Тема 6.4 Возрастные особенности биохимического состояния организма. Методы контроля

План изучения темы

1. Биохимические особенности растущего организма.

2. Биохимические особенности стареющего организма.

3. Методы контроля

Краткое изложение теоретических вопросов:

Методика занятий физическими упражнениями с лицами разного возраста характеризуется, рядом отличительных черт. В основе этих различий лежат особенности растущего, зрелого и стареющего организма. Особенно осторожным надо быть при занятиях физической культурой с детьми и лицами преклонного возраста. Это связано с наибольшей уязвимостью растущего и стареющего организма к различного рода воздействиям, в том числе и физическим упражнениям.

Период роста характеризуется неинтенсивным, синтезом белка и нуклеиновых кислот. Происходит увеличение процентного отношения мышечной ткани ж весу тела.

Интенсивный синтез белков и нуклеиновых кислот требует значительных энергетических затрат.

Для ребенка характерна также повышенная двигательная активность и значительные теплопотери (отношение поверхности тела к весу у детей выше, чем у взрослых). Это также, требует значительных затрат энергии.

Высокий уровень энергозатрат растущего организма обеспечивается высокой интенсивностью процессов аэробного окисления. Это связано с постоянной напряженностью в работе дыхательного и сердечно-сосудистого аппарата. В то же время для детей характерны относительно низкие функциональные возможности органов дыхания и кровообращения, невысокая кислородная емкость крови и организма в целом, связанная с понижением содержания гемоглобина и миоглобина, несовершенство механизма регуляции дыхания и кровообращения.

Для растущего организма характерны также пониженные анаэробные возможности. Это связано с относительно низким содержанием креатинфосфата и гликогена, ограниченными буферными возможностями организма, меньшей устойчивостью к продуктам анаэробного обмена.

Для стареющего организма характерно общее снижение интенсивности обменных процессов, значительное снижение пластического обмена. Процесс распада белков начинает преобладать над их синтезом, что приводит к снижению содержания общего белка и его фракций в клетках и жидкостях организма. Атрофируются многие нервные, мышечные и др. клетки, снижается содержание и активность белков-ферментов, содержание гемоглобина крови и миоглобина мышц.

Снижается содержание мобильных источников энергии, уменьшаются буферные возможности и устойчивость ферментов к изменениям рН внутренней среды.

К старости увеличивается содержание солей в костной ткани, что снижает их эластичность и повышает ломкость. Снижается эластичность и прочность связок, ухудшается кровоснабжение мышц и других органов и тканей. Все это делает опасным для здоровья выполнение интенсивных упражнений скоростного и скоростно-силового характера: спринтерского бега, различных прыжков, упражнений с большим отягощением и т. п.

К старости происходит снижение функций желез внутренней секреции, в том числе обеспечивающих «готовность организма к работе» — повышение активности ферментов энергетического обмена, снабжение работающих мышц энергетическими субстратами и т.п.

Задача физических упражнений в пожилом возрасте – замедлить развитие возрастных изменений и сохранить работоспособность.

Лицам пожилого возраста всесторонне воздействовать на организм, умеренная интенсивность работы и достаточное время для отдыха.

С момента рождения до 11-12 лет наблюдается быстрое снижение скорости роста (детский возраст). В последующие 3-4 года (подростковый возраст) скорость роста резко возрастает. Происходит так называемый скачок роста, обусловленный наступлением периода полового созревания. У девочек он приходится на возраст 12-13 лет, у мальчиков- 14-15 лет. В дальнейшем (юношеский возраст) скорость роста снижается ниже уровня, который был до скачка, и к 16-17 годам у девочек и к 18-19 годам у мальчиков рост полностью прекращается.

Рост живого организма - это процесс интенсивного синтеза белков и нуклеиновых кислот. В соответствии с этим потребность в белках у детей значительно выше, чем у взрослых. В период роста происходит увеличение размеров и веса всех органов и тканей. Особенно интенсивно увеличивается мышечная масса. Возрастает процентное отношение мышечной массы к весу тела. Особенно активно синтезируются мышечные белки в период полового созревания. В этот период заметно увеличивается мышечная сила и быстрота.

Интенсивный синтез белков и нуклеиновых кислот требует значительных энергетических затрат. Высокий уровень энерготрат растущего организма обеспечивается интенсивно идущими процессами аэробного окисления. Эго находит отражение в более высоком, чем у взрослых, потреблении О₂ на 1кг веса тела (общее количество потребляемого в единицу времени О₂ у взрослых выше из- за большего веса тела).

Повышенное потребление О₂ обеспечивается постоянным напряжением в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В тоже время для детей характерен более низкий уровень развития систем организма, обеспечивающих потребление, транспорт и использование О₂ клетками организма. У детей слабее развиты дыхательные мышцы, ниже диффузионная способность легких.

В детском возрасте ниже кислородная емкость крови, обусловленная пониженным содержанием гемоглобина в крови. Ограниченные возможности детей потреблять кислород и небольшие запасы его в организме объясняются также невысоким содержанием миоглобина. Растущий организм уступает взрослому и по количеству, и по активности ферментов, осуществляющих аэробные превращения.

Еще одним и фактором, ограничивающим возможности аэробного обмена у детей и подростков, является высокая степень разобщения окисления с фосфорилированием (то есть перенос пары водородов с НАД _* Н₂ по дыхательным ферментам на кислород очень часто сопровождается ресинтезом не трех, а меньшего количества молекул АТФ).

Ограниченность углеводных ресурсов организма объясняется тем, что часть углеводов используется в качестве строительного материала.

При выполнение мышечной работы содержание сахара в крови у детей и подростков снижается значительно быстрее, чем у взрослых. Это объясняется не только меньп3ими запасами углеводов в печени и в организме в целом, но и особенностями регуляции углеводного обмена, выражающимся в недостаточной мобилизационной способности печени к выделению сахара в кровь.

Таким образом, растущий организм характеризуется высокой интенсивностью обменных процессов, преобладанием процессов ассимиляции над диссимиляцией, что обеспечивает его рост и развитие. Это приводит к высокой интенсивности процессов энергообмена в организме. Кроме того, повышенные энерготраты организма детей и подростков связанны G их повышенной двигательной активностью и большой теплоотдачей.

Большие энерготраты растущего организма приводят к тому, что системы аэробного энергообеспечения даже в состоянии покоя функционируют с большой напряженностью.

Наряду с ограниченными аэробными возможностями, растущий организм характеризуется невысокими анаэробными возможностями. Ограниченные возможности креатинфосфатного механизма ресинтеза АТФ в растущем организме связанны преимущественно с невысоким содержанием креатинфосфата в мышцах. Увеличение содержания креатинфосфата в мышцах происходит параллельно с ростом организма вплоть до зрелого возраста.

Ограниченные возможности гликолитического механизма энергообеспечения связанны с пониженным содержанием гликогена в мышцах, меньшим возможностям буферных систем организма, более низкой устойчивостью к продуктам анаэробного обмена и меньшей активностью ряда ферментов гликолиза,

Небольшие анаэробные возможности с одной стороны, и высокая интенсивность аэробных процессов, с другой - определяют более высокую скорость восстановительных процессов у детей и подростков.

У детей и подростков сравнительно низкая мощность и устойчивость деятельности желез внутренней секреции. Некоторые вырабатываемые ими гормоны (адреналин) выполняют важные функции при работе. Они способствуют лучшему обеспечению работающих мышц и других органов и тканей источниками энергии, повышают активность ферментов, осуществляющих химические реакции. Особенностями растущего организма позволяет детям и подросткам сравнительно легко переносить кратковременные интенсивные нагрузки, при которых энергетическое обеспечение осуществляется преимущественно за счет расщепления креатинфосфата, При менее интенсивной, но более продолжительной нагрузке (от 20-30сек. до 4-5 мин) большое значение приобретают гликолитические механизмы энергообеспечения.

Таким образом, дети и подростки проявляют сравнительно невысокую работоспособность в упражнениях, требующих проявления выносливости. Особенно трудны и даже опасны для здоровья юных спортсменов упражнения на выносливость лактатной анаэробной направленности. Развитие скоростной выносливости целесообразно проводить не ранее 17-18 лет. В 19-20-летнем возрасте создаются оптимальные предпосылки для достижения высоких результатов в скоростно-силовых видах легкой атлетики, оптимальные предпосылки к достижению высоких результатов создаются в возрасте 22-24 лет и старше.

При занятиях с юными спортсменами не следует применять очень больших физических нагрузок. Не рекомендуются длительные усилия и статистические напряжения. Наиболее целесообразны кратковременные интенсивные упражнения, разнообразные по характеру, с достаточным временем отдыха. При многолетней тренировки следует ориентироваться на постепенное возрастание объема, а не интенсивности тренировочных нагрузок.

К периоду старения относят возраст с 55 лет для женщин и с 60 лет для мужчин (возможны значительные индивидуальные колебания).

Стареющий организм характеризуется рядом особенностей, отличающих его от растущего и зрелого организма. Прежде всего, это общее снижение интенсивности обменных процессов.

Интенсивность обмена веществ у лиц разного возраста.

С возрастом происходит не только общее снижение интенсивности белкового обмена, но и нарушение динамического равновесия между процессами распада и синтеза белков в организме. Процессы распада белков начинают преобладать над их синтезом. Это приводит к уменьшению общего числа белков в организме, структурных белков, белков-ферментов, эритроцитов и гемоглобина в крови, миоглобина в мышцах и других белков. Уменьшается число клеток в головном мозгу и других тканях и органах, происходит атрофия части мышечных волокон. Наблюдается значительное изменение мышечной массы в организме. Уменьшение белков в организме приводит к снижению функциональных возможностей важнейших органов и тканей: сердца, легких, печени и др., К снижению ферментативных систем.

В основе указанных изменений белкового обмена лежат две главных причины. Во-первых, уменьшение содержания в тканях нуклеиновых кислот, несущих генетическую информацию о порядке аминокислот в тканевых белках и играющих важную роль в процессах синтеза белка; во-вторых, снижение интенсивности окислительных реакций, дающих энергию, необходимую для биосинтетических процессов. Снижение интенсивности окислительных процессов в состоянии покоя и снижение способности организма усиливать аэробный обмен при работе, в результате происходит снижение возможностей функциональных систем, ответственных за транспорт кислорода, так и систем его использования в тканях. Снижение поступления кислорода в ткани происходит главным образом в результате уменьшения сердечной производительности, содержания гемоглобина в крови, ухудшение кровоснабжения тканей, обусловленного уменьшением числа капилляров и их проницаемости.

Наряду со снижением аэробных возможностей происходит снижение и анаэробных. Вследствие уменьшения запасов креатинфосфата и снижение активности соответствующих ферментов понижается метаболическая емкость и мощность алактатного анаэробного процесса. Это является одной из причин уменьшения способности выполнять скоростные и скоростно-силовые упражнения и снижения скоростной выносливости. Понижение анаэробных возможностей отражается в размерах кислородного долга, образующегося у лиц преклонного возраста при выполнение максимальной работы. Великая кислородного долга, которую 20-30-летний человек может образовать при выполнение максимальной работы, к 50 годам снижается на 40%, а к 65 годам — на 60%. Соответственно снижается работоспособность в упражнениях анаэробной направленности.

В качестве одной из причин снижения работоспособности с возрастом выступают изменения в минеральном обмене. С возрастом в мышцах происходит снижение фосфора, кальция, калия и др. Известно, что содержание калия в мышцах находится в прямой связи с их работоспособностью. Возможно, что снижение концентрации калия в мышцах и является одной из причин возрастного уменьшения работоспособности. С возрастом снижается функция желез внутренней секреции, которые принимают участие в процессе подготовки организма к выполнению работы.

В пожилом возрасте снижается степень оводнения организма. Снижение степени оводнения мышц наряду с изменением их белкового состава влечет за собой изменение их коллоидного состояния, что, в свою очередь, приводит к снижению их упругости и механической прочности.

В пожилом возрасте снижается также эластичность и прочность костной ткани, кровеносных сосудов. Поэтому выполнение упражнений скоростного и скоростно-силового характера для лиц пожилого возраста опасно.

Основная задача физической культуры в пожилом возрасте — замедлить развитие возрастных изменений, способствовать сохранению работоспособности стареющего организма.