Биохимические основы нейроэндокринной регуляции обмена веществ во время занятий спортом

Обмен веществ в организме человека регулируется тремя системами:

1. системой автоматической регуляции, осуществляющей свое регулирующее действие при помощи ферментов (на субклеточном уровне);

2. гормональной (эндокринной) системой, регулирующей ход обменных процессов посредством гормонов, которые или активируют уже имеющиеся ферменты или усиливают их синтез;

3. системой нервной регуляции, оказывающей наиболее быстрое и общее регулирующее влияние на обмен веществ в организме.

Эти системы проявляют регулирующее действие в основном через ферменты, которые катализируют огромное количество химических реакций. В связи с этим различают срочную и длительную формы регуляции внутриклеточного метаболизма.

Срочная регуляция осуществляется одним и тем же количеством молекул ферментов, активность которых увеличивается аллостерическим изменением концентрации. Эти изменения включают самые разнообразные по структуре и функции соединения, а также гормоны.

Длительная регуляция или адаптация обмена веществ связана с увеличением общего содержания и состава ферментов в клетках.

При выполнении физических упражнений исключительное значение в регуляции обмена веществ приобретают нервная и гормональная системы. Эти системы в процессе своей деятельности тесно взаимосвязаны и взаимозависимы. Особенно важную роль в регуляции метаболизма играет высший отдел центральной нервной системы — кора головного мозга, регулирующее действие которой получило название кортикальной регуляции.

В отличие от гормональной, кортикальная система оказывает быстрое регулирующее воздействие. В организме человека трофическая деятельность (регуляция обмена веществ) центральной нервной системы в основном направлена на регуляцию обмена белков, углеводов, липидов, минеральных веществ и воды.

При возбуждении нервной системы значительно активируются процессы переваривания и всасывания углеводов, а также их окисление в тканях.

Регуляция углеводного обмена значительно зависит от состояния нервной системы. Повышение ее возбудимости вызывает усиленный гликогенолиз (расщепление гликогена) в печени. Передача нервных импульсов от центральной нервной системы по симпатическим волокнам активирует в основном мобилизацию липидов. Нервная система регулирует обмен воды и минеральных веществ в организме, повышая или понижая их выделение с мочой, в зависимости от степени возбуждения нервной системы.

Гормональная система осуществляет более медленное регулирующее действие на обмен веществ в организме. Действие гормонов разнообразно и может быть реализовано через активацию и ингибирование ферментов, а также изменение проницаемости клеточных мембран и т.д.

Интенсивность секреции гормонов эндокринными железами зависит от количества тех или иных продуктов обмена веществ. Конечные метаболиты обмена определенным образом влияют на нервную систему. Нервная система активирует деятельность соответствующей железы, гормоны которой нормализуют биохимическое состояние. В процессе продолжительной мышечной деятельности в организме углеводные источники энергии истощаются, снижается содержание глюкозы в крови. В этом случае гормональная система переключает энергетический обмен организма на интенсивное использование резервных липидов. При этом особенно активно используются продукты их расщепления — жирные кислоты и кетоновые тела. Следовательно, гормональная регуляция способна обеспечить непрерывное снабжение работающих мышц энергетическими соединениями при одновременной нормализации содержания глюкозы в крови.