На протяжении всей жизни в организме человека происходит энергетический обмен с окружающей средой, состоящий в про­изводстве и расходовании энергии. Энергия необходима организ­му для обеспечения процессов жизнедеятельности в клетках, тка­нях и органах, для поддержания постоянства температуры тела, для выполнения внешней механической работы.

Наименьший расход энергии у человека отмечается во время сна — примерно 0,9 ккал/мин/кг. Почти такой же расход энергии происходит в покое в положении лежа утром натощак в комфорт­ных условиях (уровень основного обмена). Энергия основного об­мена расходуется на процессы жизнедеятельности в клетках и тка­нях и на поддержание постоянства температуры тела.

Общий расход энергии у человека за сутки складывается из энергии основного обмена, энергии специфически динамическо­го действия пищи (энергия, затраченная на пищеварение) и энер­гии, затраченной на механическую работу. Например, для челове­ка массой 60 кг основной обмен в сутки равен 50 ккал/ч х 24 ч = 1440 ккал. Тренированный спортсмен с высоким аэробным «по­толком» (80 мл/кг/мин) может расходовать 0,36 ккал/кг/мин, что при массе тела 60 кг будет составлять 21—22 ккал/мин, или 1250— 1300 ккал/ч. Расчет суточных энерготрат проводится следующим образом. Определяется суммарное суточное время (мин), затрачи­ваемое на определенную деятельность. Затем полученная величина (для каждого вида деятельности) умножается на величину относи­тельного расхода энергии для данного вида деятельности (табл. 1) и полученная величина умножается на вес спортсмена.

Таблица 1

Относительный расход энергии (на 1 кг массы тела) в минуту

Затраты энергии лыжником на преодоление 85 км лыжной трас­сы могут достигать 6000—7000 ккал, а 70 км — 4500—6000 ккал. У женщин предельные возможности расхода энергии на 20—25% меньше, чем у мужчин.

В мышечных волокнах запас энергии (в АТФ и креатинфосфате) составляет 5—10 ккал, и его не хватит на преодоление даже дистанции 100 м. Для восстановления фосфатных соединений в организме используется энергия питательных веществ, гликогена и жира, запасы которых в организме человека равняются соответ­ственно 1200 и 5000 ккал.

За счет анаэробного распада гликогена (гликолиза) может об­разоваться до 45 ккал. В результате сгорания питательных веществ (при аэробном процессе) величина вырабатываемой энергии за­висит от количества поступающего кислорода. Если максималь­ное потребление кислорода (МПК) достигает 6 л в 1 мин, то может быть выработано 30 ккал/мин. При продолжительной рабо­те количество энергии зависит также от порога анаэробного об­мена. Если он равен 90% при МПК 6 л/мин, то энергия, образу­ющаяся только за счет окисления, будет составлять 27 ккал/мин. Благодаря гликолизу организм обеспечивается энергией при фи­зической работе, длящейся около 1—2 мин, после чего основную роль начинает играть аэробный процесс вырабатывания энергии.

Например, в беге на 100 м 80-85 % энергии вырабатывается за счет анаэробного процесса, в беге на 300—400 м (в зависимости от подготовленности спортсмена), плавании на 100 м, беге на коньках на 500 м - на 60-70% за счет анаэробных источников и на 30-40% за счет аэробных. В беге на 600-800 м, плавании на 200 м, гребле на байдарках и каноэ на 500 м, беге на коньках на 1500 м производство энергии за счет анаэробных и аэробных ис­точников примерно равно. На более длинных дистанциях преоб­ладает энергообеспечение за счет аэробного процесса.

Анаэробное образование энергии путем гликолиза происходит неэкономно, с большими тратами гликогена, так как использует­ся только часть содержащейся в нем энергии (молочная кислота — продукт распада при гликолизе - содержит еще значительные за­пасы энергии). При аэробном процессе гликоген распадается до углекислого газа и воды и аккумулированная энергия использует­ся полностью.

Во время преимущественно аэробной работы 50—60% энергии обеспечивается за счет окисления жира и 40—50% — гликогена. Если интенсивность физической работы превышает порог анаэробного обмена (ПАНО), включаются анаэробные механизмы энергообес­печения и увеличивается расход гликогена. Если интенсивность ра­боты соответствует 25—30% индивидуального МПК (ЧСС — 100— 120 уд/мин), то гликогена хватает на 8-10 ч работы, при интен­сивности, соответствующей 75—85% МПК, — лишь на 1,5 ч.

Когда в организме истощаются запасы гликогена, работа может продолжаться уже только за счет сгорания жирных кислот на отно­сительно низком уровне интенсивности. Гликоген печени для вос­полнения мышечных энерготрат во время физической нагрузки практически не используется, он лишь пополняет сахар в крови, питающий центральную нервную систему. В норме в 1 л крови со­держится 1-2 г глюкозы (120 мг%), а во всей крови - 5-6 г. Если концентрация сахара в крови снизится до 0,5 г на 1 л (50 мг%), возникает острая недостаточность питания мозга (гипогликеми-ческая кома) с обмороками, слабостью, что может вызвать даже смертельный исход. Снижение содержания сахара в крови до 0,7 г на 1 л вызывает ощущение утомления, причиной которого явля­ется недостаточность питания центральной нервной системы. На работу скелетных мышц расходуется 3—4г сахара в 1 мин. Если бы на это использовался сахар крови, гипогликемическая кома раз­вивалась бы через 1 мин. Поэтому во время нагрузки переход глю­козы из крови в мышцы тормозится путем блокирования производства инсулина, обеспечивающего этот процесс, и выработки ферментов, затрудняющих переход глюкозы в мышцы за счет ос­мотического давления.

В спорте энерготраты зависят и от специализации, вида спорта. В зависимости от характера обеспечения энерготрат в процессе занятий выделяют три группы видов спорта:

1) преимущественно аэробная группа (бег на длинные дистан­ции, бег на лыжах, ориентирование, велосипедный спорт, пла­вание, ходьба); тренировки требуют длительной работы и боль­ших энерготрат (6000—7000 ккал в сутки);

2) аэробно-анаэробная группа (бег на средние дистанции, спортивные игры, гребля, борьба); на тренировках выполняется как длительная, так и относительно кратковременная работа (по­вторный метод), расход энергии — 5000—6000 ккал в сутки;

3) анаэробная группа (прыжки, спринтерский бег).

Экономичность энерготрат организма спортсменов в спорте обусловлена и рациональностью спортивной техники. Например, высокотехничный лыжник при движении с равной скоростью с малотехничным затрачивает меньше энергии, а при одинаковых энерготратах развивает большую скорость. Он эффективнее расхо­дует энергию на механическую работу, тогда как в количестве энергии, превращаемой в тепло, существенной разницы нет. Энер­гетические траты восполняются за счет питания. Калорийность и состав суточного рациона для представителей различных спортив­ных специальностей неодинаковы.