Расход энергии при физической нагрузке

 

Энергетические затраты организма значительно увеличиваются при мышечной работе. Увеличение энергетических затрат по сравнению с состоянием покоя составляет рабочую прибавку. Рабочая прибавка зависит от характера нагрузки, т.е. чем интенсивнее работа, тем больше рабочая прибавка. Так, по сравнению со сном, при медленной ходьбе расход энергии увеличивается в 3 раза, а при беге на короткие дистанции - более чем в 40 раз. При кратковременных нагрузках энергия расходуется за счёт окисления углеводов, а при длительных - за счёт жиров. Представители различных профессий также различаются по энергетическим затратам:

I. группа - работники умственного труда (учёные, врачи, инженеры и т.д.)

 = 2800 ккал/сутки.

II. группа - работники механизированного труда и сферы обслуживания, работа которых не требует больших физических усилий (продавцы, медсёстры, швеи, секретари, работники связи) = 3000 ккал/сутки.

III. группа - работники механизированного труда и сферы обслуживания, труд которых связан со значительными физическими усилиями (станочники, водители транспорта и т.д.) = 3200 ккал /сутки.

IV. группа - работники механизированного или частично механизированного труда большой тяжести (шахтёры, строители, кузнецы, землекопы, грузчики) = 3700 ккал/сутки.

Терморегуляция

 

Жизнедеятельность человека связана с постоянным потреблением энергии, которую организм получает за счёт поступления и переработки питательных веществ. Химические превращения, протекающие в клетках в процессе обмена веществ, сопровождаются образованием тепла. Одновременно с этим происходит и отдача тепла в окружающую среду. Обмен тепловой энергией между организмом и окружающей средой называется теплообменом. Одним из показателей теплообмена является температура тела. В связи с неодинаковыми условиями теплоотдачи температура отдельных участков тела различна. Наиболее низкая температура отмечается на кистях и стопах, более высокая (36-37 С◦) - в подмышечных впадинах), ещё выше температура внутренних органов, при этом самыми «горячими» являются органы, где интенсивно идут обменные процессы (например, в тканях печени 38-38, 5 С◦). Организм человека способен поддерживать температуру на постоянном уровне за счёт взаимосвязанных процессов - теплообразования и теплоотдачи. Процесс образования тепла в организме называется химической терморегуляцией, процесс отдачи тепла - физической терморегуляцией.

 

Химическая терморегуляция

Процесс теплообразования в организме связан с окислением органических веществ. При этом выделяется энергия, часть которой идёт на синтез АТФ, а другая часть рассеивается в виде тепла и не может быть использована для совершения работы. Однако определённый уровень температуры является необходимым условием нормального осуществления ферментативных процессов в тканях. Источником тепла в организме являются все ткани. Кровь, протекая через ткани, нагревается. Некоторые активно работающие органы, например, печень, скелетные мышцы, отдают крови больше тепла, чем другие. Регуляция теплообразования осуществляется за счёт изменения интенсивности обмена веществ. Так, при повышении температуры окружающей среды происходит рефлекторное снижение обмена веществ, вследствие этого в организме уменьшается теплообразование. При понижении температуры окружающей среды рефлекторно увеличивается интенсивность метаболических процессов и усиливается теплообразование. Увеличению теплообразования способствует и повышение мышечной активности - «мышечная дрожь».

 

Физическая терморегуляция

 

Физическая терморегуляция осуществляется за счёт отдачи тепла во внешнюю среду путём конвекции, радиации и испарения воды.

Конвекция (теплопроведение) заключается в непосредственной отдаче тепла от более нагретого предмета к менее нагретому. Чем холоднее воздух, тем сильнее он охлаждает кожу. Если же воздух или соприкасающиеся с телом предметы теплее кожи, то проведение тепла осуществляется в противоположном направлении, что приводит к повышению температуры кожи. Теплоотдача увеличивается при движении воздуха (например, при ветре), а также зависит от теплопроводности окружающей среды (например, в воде отдача тепла происходит быстрее, чем на воздухе). Одежда уменьшает или даже прекращает теплопроведение.

Радиация состоит в том, что основную массу тепла организм теряет путём инфракрасного излучения с поверхности тела. Кожа снабжена большим количеством кровеносных сосудов, и рефлекторное изменение просвета сосудов регулирует теплоотдачу. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение сосудов, кожа становится тёплой и красной, что увеличивает процессы теплоизлучения. При снижении температуры воздуха сосуды кожи суживаются, она становится бледной и холодной, вследствие чего теплоотдача уменьшается и организм сохраняет тепло.

Испарение воды происходит с поверхности тела, а также в процессе дыхания. Испарение воды с поверхности тела происходит при выделении пота, причём на испарение 1 гр. воды расходуется 2,4 кДж (0,6 ккал) энергии. В среднем человек теряет за сутки 0,5 литра пота, а при сильной физической нагрузке значительно больше. При дыхании человек теряет ежесуточно около 0,5 литра воды. Энергия при этом тратится не только на испарение воды с поверхности дыхательных путей, но и на согревание выдыхаемого воздуха. При физической работе легочная вентиляция увеличивается и это приводит к повышению теплоотдачи.

 

Центры терморегуляции

 

расположены в спинном мозге, гипоталамусе и коре больших полушарий. К ним поступают импульсы от терморецепторов, расположенных в коже, слизистой оболочке полости рта и верхних дыхательных путей.

 

 

 

Патология

 

Лекция