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, Вс (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.