Биохимические процессы в организме человека во время физической нагрузки

Физическая активность играет ключевую роль в поддержании здоровья человека и является неотъемлемой частью здорового образа жизни. Во время физических нагрузок происходят разнообразные биохимические изменения в организме, которые оказывают существенное воздействие на его функции. Для правильного выбора физических нагрузок с целью получения положительного эффекта без вреда для здоровья, необходимо понимать и знать, какие именно изменения в организме может вызвать тренировка. Такие знания помогут оптимизировать физическую активность и получить желаемый результат. Эта статья обсудит основные биохимические изменения, которые происходят в организме человека при физических нагрузках, и их влияние на здоровье.

Цель данной работы состоит в изучении и анализе биохимических процессов в организме человека при активных физических нагрузках. В результате исследования решались следующие задачи:

• 1.    Выделить основные типы биохимических изменений во время физической активности

• 2.    Воздействие возникающих при тренировках биохимических процессов на общее состояние организма

• 3.    Проанализировать эффект (положительный или отрицательный) от биохимических изменений в организме при занятии спортом

Физические нагрузки могут вызывать разнообразные биохимические изменения в организме человека. Эти изменения предназначены для обеспечения мышц и других тканей достаточным количеством энергии и регулирования множества процессов, необходимых для поддержания физической активности [1]. Ниже представлены некоторые из основных биохимических изменений, происходящих при физических нагрузках:

• 1.    Увеличение потребления кислорода: Физическая активность требует большего количества кислорода для сжигания углеводов и жиров, что приводит к увеличению дыхательной активности и сердечного ритма.

• 2.    Активация гликолиза: Во время интенсивных физических нагрузок происходит усиленное разложение гликогена (форма запасённых углеводов) в мышцах и печени через гликолиз, что обеспечивает быстрое выделение энергии.

• 3.    Мобилизация жиров: При длительных нагрузках жиры начинают использоваться как источник энергии через процесс бета-окисления.

• 4.    Выделение молочной кислоты: В результате активации гликолиза в мышцах может образовываться молочная кислота, что может привести к ощущению усталости и боли в мышцах.

• 5.    Увеличение уровня адреналина и норадреналина: Стрессовые гормоны адреналин и норадреналин выделяются, чтобы увеличить сердечную активность и усилить поток крови к мышцам.

• 6.    Уровень глюкозы в крови: Физическая активность может вызывать изменения уровня глюкозы в крови. В зависимости от интенсивности нагрузки и продолжительности, глюкоза может как повышаться (в результате мобили-

• зации гликогена), так и снижаться (при использовании глюкозы как источника энергии).

• 7.    Увеличение уровня эндорфинов: Физическая активность способствует выделению эндорфинов, которые могут вызывать чувство эйфории и улучшения настроения.

• 8.    Увеличение температуры тела: Во время нагрузок температура тела повышается, что может способствовать улучшению функции мышц и ускорению обмена веществ.

• 9.    Регуляция электролитов: При потоотделении исчезновение некоторых электролитов (например, соли натрия и калия) может потребовать их восполнения для поддержания нормального функционирования мышц и нервов.

• 10.    Уровень гормона роста: Интенсивные тренировки могут способствовать выделению гормона роста, что может влиять на рост и регенерацию тканей.

Эти биохимические изменения помогают организму адаптироваться к физической активности и обеспечивают энергией и ресурсами мышцы и другие органы. Однако важно помнить, что уровень интенсивности и продолжительность физических нагрузок может сильно варьировать, и это влияет на характер биохимических изменений [2].

Энергетический метаболизм

Одним из ключевых аспектов биохимических изменений при физических нагрузках является активация энергетического метаболизма. Во время физической активности мышцы требуют большое количество энергии, которая производится в процессе гликолиза и окислительного фосфорилирования. Глюкоза является основным источником энергии в этот период, и происходит увеличение гликолитических процессов. Это сопровождается увеличением уровня лактата в крови.

Гормональные изменения

Физические нагрузки ведут к изменениям в гормональном статусе организма. Уровень адреналина и норадреналина увеличивается, что активирует мобилизацию энергии, увеличивает сердечную активность и расширяет бронхи для более эффективной поставки кислорода к мышцам. Также уровень кортизола, гормона стресса, может повышаться в ответ на физическую активность.

Метаболизм жиров

Во время физических нагрузок организм также изменяет метаболизм жиров. Жиры становятся важным источником энергии, особенно при продолжительных физических усилиях. Происходит активация процесса бета-окисления, в результате чего жиры разлагаются на ацетил-КоА и в конечном итоге превращаются в ATФ (аденозинтрифосфорная кислота) – источник энергии для клетки.

Теплообразование

Физическая активность также сопровождается увеличением теплообразования. Это связано с интенсивным метаболическим процессом в мышцах. Орга- низм регулирует температуру, расходуя энергию на поддержание нормального теплового режима.

Антиоксидантная система

Во время физических нагрузок уровень свободных радикалов в организме может увеличиваться. Однако организм также активирует антиоксидантные системы для защиты клеток от окислительного стресса. Это включает в себя активацию ферментов, таких как супероксиддисмутаза и глутатионпероксидаза.

Для активации сжигания жира человеку необходимо повысить свой пульс, который определяет норму интенсивности физических нагрузок. У каждого человека заложен свой ресурс активности, жизненных сил, выносливости и зависит он от возраста, физических параметров, здоровья, а так же вида тренировки. Поэтому значения нормы могут различаться и для её определения используется формула максимального пульса (так называемая «формула Хаске-ля-Фокса»): 220 – «количество полных лет». От полученного значения будет вычисляться норма частоты сердцебиения для различных видов физических нагрузок. Если пульс во время тренировок не достигает нормы, физическая нагрузка считается недостаточной, а если наоборот превышает норму – чрезмерной. При перетренировке организм человека не успевает восстановиться, могут возникать проблемы с опорно-двигательным аппаратом, сердечно-сосудистой и нервной системами. Во время чрезмерных физических тренировок происходит утомление организма, которое вызывают следующие биохимические факторы:

• •   Снижение уровня энергетических ресурсов в работающих мышцах

и в организме в целом.

• •    Нарушение целостности функционирующих структур из-за недостаточности их пластического обеспечения или сдвигов параметров внутренней среды (перегрев организма, обезвоживание).

• •    Накопление токсичных метаболитов.

• •    Гипоксия (к тканям и органам не поступает достаточное количество кислорода для поддержания нормальной жизнедеятельности).

• •   Снижение активности ключевых ферментов.

• •   Изменение нервной и гормональной регуляции.

• •    Снижение скорости синтеза АТФ.

• •    Снижение скорости процессов энергообразования и др.

Всё это пагубно влияет на здоровье человека и приводит к истощению организма, а не к желаемому результату [3].

Итак, физические нагрузки оказывают глубокое воздействие на биохимические процессы в организме человека. Понимание этих изменений имеет важное значение для оптимизации тренировочных программ, а также для поддержания общего здоровья. Биохимические адаптации организма позволяют адекватно реагировать на физические вызовы и обеспечивают необходимую энергию и ресурсы для поддержания активного образа жизни.