Изменение интенсивности обмена белка у лиц разного возраста

Результатом замедления белкового обмена является снижение скорости обновления белковых структур, белков-ферментов, других белков, уменьшение регенерации клеток и тканей. В стареющем организме нарушается динамическое равновесие между анаболическими и катаболическими превращениями белка. Процессы распада белка начинают преобладать над процессами их синтеза. Это приводит к уменьшению общего содержания белка в организме: становится меньше сократительных белков, белков-ферментов, гемоглобина, миоглобина и др. В результате снижается количество клеток в головном мозгу, других органах и тканях, происходит атрофия части мышечных волокон, а в оставшихся уменьшается количество миофибрилл. Особенно заметно уменьшается объем мышечной массы. Так Бюргер наблюдал снижение мышечной массы в организме одного и того же человека с 35,8 кг в возрасте 30 лет до 22,8 кг в 70 лет.

Уменьшение содержания белков в организме приводит к снижению ферментатиыной активности. Так, АТФ-азная активность миозина к 75 годам снижается на 70% и более.

Все это сопровождается ограничением функциональных возможностей важнейших органов и тканей: сердца, легких, печени, почек, мышечной ткани и др.

Параллельно с уменьшением содержания белка в организме происходит ухудшение двигательных способностей. Снижаются показатели скоростно-силовых способностей, выносливости, гибкости, происходит нарушение координационных способностей. Так к 60 годам силовые показатели важнейших мышечных групп уменьшаются на 20-40%, на 10-40% снижаются показатели быстроты движений.

Следует заметить, что возрастное снижение двигательных способностей, функциональных возможностей различных органов и тканей, связано не только с процессами в самих этих органах, но и с изменениями в центральной нервной системе.

Причинами изменений белкового обмена являются, во-первых, уменьшение содержания в тканях нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), несущих генетическую информацию о порядке расположения аминокислот в тканевых белках и играющих важнейшую роль в процессах их синтеза; во-вторых, снижение интенсивности окислительных реакций, дающих энергию, необходимую для биосинтетических процессов. Образуется своеобразный замкнутый круг. Уменьшение объема веществ – носителей генетической информации (ДНК) и веществ, реализующих эту информацию (РНК), влечет за собой ограничение синтеза функционально необходимых белков (в том числе и белков-ферментов, в частности, ферментов окислительных превращений). Это, в свою очередь, снижает интенсивность окислительных превращений, дающих энергию для синтеза нуклеиновых кислот и белков.

Из этих двух причин возрастных изменений, по мнению Н.Н. Яковлева (1970), более доступны нашим воздействиям окислительные превращения. Влияя на интенсивность окислительных превращений физическими упражнениями, можно замедлить возрастные изменения.

Снижение интенсивности аэробного окисления в состоянии покоя и диапазона его возможного увеличения при мышечной работе у лиц пожилого возраста происходит как в результате понижения функциональных возможностей органов и систем, ответственных за потребление и транспорт кислорода, так и ухудшения его использования в тканях.

Уменьшение поступления кислорода в ткани происходит, в первую очередь, в результате уменьшения сердечной производительности, содержания гемоглобина в крови, ухудшения кровоснабжения тканей, обусловленного уменьшением количества капилляров и проницаемости их стенок, понижения концентрации миоглобина в тканях.

Снижение способности тканей использовать кислород связано с уменьшением количества и активности ферментов аэробного окисления, количества митохондрий, в которых эти ферменты локализованы.

С возрастом уменьшаются запасы лабильных источников энергии, в частности гликогена, хотя общие энергетические ресурсы могут увеличиваться за счет увеличения содержания резервного жира.

Наряду с ограничением возможностей аэробного окисления снижаются и анаэробные способности. Вследствие уменьшения запасов креатинфосфата и снижения активности соответствующих ферментов понижается мощность и емкость алактатного анаэробного пути ресинтеза АТФ. Это является одной из главных причин понижения скоростно-силовых способностей и скоростной выносливости.

В ещё большей степени понижаются возможности анаэробного гликолиза. В основе этого лежит уменьшение содержания гликогена в мышечной ткани, снижение активности ферментов гликолиза и их устойчивости к изменениям рН внутренней среды, понижение емкости буферных систем, снижение устойчивости различных систем организма к повышенным концентрациям продуктов анаэробного обмена.

Понижение анаэробных возможностей отражается в размерах кислородного долга, образующегося у лиц пожилого возраста при выполнении интенсивной мышечной работы. Так, величина кислородного долга, которую 20-30-летний может образовать при выполнении работы субмаксимальной мощности, к 50 годам уменьшается на 40%, а к 60 года – на 60%. Одновременно с этим снижается работоспособность в упражнениях субмаксимальной мощности. Так, интенсивность работы, которую 20-30-летние могут удерживать в течение 3 минут, к 50 годам снижается на 38%, к 60 – на 42%, к 65 - на 50% (рис. 71).

Рис. 71. Падение физической работоспособности в упражнениях субмаксимальной мощности с увеличением возраста испытуемых

Происходит также падение работоспособности в упражнениях как максимальной, так и большой и умеренной мощности.

Кроме указанных выше, существуют и другие причины падения работоспособности с возрастом. Так, в мышечной ткани снижается содержание неорганического фосфата, ионов кальция, калия. Все эти минеральные соединения имеют непосредственное отношение к регуляции процессов при мышечной деятельности и уменьшение их содержания в организме человека несомненно отражается на работоспособности.

С возрастом снижается функция желез внутренней секреции и, соответственно, продукция гормонов. Выработка гормонов может и не изменяться, но уменьшается ответ на их появление органов-мишеней из-за разрушения в них части рецепторов.

У пожилых людей физические нагрузки не вызывают такой реакции со стороны желез внутренней секреции, как у молодых людей, что тоже может быть причиной пониженной работоспособности.

Еще одной причиной снижения работоспособности у пожилых людей может быть ухудшение нервной регуляции обменных процессов, рассогласование в деятельности различных органов и систем организма, участвующих в обеспечении мышечной работы.

В пожилом возрасте снижается содержание воды в организме. Уменьшение оводнения мышц, связок, сухожилий влечет за собой изменение коллоидного состояния белков и, как следствие этого, уменьшение их эластичности, механической прочности. Так, модуль упругости мышц к 75 годам уменьшается в 6 раз по сравнению с 20-30 летним возрастом.

Помимо этого, у пожилых людей уменьшается прочность костной ткани, эластичность и прочность стенок кровеносных сосудов. Поэтому упражнения скоростного и скоростно-силового характера (скоростной бег, прыжки, упражнения с большим отягощением и т.п.) для лиц пожилого возраста становятся опасными.

Основная задача занятий физическими упражнениями в зрелом и пожилом возрасте – замедлить развитие возрастных изменений, способствовать сохранению работоспособности. Многочисленные научные данные и практика занятий физическими упражнениями свидетельствуют о том, что мышечная тренировка в пожилом возрасте не только предупреждает инволюционные изменения, но и приводит некоторые биохимические показатели к уровням, соответствующим людям более раннего возраста.

Для пожилых людей рекомендуются физические упражнения, оказывающие всестороннее воздействие на организм, умеренная интенсивность работы, достаточные интервалы отдыха между повторными упражнениями и тренировочными занятиями. Для пожилых людей опасен не большой объем работы, а высокая интенсивность.

Положительный эффект занятий усиливается при их проведении в условиях, вызывающих положительные эмоции: в лесу, в парке и т.п.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Какие особенности характерны для протекания обменных процессов в различные периоды жизни: роста, зрелости, старения?

2. Дайте характеристику энергетическим ресурсам и особенностям функционирования систем энергообеспечения у детей и подростков.

3. Какие биохимические особенности ограничивают работоспособность детей и подростков в упражнениях, требующих проявления различных компонентов выносливости?

4. Дайте биохимическое обоснование особенностям построения занятий физической культурой и спортом с детьми и подростками.

5. Дайте биохимическое обоснование оптимальным срокам развития у детей и подростков силы, быстроты и различных компонентов выносливости.

6. Какие биохимические процессы, протекающие в организме стареющего человека, приводят к снижению прочности и эластичности связок, сухожилий, стенок кровеносных сосудов, мышечной и костной ткани?

7. Каковы причины пониженных возможностей производства энергии в аэробных и анаэробных процессах у лиц пожилого возраста?

8. Какие изменения в протекании обменных процессов у лиц пожилого возраста могут быть скорректированы средствами физической культуры?

9. Охарактеризуйте особенности методики занятий физическими упражнениями с лицами пожилого возраста и дайте им обосновывание с учетом особенностей протекания биохимических процессов.