные гонки на 30 и 50 км) сопровождалась уменьшением содержания железа, меди и марганца не только в плазме, но и в клетках крови. Указанные изменения обусловлены в первую очередь увеличением их потери с потом, т.к. указанные нагрузки характеризуются значительным потоотделением. Так, при тренировке с использованием высокоинтенсивных нагрузок потоотделение увеличивается в 60 – 70 раз, а при длительной работе умеренной интенсивности – в 115 – 150 раз по сравнению с уровнем покоя. При этом, кроме указанных микроэлементов, значительно возрастают потери с потом натрия и калия (соответственно в 33-38 и 22-24 раза).
Увеличение потерь минеральных веществ, сопровождающее тренировочную работу, заметно повышает потребность в этих веществах. Так, по данным ряда исследователей у квалифицированных спортсменов, специализирующихся в видах спорта, в которых тренировочный процесс и соревновательная деятельность сопровождается обильным потоотделением, потребность в натрии возрастает до 20-25 г в сутки. Существенно возрастает потребность и в других минеральных веществах. Как правило, такую возросшую потребность нельзя удовлетворить за счет обычного питания. Требуется прием специальных препаратов.
Некоторые изменения функционального состояния спортсменов, возникающие в период интенсивных тренировок и участия в соревнованиях, могут быть обусловлены сдвигами в минеральном балансе организма. Так, у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, в которых требуется проявление выносливости к длительным нагрузкам, нередко обнаруживается выраженная гипотония – понижение артериального давления. Это состояние характеризуется понижением работоспособности, быстрой утомляемостью. Одной из причин возникновения подобного состояния может быть дефицит натрия в организме, вызванный его большими потерями с потом. Прием спортсменами в течение нескольких дней повышенных количеств NаCl нередко полностью устраняет указанные явления.
В настоящее время заметно повысился интерес к изучению минерального баланса организма человека. Многочисленными исследованиями показана тесная связь между дефицитом, избытком, дисбалансом отдельных макро- и микроэлементов и различными заболеваниями и состояниями организма. Направление биологии и медицины, изучающее эту взаимосвязь получило название «учение о микроэлементозах». Особая значимость этого направления науки обусловлена постоянно нарастающим загрязнением окружающей среды.
В рамках курса биохимии в вузах физической культуры отсутствует возможность подробно разбираться с взаимосвязью особенностей минерального баланса с заболеваниями и состояниями организма человека. Однако на значении одного микроэлемента – селена - остановимся более подробно. Обусловлено это тем, что в последние годы интерес к этому микроэлементу чрезвычайно возрос. В настоящее время он занимает одно из первых мест в ряду так называемых антиоксидантов – веществ, предотвращающих образование вредных для организма перекисных и свободно-радикальных соединений, а также блокирующих их действие.
Указанные вещества могут как поступать, так и образовываться в организме человека. Свободно-радикальные соединения в повышенных количествах возникают в процессе мышечной работы, сопровождающейся значительным утомлением. Из этого вытекает особая значимость селена для спортсменов.
Механизм действия селена связан с тем, что он входит в состав фермента глютатионпероксидазы – разрушающего перекисные и свободно радикальные соединения. Потребность в селене точно не установлена и составляет по данным разных авторов от 20 до 100 мкг в сутки. У спортсменов она, естественно, выше. В таблице 7 приведены данные о содержании селена в различных продуктах питания.
Табл.7 .
Содержание селена в отдельных продуктах питания
| Продукты питания | Содержание селена, мг/100 г продукта |
| Кокос | 0,81 |
| Фисташки | 0,45 |
| Свиное сало | 0,2-0,4 |
| Чеснок | 0,2-0,4 |
| Морская рыба | 0,02-0,2 |
| Пшеничные отруби | 0,11 |
| Белые грибы | 0,10 |
| Яйца | 0,07-0,10 |
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Каково содержание воды в организме и ее распределение между различными тканями и органами? Что понимается под свободной, связанной и иммобильной водой?
2. Какова роль воды в организме?
3. Каков химический состав и биологическая роль важнейших водно – дисперсных систем организма: крови, лимфы, клеточной протоплазмы, мочи, слюны?
4. Какие факторы влияют на потребность организма человека в воде?
5. Каковы биохимические механизмы регуляции водного баланса организма?
6. Каково содержание минеральных веществ в организме и их распределение между различными тканями и органами?
7. Какие минеральные соединения присутствуют в организме человека?
8. Какова роль в организме человека различных минеральных соединений и образующихся при их диссоциации ионов?
9. Какие факторы влияют на потребность организма человека в минеральных соединениях?
10. Каковы биохимические механизмы регуляции обмена минеральных соединений?
11. Какие изменения происходят в водно-минеральном обмене при выполнении мышечной работы?