ВОДНЫЙ И МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН

водной среде.
От содержания воды в организме зависит состояние здоровье человека,

физическая работоспособность и способность противостоять стрессам.
Обмен воды тесно связан с обменов минеральных веществ
Минеральный состав организма человека поддерживается на постоянном уровне, но может изменяться под действием различных факторов, в том числе и физических нагрузок.
Недостаточное содержание минеральных веществ приводит к снижению физической работоспособности.
Потребность организма в воде зависит от многих факторов : 1. От температуры окружающей среды, 2.От характера активной деятельности, 3.От состава потребляемой пищи.
Экзогенные источники воды: окружающая среда, твердая и жидкая пища, питье.
Потребление экзогенной воды регулируется: 1. Чувством жажды, возникающим вследствие повышения осмотического давления плазмы крови и лимфы при усиленном выведении воды из организма. 2. При ограничении поступления воды с пищей. 3. При избыточном потреблении минеральных солей.
Эндогенная вода – это вода, образовавшаяся внутри организма при окислении биологических молекул: При окислении 100 г жира образуется 107 г воды; при окислении 100 г белка – 41 г воды; при окислении 100 г углеводов – 55 г воды.
Образование эндогенной воды увеличивается во время мышечной работы, при охлаждении организма.

плазмой крови, лимфой, меж- и внутриклеточными жидкостями происходит при интенсивной

мышечной работе.
Напряженная мышечная работа приводит к увеличению в клетках и межклеточной жидкости концентрации молочной кислоты и катионов Nа+, что обусловливает усиленный приток воды в клетки и межклеточную жидкость, а содержание воды в плазме крови, наоборот, снижается.
В сутки вода выводится из организма с мочой (1,5-1,6 л), потом (0,5-0,6 л), выдыхаемым воздухом (о,4 л), калом (0,2 л).
Потери воды с потом и выдыхаемым воздухом значительно увеличиваются при длительной мышечной работе.
При избытке воды увеличивается нагрузка на сердце и почки, происходит вымывание из организма необходимых органических и минеральных веществ.
При недостатке воды повышается вязкость крови, что затрудняет работу сердца, может задерживаться выведение продуктов обмена, высокая концентрация которых приводит к нарушению метаболизма.
Основным путем распада белков, полисахаридов и липидов является гидролиз при участии ферментов, относящихся к классу гидролаз, катализирующих распад веществ с непосредственным участием воды.
Второй процесс, где вода играет роль субстрата. – это реакция гидратации. Гидратация – это процесс присоединения воды по месту разрыва двойной связи.
Катионы Na+ - задержка воды. Катионы К+ и Са2+ - выведение воды из клеток и тканей организма.

обмена.
ДИУРЕТИЧЕСКИЙ ГОРМОН, выделяемый передней долей гипофиза, способствует усиленному выделению воды

из организма с мочой (диурез)
АНТИДИУРЕТИЧЕСКИЙ ГОРМОН (вазопрессин), образуемой задней долей гипофиза, повышает всасывание воды в почечных канальцах – сокращение диуреза.

тканях организма минеральные вещества находятся чаще всего в виде ионов

– катионов: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cu+, Mn2+, Cr2+, Co2+)
Анионов: Cl-, CO3 2-, PO4 3-, НCO3 -, SO4 2-, NO3 – и др.)
Нерастворимых фосфатных солей Са3(РО4)2 или в составе сложных органических соединений (например: железо в гемоглобине, миоглобине).
Физические нагрузки сопровождаются выходом минеральных веществ из тканей в кровь, перераспределением их между тканями, а также усиленным выведением их из организма с потом и мочой, особенно Na+, К+, СI-.
Недостаточное содержание минеральных веществ в организме приводит к снижению физической работоспособности.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ
Кальций – Са2+ - 40% от общего количества всех минеральных веществ. Входит в состав: костей, зубов, депонируется в мембранах ретикулума скелетных мышц
Участвует: в запуске сокращения мышц, передача нервных импульсов, регуляция проницаемости мембранных клеток, в процессах свертывания крови, активирует многие обменные процессы, распад АТФ, способствует усвоению организмом железа и витамина В12
Недостаточность: выход Са2+ из костей – снижение прочности (остеопороз), нарушение функции нервной системы, кровообращения и мышечной деятельности.

в костях в виде фосфата кальция – Са3(РО4)2. Важнейшая роль

– в процессах энергообразования, т.к. в виде остатков фосфорной кислоты входит в состав источников энергии – АТФ, АДФ, креатинфосфата, различных нуклеотидов,а также в составе переносчиков водорода НАДФ.
Участвует: в построении и обмене многих органических соединений (нуклеиновых кислот, белков, ферментов, липидов, витаминов).
Соли фосфорной кислоты (NaH2PO4 и Na2HPO4) выполняет функцию буферной системы и участвует в поддержании кислотно-основного равновесия организма.
Недостаточность фосфора редко встречается у людей, в том числе у спортсменов при соблюдении сбалансированного питания.

калий – преимущественно внутри клеток, натрий – во внеклеточном пространстве.

Оба участвуют в проведении импульса, возбуждении тканей, создании осмотического давления крови , поддержании кислотно-основного равновесия (компоненты буферных систем), влияют на активность ферментов (например: Na+ -, K+ -, АТФ-азы). Ионы натрия удерживают воду в тканях и вызывают набухание белков (образование коллоидов), что приводит к появлению отеков. Ионы калия усиливают выведение натрия и воды из организма.
Недостаточность Na+ и К+: нарушение деятельности ЦНС, сократительного аппарата мышц, ССС, пищеварительной систем.

на : энергетический обмен, важный участник гликолиза, синтез белка –

т.к. является кофактором или активатором ферментов-киназ и выполняют функцию переноса фосфатной группы от молекулы АТФ на различные субстраты. Влияет на возбудимость мышц, способствует выведению холестерина из организма.
Недостаточность: повышение нервно-мышечной возбудимости, появление судорог, мышечной слабости.

ХЛОР – осмотически активный, участвует в регуляции осмотического давления и водного обмена клеток организма, используется для образования соляной кислоты (НCI) – обязательного компонента желудочного сока.
Недостаточность хлора: снижение артериального давления, способствует заболеванию инфарктом миокарда, вызывает утомляемость, раздражимость, сонливость.

в организме. Входит в состав белков гемоглобина, миоглобина, которые осуществляют

транспорт О2 и СО2, а также в состав цитохромов – компонентов дыхательной цепи, на которой протекают процессы биологического окисления и образования АТФ. Бета-окисление ацетил-КоА идет с большей скоростью в присутствии катионов меди и железа.
Недостаточность – нарушение образования гемоглобина и снижение его концентрации в крови (железодефицитная анемия, снижение кислородной емкости крови, снижение физической работоспособности)
ЦИНК входит в состав многих ферментов энергетического обмена, ферментов карбоангидразы, которая катализирует обмен Н2СО3 и ЛДГ, регулирующей окислительный распад молочной кислоты.
Участвует в создании активной структуры белка инсулина – гормона поджелудочной железы, усиливает действие гормонов гипофиза (гонадотропного) и половых желез (тестостерона) на процессы синтеза белка. Повышает иммунитет, антиоксидантное действие.
Недостаточность цинка: ослабление иммунитета, потеря аппетита, замедление процессов роста.
МЕДЬ – способствует росту организма, усиливает процессы кроветворения, влияет на скорость окисления глюкозы и распад гликогена. Входит в состав ферментов дыхательной цепи, повышает активность липазы, пепсина и других ферментов. Для взрослых людей недостаточность меди не характерна.

многих ферментов, принимающих участие в обмене углеводов, белков, липидов, синтезе

холестерина. Хром усиливает синтез белков, проявляя анаболическое действие. Марганец участвует в синтезе витамина С, что необходимо для спортсменов. Заключительный этап аэробного распада углеводов и липидов осуществляется при участии катионов марганца, которые активируют все ферменты цикла Кребса. Недостаточность этих микроэлементов в организме сопровождается злокачественной анемией.
ЙОД – построение гормонов щитовидной железы – тироксина и его производных.
Недостаточность: эндемический зоб. Суточная потребность 150 мкг.
ФТОР – входит в состав эмали и дентина. Избыток его подавляет процессы тканевого дыхания и окисление жирных кислот. Недостаточность – кариес, избыток флуороз (пятнистость эмали).
УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ
СЕЛЕН – антиоксидантное действие ( защитное действие от чрезмерного перекисного окисления липидов, которое приводит к накоплению в тканях вредных перекисей водорода, т.к. входит в состав фермента глутатионпероксидазы) . При физических нагрузках эти процессы интенсифицируются и оказывают отрицательное влияние на организм. Селен укрепляет иммунную систему и препятствует возникновению раковых клеток, участвует в передаче генетической информации. Суточная потребноость в селене 100-200 мкг.
ВАНАДИЙ – кофактор ферментов тканевого дыхания и влияет на процессы тканевого энергообразования.

в минеральном балансе организма приводит к лимиту физической работоспособности.
Изменение минерального

баланса в организме спортсменов зависит от специфики спорта, уровня квалификации спортсменов, условий окружающей среды и взаимосвязано с водным обменом.
При физической работе происходит перераспределение минеральных веществ между активно работающими мышцами и не активными тканями.
При кратковременных физических нагрузках уровень минеральных веществ в организме снижается на 5-7%, что не оказывает существенного влияния на мышечную деятельность.
Существенные нарушения минерального обмена происходит в организме спортсменов, которые специализируются в видах спорта на выносливость. Из-за значительного увеличения потоотделения снижается содержание натрия, калия и хлора в плазме крови.
При анаэробных нагрузках спортсмены теряют много фосфора, так как часть его не успевает использоваться для ресинтеза АТФ и выводится из организма.
Повышение температуры окружающей среды приводит к значительным потерям минеральных веществ. При длительных нагрузках (до 3-4 ч) концентрация Na+ в крови может снизиться до 112 ммоль.л-1 (при норме 140 ммоль.л-1).
Компенсация потерь воды и электролитов при выполнении продолжительной работы в различных видах спорта должна быть своевременной, с тем, чтобы предотвратить снижение их концентрации в плазме крови.
Основной причиной дефицита отдельных минеральных веществ в организме спортсменов является неполноценное питание. Однако дополнительное введение в организм минеральных веществ на фоне полноценного питания не приводит к существенному повышению физической работоспособности.