Возрастная биохимия

Гиповитаминозы наиболее характерны для водорастворимых витаминов. Из них наиболее значимыми для растущего организма являются витамины группы В, витамины С и Р.

Витамин В₁ (тиамин) играет важную роль в обмене углеводов, белковом и жировом обмене, а также используется для синтеза кофермента тиаминдифосфата. Недостаточное его поступление в организм приводит к снижению энергообеспечения за счет углеводов, нарушениям нервной системы и т.д. Витамин В₁ содержится в муке грубого помола (отрубях), дрожжах, орехах и продуктах животного происхождения (сердце, печень, почки).

Витамин В₂ (рибофлавин) принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, входит в состав коферментов дыхательной цепи, участвует в обмене аминокислот и жирных кислот. При недостаточном поступлении В₂ с пищей усиливается катаболизм белка, происходит задержка роста, нарушается функция пищеварения. Пищевые источники: дрожжи, печень, почки, яйца, молоко. Витамин В₂ может быть синтезирован микрофлорой кишечника при достаточном поступлении кобальта с пищей.

К витаминам группы В относят и никотиновую кислоту (РР). Механизм биологического действия ее связан с построением коферментов (НАД и НАДФ), участвующих в процессах тканевого дыхания. Недостаточное поступление РР с пищей вызывает пеллагру - заболевание, сопровождающееся дерматитами, нарушениями функции кишечника и психическими нарушениями. Важнейшими источниками витамина РР являются хлеб, крупы, мясо и рыба.

Витамин В₆ (пиридоксин) играет важную роль в обмене аминокислот и липидов. Этот витамин обладает липотропным действием, стимулирует работу печени. При недостатке В₆ у детей нарушается синтез белков и происходит задержка роста. Пищевыми источниками В₆ являются крупы, дрожжи, печень, почки. Витамин может быть синтезирован в организме микрофлорой кишечника.

Витамин В₁₂ (цианкобаламин) обладает антианемическим действием, а также участвует в синтезе эритроцитов и нуклеиновых кислот и аминокислот. При гиповитаминозе В₁₂ развивается малокровие. Пищевые источники В₁₂: печень, почки, рыба.

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных реакциях, синтезе соединительной ткани, в том числе и стенок кровеносных сосудов. Витамин С играет важную роль в синтезе кортикостероидов и обладает антиоксидантной активностью. При недостаточном содержании в организме витамина С возникает цинга, которая характеризуется повышенной ломкостью и проницаемостью стенок кровеносных сосудов. При этом также снижается иммунитет, развивается слабость и быстрая утомляемость, снижается функция сердечно-сосудистой системы. Пищевыми источниками витамина С являются, главным образом, свежие овощи и фрукты (плоды шиповника, черная смородина, картофель и т.п.).

Гипервитаминозы, вызванные избыточным поступлением водорастворимых витаминов, практически не встречаются, так как их избыток легко выводится из организма, преимущественно с мочой.

В период интенсивного роста и полового созревания, особенно при занятиях спортом, рекомендуется адекватное применение витаминов.

При несбалансированном питании потребность в витаминах может изменяться. Избыточное углеводное питание увеличивает потребность в витаминах В₁, В₆ и С. Использование пищевого рациона белковой направленности требует большего количества витаминов В₂ , В₆ и В₁₂,

Основополагающим принципом витаминопрофилактики и витаминотерапии является комбинированное применение витаминов, базирующееся на феномене синергизма. Синергическое взаимодействие наблюдается при сочетании витаминов В₁ , В₂ и РР, витаминов В₁, В₂, В₆ и С, витаминов В₁₂, В_с (фолиевая кислота), В₆ и С, витаминов С и Р.

Нерациональное использование витаминов может привести к нарушению обменных процессов и важнейших функций растущего организма.

1.7 Биохимическое обоснование методики проведения занятий физической культурой и спортом с детьми и подростками

Занятия физической культурой с детьми, подростками и юношами должны быть направлены на гармоничное развитие, совершенствование функций организма и повышение уровня спортивной работоспособности.

Очень важным условием успешной физкультурно-оздоровительной работы с детьми и подростками, особенно проведения спортивных тренировок с юными спортсменами, является знание преподавателем и тренером биохимических и физиологических особенностей растущего организма. Только с учетом возрастных особенностей можно, с одной стороны, достичь высоких спортивных результатов, а, с другой стороны, не нанести вреда еще не сформировавшемуся организму.

Дети младшего школьного возраста достаточно легко переносят длительные, мало интенсивные нагрузки продолжительностью не более 40 минут.

У детей среднего и старшего возраста нагрузки продолжительностью в 1,5 - 2 часа будут стимулировать обменные процессы и оказывать положительное влияние на развитие организма. Однако юноши и девушки еще не способны выдерживать длительную работу на максимальной мощности за такое же время, как взрослые. Величина ПАНО (порог анаэробного обмена) у них ниже, чем у взрослых. (ПАНО - это минимальная относительная мощность работы, которая измеряется по потреблению кислорода в процентах по отношению к величине МПК, при которой в энергообеспечение включается гликолиз, и концентрация лактата возрастает до 4 ммоль/л).

Как известно, проявление силы и быстроты характерно для физических нагрузок, выполняемых в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Именно за счет креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ мышечные нагрузки выполняются с самой большой силой и скоростью. Скоростно-силовые качества зависят не только от энергообеспечения мышц но и от их структурно-морфологических особенностей, которые в значительной мере предопределены генетически. Высокая степень развития быстроты характерна для подросткового возраста. Важнейшим средством развития быстроты является бег от 20 до 60 м с предельной скоростью.

В период полового созревания в значительной степени увеличивается сила - из-за наибольшего прироста мышечной массы. Её наибольший прирост наблюдается с 14 - 17 лет, а максимальные её показатели достигаются в 18 - 20 лет. Развитие этих качеств полностью завершается в первом периоде зрелого возраста.

Для развития силы рекомендуют нагрузки с отягощением, умеренные статические упражнения. Данные нагрузки рекомендуются только мальчикам и при условии не использования объемных силовых нагрузок, которые могут оказать отрицательное воздействие на опорно-двигательный аппарат, положение внутренних органов, привести к сколиозам, травмам, задержке роста и развития. Особенно противопоказаны такие нагрузки девочкам, так как они могут нарушить функции деторождения.

Детям и подросткам очень трудно сохранять высокий уровень энергообеспечения интенсивной мышечной работы во времени, проявляя скоростную, силовую, т.е., специальную, выносливость, которую они могут сохранять в 9 лет только в течение 3 минут, что составляет около 40% мощности работы взрослого человека.

При проведении занятий с детьми и подростками следует считаться с тем, что эндокринные железы обладают низкой производительностью и имеют слабые возможности функционирования на высоком уровне. Повысить эффективность их действия возможно за счет создания положительного эмоционального фона спортивных занятий путем внесения в них элементов игры, проведения соревнований, музыкального сопровождения и т.п.

Часть 2. Биохимические особенности стареющего организма

2.1 Основные механизмы старения

Биология старения - раздел геронтологии, который изучает старение живых организмов на всех уровнях их организации.

Геронтология изучает влияние различных факторов на процессы старения, на продление жизни человека.

Согласно современной возрастной классификации, человек в возрасте 60-74 лет относится к пожилым, 75-90 лет - к старым, более 90 лет -к долгожителям.

Различают календарный возраст (количество прожитых лет) и биологический возраст (мера состояния организма). Именно биологический возраст определяет продолжительность жизни.

Люди стареют в разном темпе, и их возможности (адаптационные, генетические, энергетические, социальные и т.д.) в одном и том же возрасте существенно отличаются друг от друга. Однако каждый вид животных на земле имеет определенный биологический лимит продолжительности жизни. Старение присуще любой живой системе, это - естественный, необратимый процесс, который можно только замедлить. Многие авторы утверждают, что продление жизни будет возможно в случае установления основных механизмов старения. Эти механизмы многочисленны и до конца не изучены.

Так, И.И. Мечников утверждал, что старение связано с нарушением функции кишечника, с самоотравлением организма, в первую очередь, продуктами гниения белков.

И.П. Павлов и его ученики связывали процессы старения, прежде всего, с закономерными возрастными изменениями высшей нервной деятельности.

В настоящее время ряд исследователей считает, что старение, является результатом разрушения, нарушения обменных процессов и других сдвигов в организме, которые происходили на протяжении жизни. Другие исследователи связывают процесс старения с нарушением генетического аппарата клетки, регуляции генома, т.е., старение - это генетически запрограммированный процесс.

И.В. Давыдовский писал: "Старение и смерть многоклеточных "вделаны" в генетический план и являются закономерным периодом в общем развитии организма".

В последние годы выяснилось, что одним из механизмов старения является повышение скорости процессов свободнорадикального окисления (Д. Харман, С. Эммануэль).

Как известно, незначительная часть кислорода воздуха при определенных условиях превращается в активные формы - свободные радикалы, вызывающие окисление белков, липидов и нуклеиновых кислот. Наиболее активно данный процесс протекает в липидном слое биологических мембран. Такое окисление называют перекисным окислением липидов (ПОЛ).

В физиологических условиях ПОЛ протекает с низкой скоростью, так как в организме существует антиоксидантная система, защищающая его от накопления свободных радикалов окисления.

Вследствие снижения емкости антиоксидантной системы у пожилых людей активизируются процессы перекисного окисления, что приводит к повреждению молекул, органоидов и клеток в целом.

Решающее влияние на развитие геронтологии в нашей стране оказал А.А. Богомолец. В своих исследованиях он сочетал поиск механизмов старения, анализ долголетия и разработку средств увеличения продолжительности жизни.

2.2 Особенности метаболизма пожилых людей

Характерной чертой стареющего организма является снижение уровня пластического обмена на фоне общего уменьшения интенсивности обмена веществ.

Снижение интенсивности обмена веществ начинается уже с 30-35 лет, что является основой постепенного перерождения тканей и развития процессов инволюции.

Белковый обмен характеризуется снижением скорости белкового синтеза на фоне уменьшения концентрации гормонов анаболического типа (инсулина, половых и других гормонов).

Угнетение синтеза белков и замедление их самообновления в стареющем организме связывают с угнетением обмена нуклеиновых кислот, со снижением содержания ДНК в ядрах клеток, укорачиванием молекул ДНК под действием активных форм кислорода.

Существенное значение для оценки особенностей белкового обмена имеет азотистый баланс, который у пожилых, особенно старых людей, носит отрицательный характер.

Конечные продукты распада белков выделяются, как указывалось выше, преимущественно в виде мочевины. Сравнительные показатели указывают, что содержание мочевины в сыворотке крови у молодых людей составляет 3,2 - 7,2 ммоль/л, у старых - 3,9-9,9 ммоль/л.

Нарушение функций клеток и их гибель является итогом старения и отражается на деятельности всех органов и организма в целом. Число нейронов в мозгу уменьшается на 10-20%, а в некоторых структурах - на 30-50%, уменьшается число нефронов почки, альвеол легких.

Широко распространено мнение ученых о том, что первичное старение свойственно неделящимся клеткам, и что деление клетки "освобождает" ее от грубых возрастных изменений.

Уменьшение клеточной массы свидетельствует о преобладании катаболических процессов в белковом обмене. Клеточная масса тела 25- летних мужчин составляет около 47% всей массы тела, а 70-летних - только 36%. В организме пожилых и старых людей наблюдается значительное снижение мышечной массы примерно на 12 кг (при увеличении возраста с 30 до 70 лет).

Одной из причин снижения интенсивности обмена веществ считают укрупнение коллоидных частиц тканевых белков, увеличение содержания высокомолекулярных белков - на фоне снижения низкомолекулярных. Так, с возрастом уменьшается содержание альбуминов в крови и увеличивается содержание глобулинов, особенно наиболее высокомолекулярных гамма-глобулинов, что приводит к снижению альбумино-глобулинового коэффициента. Например, в 13-14 лет он составляет 2,28, в 40-50 лет - 1,78, в 60-70 лет - 1,58.

Снижение числа иммунокомпетентных клеток в периферической крови уменьшает функциональную активность лимфоцитов. Число лейкоцитов с возрастом снижется: так, у молодых людей - 4000 - 11000 в мм³, а у старых - 3100 - 8900 в мм³ (Ю.М. Губачев).

С возрастом снижается содержание гемоглобина в крови и миоглобина - в мышцах. Нормативные величины для гемоглобина не должны быть ниже 120-130 г/л (Andres R. и др.). Уменьшается содержание в организме ферментов, сократительных и других белков.

В мышцах отмечается уменьшение количества мышечных волокон и их диаметра, снижение количества сократительных белков (актина, миозина и др.). Это сопровождается атрофией мышц, их дряблостью, неспособностью к длительной физической активности.

Уменьшение количества белков в организме приводит к снижению функциональных возможностей важнейших органов и тканей, сердца, легких, печени и ферментативных систем.

Углеводно-жировой обмен у пожилых и старых людей имеет свою специфику. Нейроэндокринная регуляция углеводов имеет существенные недостатки. Инсулиновая недостаточность может привести к нарушению утилизации глюкозы, снижению уровня гликогенных запасов организма и интенсивности окисления глюкозы как важнейшего источника энергии. Недостаток инсулина стимулирует распад белков, особенно в мышечной ткани. При недостатке инсулина происходит внутриклеточная дегидратация, которая сопровождается потерей не только воды, но и азота и минеральных солей.

При патологии у пожилых и старых людей чаще развивается сахарный диабет, но при физических нагрузках, особенно протекающих в анаэробном режиме, у пожилых людей, раньше, чем у молодых, возникает гипогликемическое состояние, что значительно снижает работоспособность. Это объясняется тем, что повышенная потребность организма в углеводах (как важнейшем источнике энергии) при дефиците кислорода не соответствует гликогенным запасам и их восстановлению из-за сниженной концентрации и активности ферментов, участвующих в глюконеогенезе.

Нарушение углеводного обмена часто приводит к ожирению, к избыточной массе тела за счет увеличения содержания резервного жира. Так, при повышении содержания глюкозы в крови уменьшается использование резервного жира и освобождение жирных кислот, а при недостатке углеводов в организме (гипогликемии) увеличивается расход жира, мобилизованного из жировых депо.

Возрастное снижение двигательной активности и энерготрат, перестройка эндокринной системы у пожилых людей может привести к ожирению.

Возрастные изменения гормонального статуса приводят к нарушению метаболизма в жировых клетках. Так, тестостерон обладает выраженным липолитическим действием. К 65 годам его секреция снижается, и это приводит к снижению липолиза и повышению синтеза липидов. Эстрогены и прогестины у женщин также обладают липолитическим действием, но с возрастом, с повышением уровня андрогенов, у них изменяется тип ожирения, с преимущественным отложением жира в области живота - "мужской тип ожирения".

Существенные изменения у пожилых людей наблюдаются в обмене сложных липидов, в частности, фосфолипидов и холестерина.

Развитие преждевременного старения людей связано с нарушениями в сердечно-сосудистой системе и обусловлено, главным образом, образованием атеросклеротических бляшек из холестерина.

Содержание общего холестерина в плазме крови у мужчин 25-29 лет составляет около 4,61 ±0,05 ммоль/л, 65-69 лет - 5,77 ±0,1 ммоль/л (Комаров, 1981).

У пожилых людей снижается метаболизм холестерина и степень его расходования на синтез гормонов стероидной природы (половых, кортикостероидов) и других биологически активных веществ, что приводит к его накоплению в крови, развитию склеротических изменений в кровеносных сосудах, снижению их эластичности и прочности.

Запасание липидов в жировых депо зависит от энергетического баланса организма и двигательной активности. Известно, что длительные аэробные физические упражнения на уровне ПАНО (порог анаэробного обмена) приводят к увеличению использования липидов, повышению липолитического действия гормонов - катехоламинов, соматотропного и тестостерона.

Условия окружающей среды, особенно питание и характер физической активности, оказывают значительное влияние на содержание белков, углеводов, липидов крови и их обмен. Например, белки, содержащие необходимый набор незаменимых аминокислот, предупреждают отложение холестерина. Снижение холестерина рекомендуют осуществлять за счет снижения в рационе доли животных жиров и углеводов, но увеличения - растительных масел, содержащих незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты.

После 40 лет рекомендуется не более 60-70 г жира в суточном рационе, причем около половины должны составлять жиры растительного происхождения.

Полный отказ от жиров может привести не только к дефициту полиненасыщенных жирных кислот, но и к недостатку жирорастворимых витаминов, многие из которых являются природными антиоксидантами (А, Е).

Обмен воды тесно связан с обменом минеральных и органических веществ. При старении происходит частичное обезвоживание организма из-за несовершенства процессов терморегуляции и снижения величины основного обмена. Особенно быстрое снижение содержания внутриклеточной воды, как и угасание многих функций, происходит после 70-75 лет. Уменьшение содержания воды в миоцитах снижает у пожилых людей упругость и эластичность мышц.

Нарушение водного баланса у пожилых людей обусловлено действием нервно-гормональной регуляции и сопровождается частичным обезвоживанием тканей, а иногда и задержкой внеклеточной воды в организме. Такая задержка может возникнуть при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и почек, при голодании, а также при чрезмерном приеме с пищей поваренной соли. Обычно задержка воды в организме сопровождается развитием отеков.

Снижение уровня работоспособности в мышцах у пожилых людей связывают с уменьшением в них количества калия, фосфора и кальция.

Снижение механической прочности костной ткани связывают с нарушением фосфорно-кальциевого обмена в организме. Ионы калия и натрия особенно необходимы для нормального функционирования сердечной мышцы. Недостаток железа, йода, цинка и некоторых других элементов существенно сказывается на состоянии пожилых людей.

Дефицит минеральных веществ, выявленный при старении, необходимо восполнять, включая их дополнительно в пищевой рацион.

2.3 Особенности нейроэндокринной регуляции стареющего организма

Возрастные изменения в гомеостазе пожилых людей многие авторы связывают с нарушениями, которые протекают в нейрогуморальных механизмах регуляции. Изменяется функциональная активность мозга, к 75 годам вес мозга уменьшается и составляет около 56%, снижается лабильность многих его структур, уменьшается количество нервных волокон, скорость проведения нервных импульсов.

Биохимической основой возрастных изменений в деятельности мозга являются нарушения в обмене медиаторов - норадреналина, дофамина, ацетилхолина, гамма-аминомасляной кислоты и др.

Многие авторы связывают старение с состоянием гипоталамуса, который по нервным и гормональным путям регулирует состояние внутренней среды (гомеостаз) организма. При старении "надежность" гипоталамуса как высшего центра регуляции всех функций снижается. Большое значение при старении имеют сдвиги в системах "гипоталамус - гипофиз - половые железы". Концентрация половых гормонов изменяется по-разному. У мужчин снижается концентрация тестостерона (у мужчин 20-40 лет концентрация тестостерона в крови составляет 6,7 ± 5-8 мкг/л; 40-90 лет - 3,5±2,5 мкг/л), и возрастает содержание эстрадиола и прогестерона, а у женщин падает содержание женских половых гормонов на фоне повышения количества тестостерона. Концентрация гонадотропных гормонов, фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирущего (ЛГ), с возрастом увеличивается, что является компенсаторным механизмом поддержания функций половых желез.

При старении снижается активность щитовидной железы, основной обмен и нарушаются процессы терморегуляции. Также ослабевают функции бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. Инсулиновая недостаточность у пожилых людей снижает скорость утилизации глюкозы клетками и тканями организма, что может вызвать гипергликемию. Однако у пожилых людей достаточно долго сохраняется стабильность коркового слоя надпочечников, вырабатывающих кортикоиды, участвующие в глюконеогенезе. т.е., в синтезе глюкозы из веществ неуглеводной природы.

Атрофические процессы в большей части органов эндокринной системы осуществляются медленно. Исключения: глубокая инволюция вилочковой железы, заметное снижение веса и функции щитовидной железы, сопровождающееся уменьшением продукции тироксина до 25-40% после 60 лет, а у мужчин старше 60 лет наблюдаются изменения предстательной железы.

Комплекс гормональных расстройств лежит в основе метаболических сдвигов, нарушения энергообеспечения, снижения работоспособности и развития болезней у пожилых людей.

2.4 Особенности биоэнергетических процессов

Существенные изменения в клеточной биоэнергетике происходят на этапе образования, передачи и использования энергии в клетке.

Во многих клетках снижается потребление кислорода, уменьшается активность ферментов дыхательной цепи и содержание макроэргов (АТФ, КФ, и др.). С возрастом ухудшается синтез белков митохондрий, что вызывает нарушения всей энергетики клетки. Ухудшается основной обмен. Для взрослого человека величина основного обмена составляет 24 ккал на 1 кг веса в сутки, а для 75-летнего эта величина снижается до 84%. Если у детей бьльшая часть энергии тратится на рост и увеличение массы тела, то у пожилых людей из-за снижения интенсивности анаболических процессов и метаболизма в целом основной обмен существенно ухудшается. Уже в состоянии покоя у пожилых людей используется почти весь резервный энергетический фонд организма.

Генерация энергии - синтез АТФ происходят в ходе двух основных процессов - тканевого дыхания, протекающего в митохондриях, и гликолиза, протекающего в цитоплазме. На кристах митохондрий расположены дыхательные ферменты, которые переносят электроны с субстратов на кислород с образованием воды и энергии (частично в виде АТФ).

При старении происходит уменьшение количества митохондрий в клетках, появляются поврежденные митохондрии, снижается интенсивность окислительного фосфорилирования, что приводит к уменьшению образования энергии. Наряду с этим возникают процессы, связанные с возникновением компенсации, которые не могут обеспечить клетки энергией в полной мере. К ним относят появление гигантских митохондрий, активизацию гликолиза, образование, к примеру, в сердце большего количества АТФ на один моль потребляемого кислорода.

Возможности аэробного энергообеспечения за счет тканевого дыхания у пожилых людей ограничены в силу следующих основных причин:

· снижение уровня возможностей кардиореспираторной системы;

· снижение кислородной емкости крови (величина МПК в 50 лет составляет 70% от средневозрастной величины МПК, а к 70 годам - падает до 55%);

· снижение энергетических запасов организма (жировых, гликогенных);

· снижение количества и активности ферментов, участвующих в аэробном энергообеспечении;

· снижение содержания гемоглобина в эритроцитах крови и миоглобина в саркоплазме мышечных клеток;

· изменение в состоянии митохондриального аппарата (уменьшение количества и размера митохондрий и т.д.).

В старости во многих клетках относительно большее значение приобретает более древний, резервный путь энергообеспечения - гликолиз. При интенсивных нагрузках сердечно-сосудистая и дыхательная системы не могут обеспечить мышцы кислородом, что приводит к кислородному голоданию организма. Значительное увеличение лактата (молочной кислоты) в крови после выполнения стандартных нагрузок указывает на снижение возможностей тканевого дыхания и включение гликолиза в энергообеспечение. Усиление в сердечной мышце гликолиза - резервного энергетического фонда - способствует сохранению работы сердца. Однако образование лактата в сердечной мышце может привести к нарушению ритма сердца и к его повреждению. Незначительное увеличение лактата по сравнению с показателями молодых людей после выполнения максимальных нагрузок анаэробного характера свидетельствует о низком уровне возможностей гликолиза.

Устранение избытка лактата требует у пожилых людей обычно нескольких часов. В опытах на животных установлено резкое снижение (при старении) запасов гликогена в организме, повышение уровня неорганического фосфата, который ускоряет распад гликогена и замедляет его синтез. Экспериментально доказано, что количество креатинфосфата, например, в сердечной мышце старых животных падает на 40-50%. Следовательно, существенные недостатки анаэробных (алактатного и лактатного) механизмов энергообеспечения можно объяснить следующими причинами:

· снижением энергетических резервов (низкий уровень запасов гликогена и креатинфосфата);

· снижением мобилизационных возможностей (низкие концентрации фермента креатинкиназы, ферментов гликолиза и нарушение регуляторных механизмов);

· снижением устойчивости организма к метаболитам (лактату, пирувату и др.).

"Отказ" при выполнении нагрузок максимальной и субмаксимальной мощности у пожилых людей наступает значительно раньше, что является сигналом снижения мощности и эффективности анаэробного энергообеспечения. В мышечных клетках снижается активность миозиновой АТФ-азы - фермента, катализирующего гидролиз АТФ.

При старении снижается эффективность аэробного пути ресинтеза АТФ вследствие нарушения механизмов сопряжения дыхания и фосфорилирования, в результате чего бьльшая часть энергии переходит в тепловую, что понижает К.П.Д. этого способа образования АТФ.

Кроме основных путей окисления в организме (тканевого дыхания и гликолиза) существуют и другие пути, в частности, микросомальное окисление (гидроксилирование). В этом случае кислород включается в состав окисляемых веществ. Данный процесс не имеет энергетического значения. Основное назначение микросомального окисления состоит в обезвреживании ядовитых веществ, в снижении их токсичности. Г.И. Парамонова в своих исследованиях показала, что к старости снижается способность ферментов этой системы защищать организм от токсических веществ.

2.5 Особенности питания в пожилом возрасте

Питание - сложный физиолого-биологический процесс утилизации смеси различных веществ, поступающих извне с пищей, и превращение их в структурные элементы организма и энергию, необходимую для различных функций. Для каждого возраста разработаны гигиенические нормы питания. Вопросами питания людей пожилого и старческого возраста занимается геродистика. Теоретические основы этой отрасли медицинских знаний разработаны академиком А.А. Покровским и его сотрудниками в Институте питания АМН.

Основными принципами питания являются:

1. Энергетическая сбалансированность питания с фактическими энерготратами стареющего организма.

В пожилом возрасте закономерно снижается основной обмен, затраты на физическую работу, потому и энергоемкость пищи также надо снижать по мере старения организма в общей сложности на 1/3 в период от 30 до 70 лет. Если энергетическую ценность суточного рациона в возрасте от 20 до 30 лет принять за 100%, то в 31-40 лет она должна составлять 97%, 41-50 лет - 94%, 51-60 лет - 86%, 61-70 лет - 79%. Ограничительная диета как бы растягивает траты энергии, в этих условиях мобилизуются адаптивные механизмы, направленные на уменьшение метаболических трат организма, использование более экономных путей обеспечения функций.

2. Лечебно-профилактическая направленность питания.

У людей пожилого возраста часто развиваются атеросклероз, диабет, ожирение, гипертония и другие заболевания. Для предупреждения этих болезней рекомендуют снижение содержания в пище холестерина до 200-300 мг в сутки, жира - до 25-30% от общей энергетической ценности пищи, оптимальное содержание жиров растительного происхождения должно быть не менее 1/3 от общего суточного количества жира. В. Рис установил, что люди, страдающие ожирением, живут в среднем на 6-8 лет меньше. Пищу рекомендуют обогащать липотропными веществами, нормализующими жировой обмен (метионин, холин, фосфолипиды, лецитины и т.д.), пищевыми волокнами и продуктами моря. Количество углеводов должно составлять 55-60% от общей энергетической ценности. С пищей рекомендуется принимать преимущественно сложные углеводы со слабо- и неперевариваемой клетчаткой, пектиновыми веществами. Количество легкоусвояемых сахаров должно быть снижено до 30-35 г в сутки. Содержание белков в пище не должно превышать 1 г на 1 кг массы тела. Для поступления необходимых незаменимых аминокислот важно, чтобы количество животных белков было больше, чем растительных. Потребность в животных белках рекомендуют покрывать за счет белков молочных продуктов и рыбы. При этом рекомендуют молочную пищу сочетать с растительной. Овощи и фрукты - важнейший источник витаминов и минеральных элементов.

3. Сбалансированность рациона по незаменимым факторам питания.

С возрастом для оптимального обмена веществ важно не только абсолютное содержание различных пищевых веществ, но и их соотношение. На основании клинических исследований установлено, что в старости соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять 1,0: 0,8: 3,5.

4. Щелочная направленность питания.

Снижение интенсивности обменных процессов, изменение функции почек, развитие тканевой гипоксии - предпосылки метаболического ацидоза. Следовательно, для поддержания гомеостаза, рН среды пища должна содержать вещества с основными свойствами (фрукты, овощи, молочные продукты).

5. Нормализация микрофлоры кишечника.

У пожилых людей преобладает гнилостная микрофлора, продукты жизнедеятельности которой токсичны. Нормальная микрофлора кишечника определяет витаминную обеспеченность организма. Аэробная микрофлора синтезирует многие витамины.

6. Обогащение пищи алиментарными геропротекторами.

К данным факторам, кроме ограничивающей диеты и обогащения пищи витаминами и витаминными комплексами, относят минеральные элементы (магний, марганец, медь, цинк, селен) и антиоксиданты. В ходе жизнедеятельности образуются свободные радикалы, повреждающие молекулы, органоиды и клетки и способствующие старению. Вместе с тем, существует система антиоксидантов, связывающая и обезвреживающая свободные радикалы. К системе антиоксидантов относят ряд витаминов (А, Е, С, Р и др.), некоторые ферменты, красящее вещество свеклы - бетанидин и некоторые другие вещества. При старении снижается мощность систем антиоксидантной защиты, поэтому дополнительный прием антиоксидантов задерживает накопление холестерина, жирных кислот и повышает эффективность тканевого дыхания.

7. Режим питания определяет усвояемость пищи.

Наиболее рациональным является четырехразовое питание. Первый завтрак должен составлять 25% от общей суточной энергетической ценности, второй - 15%, обед - 35% и ужин - 25%.

Правильное питание, подвижный и здоровый образ жизни, минимум стрессов и максимум душевного равновесия - залог долголетия.

2.6 Обоснование методики занятий физической культурой с пожилыми людьми

Снижение уровня многих метаболических процессов энергообеспечения организма у пожилых людей сочетается со снижением двигательной активности, что может привести к необратимым расстройствам функционирования физиологических систем, которые проявляются снижением их приспособительных реакций к условиям внешней среды и к ускоренному, преждевременному старению.

Разработка средств, предупреждающих старение, увеличивает продолжительность жизни. Оптимальные физические нагрузки являются одним из средств, улучшающих здоровье, повышающих жизненный тонус и замедляющих процессы старения. Физические нагрузки, их характер, дозирование, должны проводиться под контролем врача, с учетом возрастных и индивидуальных особенностей человека. При этом следует учитывать пониженную работоспособность стареющего организма, снижение уровня функциональных возможностей сердечно-сосудистой, иммунной и других систем, а также механизмов адаптации.

Задача преподавателя - тренера по физической культуре - строить индивидуальные программы с учетом возраста, степени подготовленности и здоровья. Давно известно влияние мышечной деятельности на изменение активности генетического аппарата, на биосинтез белка. Ограничение движения особенно плохо влияет на пожилых людей. Есть немало наблюдений о высокой двигательной активности долгожителей. Высокая двигательная активность, тренируя системы организма, повышает уровень адаптации, делает его более устойчивым к действию повреждающих факторов. Двигательная активность, физические нагрузки уменьшают кислородную "стоимость" работы, деятельность сердечной мышцы становится более экономной, улучшается кровоснабжение тканей, увеличивается число митохондрий, мобилизуется весь комплекс мышечных сокращений и т.д. Весь этот комплекс повышает устойчивость организма и предупреждает старение. И.А. Аршавский выдвинул концепцию "правило скелетных мышц". Он указывал на связь между двигательной активностью и видовой продолжительностью жизни. Заяц живет дольше, чем его малоактивный родственник кролик, лошадь - дольше коровы и т.д. Дозированными нагрузками была продлена жизнь кролика до "заячьих" сроков. Академик Н.М. Амосов на собственном примере пропагандировал активную физическую жизнь. В.И. Зациорский проанализировал фактический материал о влиянии физической активности на снижение заболеваемости и смертности от ишемической болезни сердца.

При старении ослабевают процессы возбуждения и торможения, влияние коры головного мозга на нейроны спинного мозга, что отражается на двигательной активности и способности длительно производить работу. Сдвиги в двигательной активности - результат изменений во всех звеньях регуляции. Эти изменения сказываются на точности движений, способности выполнять двигательный комплекс, работоспособности. Реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку в пожилом возрасте указывает на ограничение резервных возможностей организма, снижение эффективности его деятельности. Это проявляется в уменьшении максимально возможной нагрузки, уровня максимального потребления кислорода. Уменьшаются резервы прироста при нагрузке минутного объема сердца. При этом гиподинамическое обеспечение отстает от роста энергетических запросов при работе, что приводит к более раннему вовлечению анаэробных механизмов энергообеспечения и снижению порога анаэробного обмена.

У пожилых и старых людей наблюдается замедленное развитие изменений гиподинамических и дыхательных показателей, вызванных мышечной работой. Это проявляется в удлинении периода врабатывания. После выполнения мышечной работы характерно замедленное восстановление различных функций, особенно со стороны сердечно-сосудистой системы.

Для поддержания работоспособности пожилых людей, жизненного тонуса, здоровья им рекомендуют общеукрепляющие нагрузки небольшой мощности и интенсивности, аэробной направленности и тренирующие все жизненно важные функции организма. Такие упражнения, как ходьба, велосипед, лыжные прогулки умеренного темпа, наиболее соответствуют особенностям метаболизма и энергообеспечения пожилых людей.

Так как восстановительный период после выполнения таких нагрузок более длительный, то рекомендуют чаще во время их выполнения устраивать отдых до восстановления. Выполнение физических упражнений (особенно на свежем воздухе) повышает активность окислительных процессов, задерживает развитие атеросклероза, значительно увеличивает возможности сердечно-сосудистой системы организма пожилых людей.

Следует отметить, что такое качество двигательной работы, как общая выносливость, утрачивается медленнее в процессе старения, чем скоростная или силовая. При занятиях с пожилыми людьми рекомендуется ограничивать нагрузки скоростно-силового характера, особенно нагрузки, связанные со скоростной или силовой выносливостью. Нагрузки такого характера могут привести к повышению кровяного давления, нарушению дыхания и кровообращения, нарушениям в опорно-двигательном аппарате, перелому костей. Следует ограничивать прыжки в высоту, длину, резкие наклоны и другие гимнастические упражнения. Чрезмерные, недозированные физические нагрузки у пожилых людей могут стать причиной развития различных заболеваний, травм и даже гибели.

Костно-мышечная система пожилых людей имеет существенные недостатки:

· уменьшение объема мышечной массы;

· уменьшение количества мышечных волокон и их диаметра;

· увеличение жировых включений в мышечные клетки;

· снижение АТФ-азной активности миозина;

· снижение гликогенных и креатинфосфатных запасов в скелетных мышцах и их мобилизация, и т.д.

В костях уменьшается содержание минеральных веществ, с годами происходит постепенная потеря кальция, снижается объем костной ткани, начиная с 40 лет (у женщин - 2-3% в год), и уменьшается рост (к 70 годам приблизительно на 5 см). Изменяется осанка, появляется риск патологических переломов.

У пожилых людей интенсивные физические нагрузки не могут обеспечить работающие мышцы кислородом. В этих условиях возрастает кислородный долг, хотя его абсолютная величина всегда ниже, чем у молодых. Не успевает за потребностями организма и дыхательная система. Сдвиги в кровоснабжении мозга снижают энергетику нервных клеток, и это приводит к более быстрому утомлению. Следовательно, физические нагрузки должны соответствовать состоянию здоровья, важнейших систем организма. Относительная заторможенность, низкий эмоциональный статус организма обусловливают включение в занятия с пожилыми людьми элементов игры, музыкального сопровождения занятий. Однообразные физические упражнения вызывают более быстрое утомление.

Занятия с пожилыми людьми рекомендуют проводить на воздухе с целью активизации окислительных процессов в организме. Резкая смена условий внешней среды (температуры, влажности, давления) может оказать неблагоприятное влияние на работоспособность и состояние здоровья пожилых людей. С возрастом надежность работы центров терморегуляции снижается.

Здоровье должно стать естественной потребностью, выражением морального облика современного человека 21-го века.

Знание закономерностей биохимических процессов, протекающих при старении, необходимо тренерам-педагогам для оценки состояния здоровья, составления программ по физической культуре, управления тренировочным процессом в группах здоровья и в группах лечебной физкультуры.

Список литературы

Основная литература

Биохимия мышечной деятельности: учебник / Н.И.Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. - Киев: Олимпийская литература, 2000. - 504 с.

Вдовиченко, Л.М. Биохимические аспекты занятий физическими упражнениями различных возрастных групп. Лекция. / Л.М. Вдовиченко, И.А. Сытинский. - Л.: ГДОИФК им. П.Ф. Лесгафта, 1985. - 13 с.

Возрастная биохимия: Учебное пособие. - СПб.: Петербургский педиатрический институт, 1992.- 61 с.

Гериатрия: Учебное пособие. / Д.Ф. Чеботарев, В.В. Фролькис, О.В. Коркушко и др.; под ред. Д.Ф. Чеботарева.- М.: Медицина, 1990.- 240с.

Михайлов, С.С. Спортивная биохимия: учебник / С.С. Михайлов. - СПб.: ГАФК им. П.Ф. Лесгафта., 2002.- 252 с.

Яковлев, Н.Н. Биохимия спорта / Н.Н. Яковлев. - М.: ФиС, 1974.- 288с.

Дополнительная литература

Биология старения. / Под ред. В.В. Фролькиса. - Л., 1982.- 280с.

Давыдовский, И.В. Геронтология / И.В. Давыдовский. - М., 1966.- 280с.

Држевицкая, И.А. Эндокринная система растущего организма. Учебное пособие для вузов. / И.А. Држевицкая. - М.: Высшая школа, 1987.- 207с.

Комаревцев, Л.Н. Возрастная биохимия физических упражнений / Л.Н. Комаревцев. - Л.: ГДОИФК им. П.Ф. Лесгафта, 1974.- 13с.

Оптимальные режимы двигательной активности у детей и взрослых в норме и патологии. /Под ред. В.Л. Уткина. - М.: ВНИИМИ, 1981.- 82с.

Рогозкин, В.А. Питание спортсменов / В.А. Рогозкин, А.И. Пшендин, Н.Н. Шишина. - М.: ФиС, 1989.- 160с.

Солодков, А.С. Возрастная физиология. Учебное пособие. / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. - СПб.: ГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 2001.- 187с.

Черемисинов В.П. Биохимическое обоснование методики занятий физическ5ими упражнениями с лицами разного возраста. Лекция. - М., ГЦОЛИФК, 1979.- 15с.

Размещено на Allbest.ru