Зависимость биохимического состояния организма от особенностей нервной деятельности спортсменов
Лиц, занимающихся спортом по характеру нервной деятельности, делят на легко возбуждающихся, уравновешенных и легко затормаживающихся.
Реакция организма на выполняемую физическую нагрузку будет разной, в зависимости от типа нервной деятельности того или иного спортсмена. Разными будут и биохимические изменения, наступившие у спортсменов при выполнении одинаковых физических упражнений.
Следовательно, биохимическое состояние организма в большой степени зависит от индивидуальных особенностей нервной деятельности каждого спортсмена. В связи с этим в процессе тренировочных занятий и соревнований, чтобы обеспечить оптимальную реакцию его организма на физическую нагрузку необходимо учитывать индивидуальный характер спортсмена.
Повышенное эмоциональное возбуждение спортсменов через кортикальную систему влияет на обмен веществ в комплексе с эндокринной, вызывая повышение адреналина и норадреналина. А это влечет за собой поступление глюкозы в кровь. Увеличение таким путем содержания глыкозы в крови получило название эмоциональной гипергликемии. Она, как правило, сопровождается повышенным выделением глюкозы с мочой (глюкозурией).
Помимо этого, сильное эмоциональное возбуждение спортсменов вызывает изменение содержания мочевины в крови, выделение с мочой повышенного количества воды, минеральных солей, а также креатина.
Следовательно, условия выполнения физических упражнений и отношение к ним отражается на биохимическом составе крови и тканей организма.
Нервная регуляция обмена веществ представляет собой наиболее совершенный регулирующий механизм, позволяющий быстро и точно менять ход биохимических процессов в организме. Этот вид регуляции осуществляется центральной (головной и спинной мозг) и периферической нервными системами, которые тесно связаны между собой. Периферическая нервная система состоит из двух отделов: соматического и вегетативного. В соматической нервной системе различают двигательные и чувствительные нервы, а в вегетативной — симпатические и парасимпатические отделы.
Передача нервных импульсов соматической и вегетативной нервными системами к периферическим органам и тканям осуществляется при помощи особых химических веществ, получивших название нейромедиаторов.
Передатчиком нервного возбуждения в двигательных и парасимпатических нервах является ацетилхолин — сложный эфир аминоспирта холина и уксусной кислоты, который при каждом нервном импульсе выделяется в синапс внебольших количествах (квантах), после чего немедленно расщепляется ферментом печени – холинэстеразой:
Кроме ацетилхолина, в передаче нервных импульсов принимают участие адреналин, норадреналин и продукты их обмена (в симпатической нервной системе), гистамин (в чувствительных нервах), серотонин (в центральных и периферических синапсах) и γ-аминомасляная кислота.
В организме человека существует высокая степень контроля обменных процессов со стороны кортикальной системы. Центральная нервная система играет ведущую роль в регуляции обмена веществ в организме при выполнении физических нагрузок и адаптации организма к различным физическим упражнениям.
Процессы возбуждения нервной системы сопровождаются повышенным использованием АТФ, особенно в мозговой ткани.
Торможение характеризуется усиленным ресинтезом АТФ и повышением ее уровня в нервной ткани. Процесс торможения в значительной степени усиливается содержанием в мозговой ткани γ-аминомасляной кислоты (ГАМК). γ-Аминомасляная кислота образуется в головном мозге путем декарбоксилирования глутаминовой кислоты.
Образование ГАМК в мозговой ткани значительно усиливается в кислой среде (при ацидозе), которая возникает при физической работе. При утомлении количество ГАМК в головном мозге может увеличиваться вдвое. Следовательно, повышение уровня этого соединения следует рассматривать как защитный механизм, предохраняющий нервную систему от чрезмерного истощения.
В процессе адаптации к условиям спортивной тренировки и соревнований регулирующее влияние нервной системы (нейрорегуляция) на ход обмена веществ в организме спортсменов осуществляется, главным образом, путем изменения активности ферментов. Возбуждение нервной системы, возникшее в процессе выполнения физических упражнений, способствует значительному повышению активности ферментов.
Нейрорегуляция активности ферментов осуществляется в основном тремя путями:
выделением специфических веществ — нейромедиаторов;
путем изменения в тканях соотношения различных ионов;
с помощью гормонов, выделяемых железами внутренней секреции, которые находятся под контролем нервной системы.
В организме имеется восемь эндокринных желез, они занимают около 0,15% массы тела и продуцируют более 30 различных гормонов.
Гормоны — это органические соединения белковой, стероидной природы или производные аминокислот. Гормоны синтезируются клетками желез внутренней секреции и обладают высокой биологической активностью, а также специфичностью действия. Они являются регуляторами обмена веществ и физиологических функций организма.
Регулирующее действие гормонов сводится, в основном, к активации ключевых ферментов и изменению проницаемости клеточных мембран. Некоторые гормоны действуют как аллостерические активаторы ферментов.
Гормональная регуляция обмена веществ в организме может осуществляться путем влияния на ферменты через вторичные переносчики (мессенджеры). Чаще всего это циклические нуклеотиды (цАМФ или цГМФ) и ионы кальция. Стероидные гормоны влияют на скорость синтеза белка на этапе транскрипции, что приводит к увеличению количества ферментов в клетке. Гормоны влияют на проницаемость клеточных мембран, увеличивая количество субстратов в клетке или облегчая выведение метаболитов. Гормоны повышают адсорбцию ферментов на определенных мембранах клеточных органелл, что значительно ускоряет ход химических реакций. Ферменты, находящиеся в коллоидном растворе цитоплазмы, неактивны.
При выполнении спортивных упражнений в организме значительно активизируется деятельность таких желез, как надпочечники, гипофиз, щитовидная железа, поджелудочная железа.