ОБМІН РЕЧОВИН - закономірний порядок хімічних перетворень речовин в живих тілах і їх взаємодії із зовнішнім середовищем, спрямований на підтримку життєдіяльності і самовідтворення. О. в.- основна властивість живого білка - протоплазми, основна умова життя. З припиненням О. в. припиняється і життя, що призводить до розкладання живого білка. В процесі О. в. організм сприймає з навколишнього середовища потрібні йому органічні і неорганічні речовини і шляхом ряду складних хімічних перетворень робить їх схожими на ті речовин, к-які входять до складу живого тіла. Цей процес паз. асиміляцією. Одночасно в організмі відбувається і зворотний процес - дисиміляція: речовини, що входять до складу живого організму, розщеплюються, звільняючи енергію, к-раю використовується для здійснення різних фізіологічних функцій - м'язової діяльності, нервової діяльності, секреції різних залоз, теплоутворення і ін. Утворені кінцеві продукти розпаду виділяються з організму в навколишнє середовище. В організмі, що росте процеси асиміляції кілька переважають над процесами дисиміляції. У дорослому організмі вони, як правило, збалансовані. Хімічні реакції О. в. здійснюються за допомогою ферментів, що обумовлює швидкість, визначену спрямованість і узгодженість цих реакцій. Інтенсивність О. в. регулюється шляхом впливу на різні ферментні системи, активність яких брало при цьому змінюється (посилюється або послаблюється). Оскільки основним шляхом дисиміляції є процеси окислення, мірилом інтенсивності О. в. може служити кільк. поглинається організмом кисню. Під впливом м'язової діяльності, прийому їжі, змін температури повітря і ряду ін. Подразників зовнішнього і внутрішнього середовища споживання кисню зростає, що говорить про посилення О. в.

Основний обмін - витрата енергії організмом при можливо повному виключенні впливу подразників зовнішнього і внутрішнього середовища: в стані повного спокою (лежачи) натщесерце (через 12 - 14 год. Після прийому їжі), при t ° повітря 20 - 22 °. Рівень основного обміну залежить від ваги тіла, зростання, віку і статі. За допомогою спеціальних таблиць можна обчислити для кожної людини належну величину основного обміну. Він змінюється протягом доби, за минулими сезонами року, а також з віком. У спортсменів в дні тренувань і змагаються. основний обмін кілька підвищується, що має в своїй основі условнорефлекторную природу. Під впливом систематичного тренування на витривалість основний обмін кілька знижується, а під впливом тренування в швидкісних навантаженнях - зростає.

При м'язовій роботі обмін речовин і енергії збільшується і може у багато разів перевершувати основний обмін, напр. при швидкісному бігу - в десятки разів.

Обмін речовин при м'язовій діяльності пов'язаний зі складними хімічними припинення. Безпосереднім джерелом енергії м'язового скорочення служить аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) (див. Макроергічні фосфорні сполуки, М'язове скорочення). Перетворення АТФ прискорюються при м'язової діяльності як в самому м'язі, так і в нервовій системі, м'язі серця і ін. Органах. АТФ під час роботи розщеплюється і знову утворюється (ресинтезируется). Джерелом енергії ресинтезу АТФ і в кінцевому підсумку всієї м'язової діяльності є окислення різних речовин, що мають в основі своєї будови ланцюжка вуглецевих атомів. Збільшення О. в. при м'язової діяльності буває особливо виражено в м'язах, нервовій системі, серці і печінці. У зв'язку з посиленням процесів окислення (тканинного дихання) споживання кисню в організмі може досягати 4 - 5 л в 1 хв., Різко зростає газообмін (в порівнянні зі спокоєм - в 5-10-20 раз, а при бігу на середні дистанції - навіть в 85 разів). Дихальний коефіцієнт (відношення обсягу виділеної вуглекислоти до обсягу поглинається кисню) при короткочасних інтенсивних физич. вправах дорівнює 1 внаслідок окислення вуглеводів. При физич. вправах помірної потужності цей коефіцієнт знижується до 0,7 - 0,8 (окислення в тому чи іншому співвідношенні вуглеводів і жирів). При физич. вправах максимальної потужності дихальний коефіцієнт більше 1 через збільшення кільк. вуглекислоти внаслідок витіснення її з бікарбонатів молочною кислотою, що надходить в кров у великих кільк.

Вуглеводний обмін. При короткочасних інтенсивних физич. вправах (напр., біг на 100 і 200 м), коли ресинтез АТФ забезпечується анаеробними реакціями, використовуються внутрішньом'язові запаси вуглеводів. Під дією ферменту фосфоролази глікоген м'язів розщеплюється з утворенням гексозофосфорних ефірів (фосфороліз), к-які далі анаеробно окислюються до молочної кислоти (гліколіз). Зміст останньої в крові різко збільшується, частина її виділяється з сечею і потом. Посилюється розщеплення глікогену і в печінці. Але цей процес (глікогеноліз) йде з освітою не молочної кислоти, а глюкози, к-раю надходить в кров. Вміст цукру в крові збільшується. Зростає надходження його з крові в головний мозок, м'яз серця і працюють скелетні м'язи. Однак при короткочасних физич. вправах утворилася в печінці глюкоза доходить до м'язів тільки в кінці роботи (час руху глюкози від печінки до м'язів навіть при максимальній швидкості кровотоку - 8 - 9 сек.). Під час більш тривалих физич. вправ, у міру їх продовження, витрачання глікогену м'язів послаблюється, і м'язи все більше переходять на використання резервних вуглеводів печінки. При роботі граничної тривалості можливо витрачання глікогену в серцевому м'язі і головному мозку. Глюкоза, яка надходить в м'язи з крові, під впливом ферменту гексокінази і за участю АТФ фосфорилюється, а що утворилися гексозофосфорние ефпри окислюються анаеробно або аеробно в залежності від ступеня постачання організму киснем. За відповідності між потребою в кисні і його споживанням молочна кислота не утворюється. Вуглеводи анаеробно розщеплюються лише до піровиноградної кислоти, к-раю далі аеробно окислюється до вуглекислоти і води, забезпечуючи дихальний ресинтез макроергічних фосфорних сполук. Завдяки великій ефективності цього ресинтезу вуглеводні запаси організму витрачаються більш економно (див. Сталий стан при м'язової діяльності). У періоді відпочинку після роботи відбувається ресинтез глікогену - спочатку в головному мозку і серці, потім в м'язах і в останню чергу в печінці. Для цього використовуються залишилися в організмі молочна кислота і деякі ін. Продукти О. в., А також вуглеводи, що надходять в організм з їжею. Вміст цукру в крові при физич. вправах залежить від двох протилежно діючих чинників: надходження його в кров і споживання м'язами і органами. Якщо переважає найперше, вміст цукру в крові збільшується, якщо друге, - зменшується. При втомі глікогеноліз в печінці пригнічується, тому під час тривалих физич. вправ вміст цукру в крові частіше зменшується. У малотренированного осіб це зниження може бути і при короткочасних физич. вправах з-за недостатньої мобілізації резервних вуглеводів. У високотренірованних спортсменів мобілізація вуглеводів і їх споживання добре збалансовані і вміст цукру в крові при виконанні физич. вправ відрізняється великою постійністю. Жировий обмін. При короткочасних физич. вправах жири і липоиди не використовуються. При тривалих физич. вправах відбувається мобілізація резервного жиру з жирових депо (підшкірний жир, сальник). Вміст жиру в крові збільшується (ліпемія). Він затримується печінкою, де розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти, к-які частково окислюються, а частково перетворюються в липоиди. Останні надходять в кров, а звідти в м'язи. Тут липоиди і продукти неповного окислення жирних кислот (ацетонові тіла) піддаються окисленню, даючи енергію для дихального Ресін-теза АТФ. У разі недостатнього постачання організму киснем освіту ацетонових тіл може різко посилюватися і зміст їх в крові зростати (ацетонемия). Це може посилювати зрушення кислотнощелочного рівноваги в бік ацидозу. При тривалих физич. під час занять по мірі розвитку стомлення освіту липоидов в печінці пригнічується. Зміст їх в крові (ліпоідемія) зменшується. У клітинах печінки відкладається жир (жирова інфільтрація), що призводить до порушення її діяльності і перешкоджає відновленню її вуглеводних запасів (див. Жири, Білки).

Білковий і азотний обмін при виконанні физич. вправ посилюється. Зміст небелкового (залишкового) азоту в крові збільшується при короткочасних физич. вправах гл. обр. за рахунок аміаку і амінокислот, а при тривалих - і за рахунок сечовини. Вміст білків в м'язах (особливо під час занять великої інтенсивності) може трохи зменшуватися. Під час відпочинку освіту їх посилюється, що лежить в основі збільшення маси м'язів при тренуванні. Для цього використовуються резервні білки печінки, розщеплення яких брало під час физич. вправ посилено, а продукти розщеплення їх, що надходять в кров, затримуються працюють і відпочиваючими м'язами і використовуються для побудови м'язових білків.

О. в. регулюється як нервовою системою, так і гормональними чинниками (інсулін, адреналін, стероїдні гормони та ін.). Велике значення при физич. вправах має регуляція О. в. вищими відділами центральної нервової системи (коркова регуляція). Вона лежить в основі стартового посилення О. в. (див. Передстартове стан). Позитивні емоції сприяють мобілізації і кращому використанню джерел енергії, а також більш швидкому встановленню стійкого стану (див. Сталий стан). Негативні емоції, а також розвиток охоронного гальмування при втомі пригнічує ці процеси.

Література: Виноградов М. І. Нариси з енергетики м'язової діяльності людини. Л., 1941. Яковлев Н. Н. Нариси з біохімії спорту. М., 1955.

джерела:

1. Енциклопедичний словник з фізичної культури і спорту. Том 2. Гол. ред.- Г. І. Кукушкін. М., 'Фізкультура і спорт', 1962. 388 с