Механизмы снижения работоспособности при старении.

Часто читают:
Физические упражнения при целлюлите
Упражнения для стройности ног
Талая вода


Питание для продления жизни

Питание, здоровье и продолжительность жизни
Когда становятся стариками
В чем сущность старения
Ускорители старения
Избыточный вес
Умеренно - ограниченное питание
О калорийности питания
За счет чего надо ограничивать питание
Свойства жиров предупреждать атеросклероз
Холестерин - враг или друг?
Сливочное масло
Белки
Витамины
Противосклеротические витамины
Картофель
Минеральные соли
Оздоровители кишечника
Режим питания

 

 

Работоспособность и возраст.

Старость тихо и коварно подкрадывается к человеку. Сегодня уже не радует то, что вчера еще приносило удовлетворение; желаемое все труднее и труднее становится действительным. Да и сами желания, интересы человека все более и более ограничиваются. Казалось бы, прошло совсем немного времени, а ведь то, что делалось еще недавно легко и просто, сейчас выполняется с трудом. Морщины на лице, складки на коже, седые волосы - все это может беспокоить, но еще не волнует человека. Хуже другое. Усталость, снижение работоспособности и в связи с этим определенная отрицательная эмоциональная настроенность. В человеческом обществе труд, плодотворная деятельность - источники глубочайшего удовлетворения. Стремление к созиданию, творчеству неотделимо от психической сущности человека. Вот почему долголетие мыслится в неразрывной связи с активностью, общественной пользой, творческим трудом.

Отсюда понятна важность раскрытия механизмов снижения работоспособности в старости и возможности его предупреждения.

В решении этой проблемы объединены усилия специалистов разных отраслей знания: физиологов, стремящихся раскрыть основные закономерности изменения работоспособности, механизмы ее регуляции; биохимиков, улавливающих связь работоспособности с обменными сдвигами; гигиенистов, пытающихся найти наиболее рациональные режимы труда и отдыха для людей различного возраста; клиницистов, встречающихся с жалобами людей на утомляемость и т. д.

С возрастом снижается как умственная, так и физическая работоспособность человека. Следует подчеркнуть условность подобного разграничения. С одной стороны, физическое напряжение, движение, мышечная деятельность всегда связаны с психическим миром человека. Еще И. М. Сеченов писал: "Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге - везде окончательным фактором является мышечное движение".

Конечно, современный человек стал более сдержанным, он скупыми жестами выражает свое эмоциональное отношение к окружающему. Тракторист, шофер, счетный работник - профессии, казалось бы, нe требующие большой затраты мышечной деятельности. Однако даже простое длительное фиксирование определенной позы требует от этих людей энергетических трат.

С другой стороны, при современном развитии автоматизации, механизации любой физический труд содержит значительным компонентом умственные усилия. Кроме того, физиологи показали, что утомление, возникшее в ходе мышечной деятельности, сказывается на настроении, психических реакциях человека.

Положение о том, что при старении снижается умственная и мышечная работоспособность человека, бесспорно и не нуждается, казалось бы, в специальных доказательствах. Однако каков механизм этого возрастного падения работоспособности? Вот вопрос, вокруг которого не утихают дискуссии. Достигнув в 20-25 лет максимума, мышечная сила прогрессивно снижается к 70-75 годам. Все это, конечно, усредненные данные. По данным Г. Н. Сичинавы, у многих долгожителей в 100-120 лет сохраняется высокая мышечная сила - 20-25 кг. Однако изменения мышечной силы еще не характеризуют работоспособность человека.

Для того чтобы проанализировать возрастные изменения работоспособности, необходимо изучить особенности течения процессов утомления и восстановления.

Современные представления о взаимоотношении этих процессов во многом связаны с работами Г. В. Фольборта. Он показал, что восстановительные процессы в работающей ткани стимулируются теми сдвигами химизма, которые развиваются при утомлении. Чем стремительнее разливается утомление, тем интенсивнее протекают восстановительные процессы. Важно и другое. Взаимоотношение процессов утомления и восстановления зависит во многом от развития торможения - одного из основных физиологических процессов в нервных центрах. И. П. Павлов, Г. В. Фольборт и его ученики открыли, что торможение может, во-первых, охранять нервные клетки от утомления, во-вторых, активно стимулировать течение восстановительных процессов.

Существует простой и объективный метод регистрации мышечной работоспособности - эргография - запись движений работающей конечности при различных нагрузках и ритмах. На рис. 13 представлены эргограммы молодого (35-летнего) и пожилого (81-летнего) человека. возрастные изменения мышечной работоспособности Общее количество выполненной работы больше у молодого человека. Однако работу отличают не только количественные, но и качественные особенности.

Рис. 13. Изменения мышечной работоспособности у людей разного возраста
I— врабатывание, II— устойчивая работоспособность, III— снижение
работоспособности А — эргограмма пожилого человека, Б — молодого

На эргограмме пожилого человека видны отдельные перерывы в работе - явление, названное нами феноменом обрыва. Чем глубже утомление, тем длительнее эти перерывы, и, наконец, человек вовсе перестает работать. Непроизвольно прекращая работу, пожилой человек ограждает себя от глубокого утомления. Специальный анализ показал, что "феномен обрыва" связан с развитием в центрах тормозного процесса, выключающего движения в определенном ритме. Во многих случаях у пожилых людей не наступает "обрывов". Однако снижение работоспособности развивается у них еще быстрее. Если испытуемому дать алкоголь, который ослабляет тормозной процесс, "феномен обрыва" исчезает. На эргограмме, которая является уменьшенной копией того,что происходит при обычных формах труда, можно выделить несколько периодов: а) врабатывание - время от начала работы до максимальной работоспособности, б) период устойчивой работоспособности, в) снижение работоспособности. У пожилых людей растягивается период вырабатывания, сокращается время устойчивой работоспособности, скорее развивается ее падение.

Врабатывание характерно для всех систем организма. Каждая из них обладает некоторой инертностью, и требуется время, чтобы система вышла на новый уровень деятельности. Оказывается, что и период врабатывания таких систем, как, например, сердечно-сосудистая, дыхательная, удлиняется в старости. Переключение - трудная задача для пожилого человека. Физиологические механизмы на разных уровнях становятся менее подвижными, в результате чего время врабатывания удлиняется.

Г. В. Фольборт неоднократно подчеркивал, что утомлеление и восстановление - два одновременно текущих процесса. Быстрое снижение работоспособности может быть результатом резкого ослабления течения восстановительных процессов. В опытах на старых животных ему удалось показать, что ослабление восстановительных процессов - характерная особенность старости. Снижение интенсивности восстановительных процессов - важный механизм, объясняющий многие функциональные изменения в старости.

Работами школы Г. В. Фольборта удалось выяснить условия возникновения двух важных состояний - тренировки и хронического истощения. Тренировка возникает, когда очередная нагрузка выполняется вслед за достижением постановления после предыдущей работы. Хроническое истощение - когда очередная нагрузка выполняется до того, как восстановление достигло своего исходного уровня.

У старых людей необходим другой ритм работы для того, чтобы предупредить развитие хронического истощения и способствовать возникновению тренировки.

Обычная трудовая деятельность человека, даже самая примитивная, представляет собой сложную смену различных ритмов, нагрузок, не говоря о современном автоматизированном, механизированном труде. Для понимания механизма этих изменений большое значение имеет учение И. П. Павлова о динамическом стереотипе.

В. Г. Бузуновым были изучены изменения работоспособности при формировании динамического стереотипа у молодых и пожилых людей. У пожилых людей возрастные изменения работоспособности связаны не только с количественными сдвигами, но и со сложной качественной перестройкой всей рабочей системы. Увеличение работоспособности у пожилых людей при формировании динамического стереотипа происходит в большей мере за счет увеличения возможного количества производимых работ, у молодых людей - за счет роста работоспособности в течение каждой работы. Наиболее трудно для пожилых людей переключение на новый ритм работы, поддержание его на определенном уровне. Известный советский физиолог А. А. Ухтомский считал, что недостаточное усвоение ритма - одна из основных причин утомления. Изучение высшей нервной деятельности свидетельствует о том, что при умственном напряжении у пожилых людей раньше, чем у молодых, наступают нейродинамические изменения. Они выражаются в ослаблении возбудительного и тормозного процессов, уменьшении их подвижности, развитии запредельного торможения.

Каков же механизм возрастных изменений работоспособности? До сих пор не прекращаются споры: где локализуются раньше всего изменения - в центре или на периферии?

В опытах на животных можно просто определить работоспособность периферического звена рабочей системы - нервно-мышечного аппарата. С этой целью при соблюдении строгих условий физиологического эксперимента производят длительное раздражение двигательного нерва и регистрируют сокращение скелетной мышцы. В. В. Фролькису и В. П. Замостяну удалось показать, что у взрослых и старых животных скелетная мышца может беспрерывно работать в течение десятков и сотен часов без признаков глубокого утомления.

Работа, как уже указывалось, связана с определенными энергетическими тратами, в частности с обменом АТФ и других макроэргических фосфорных соединений. У взрослых животных после многочасовой работы количество АТФ практически не падает, а у старых снижается только на 15-20%. Таким образом, изменения в мышечной ткани сами по себе не являются механизмом, лимитирующим работоспособность взрослых и старых животных. Вместе с тем, если проверять скорость наступления утомления при естественной мышечной деятельности, то у старых животных утомление развивается через 10-15 мин., у взрослых - через 25-30 мин.

Ясно, что утомление, развивающееся при естественной деятельности, не может быть объяснено сдвигами в мышцах, не утомляющихся при раздражении двигательного нерва, минуя нервные центры. Все это убеждает в том, что механизмы утомления вообще и его возрастные особенности, в частности, локализованы, в основном, в нервных центрах, Однако определенное значение имеют сдвиги и на периферии. Система координации двигательных актов саморегулирующаяся. Импульсация из центров направляется к мышце: возникает ее сокращение. В мышце раздражаются ее собственные нервные окончания - проприорецепторы, и информация от них поступает в нервный центр. Опыты показали, что сдвиги в нервных центрах, развивающиеся при утомлении, во многом зависят от обратной информации с работающих групп мышц. Выключение ее изменяет ход рефлекторного мышечного утомления.

Мышечная деятельность бывает различной сложности. В одних случаях работу выполняет в основном одна какая-нибудь группа мышц; в других - в работу вовлекается чуть ли не весь мышечный массив организма.

Опыты показали, что при интенсивной мышечной деятельности, вовлекающей большие группы мышц, изменения в кровообращении и дыхании могут играть немаловажную роль в развитии утомления. После 20-30 мин. плавания, вызывающего глубокие изменения работоспособности, в мышцах резко изменяется обмен макроэргических соединений. Так, количество АТФ в мышцах плавающей крысы падает в 1,5-2 раза.

В специальной серии опытов одну конечность крысы выключали из работы, перерезая нерв. После 20-30 мин. плавания определялось количество и обновляемость аденозинтрифосфорной кислоты, креатинфосфата в работающих и выключенных из деятельности мышцах. Оказалось, что в работающих мышцах количество АТФ падало с 37,7±1,1 мг% до 14,0±1,8 мг%, КФ -с 14,7±1,0 мг% до 5,0 ±0,9 мг%. В мышцах неработающей конечности падение содержания макроэргических фосфорных соединений было почти таким же: АТФ - до 17,0±2,4 мг%, КФ-7,2±1,1 мг%. При такой максимальной нагрузке, как плавание, сдвиги в дыхании и кровообращении столь существенны, что сказываются на метаболизме не только работающих, но и покоящихся мышц. Таким образом, не просто количество выполненной работы, а функциональная структура всей работающей системы определяет характер и направленность сдвигов в мышце при напряженной деятельности.

Исследования показали, что у пожилых людей при утомлении развивается спазм капилляров, изменяющий кровоснабжение работающих мышц. Известно, что нервные центры особенно чувствительны к недостаточному кровоснабжению, к кислородному голоданию. Вот почему можно предполагать, что в этих условиях сдвиги в нервных центрах еще более выраженны и существенны для развития утомления. Таким образом, отдельная мышечная группа при стимуляции двигательного нерва может работать десятки часов без резкого падения содержания богатых энергией веществ; при усиленной работе, требующей значительной перестройки состояния нервных центров, усиления функции кровообращения, дыхания, энергетический потенциал мышц быстро снижается. В старости вследствие возрастных изменений кровообращения и дыхания, функционального состояния нервных центров эти системы приобретают важное значение в развитии утомления. Нервно-мышечный аппарат обладает большой биологической надежностью, и даже снижение ее в старости не делает это звено в системе регуляции движений ответственным за падение работоспособности.

В наши дни большой остроты достигает дискуссия - движение человека и машины. Современный человек может одним слегка заметным жестом включить машину и выполнять работу, непосильную тысячам человеческих рук. Однако, какое распространение ни получили бы в будущем машины, они никогда не заменят движения человека. Движение - один из основных, наиболее физиологических стимуляторов жизненных процессов в организме. Известный американский кардиолог Рааб назвал современного человека "деятельным бездельником", расплачивающимся своим сердцем за удобства цивилизации и ограничение двигательной активности.

Экспериментальные исследования показали, как глубоки изменения, наступающие в организме при гиподинамии. Крыс помещали в маленькие клетки, резко ограничивающие возможности их движения. Животные находились там 45-50 дней. Изменения, наступающие у них, во многом напоминали признаки старения организма. Поблекшая шерсть, выпадение волос, сухость и изъязвление кожи и т. д. Сердце растянуто, переполнено кровью, истончено. В сердечной мышце - кровоизлияния, мелкие инфаркты. |В легких - венозный застой, очаги пневмонии. Существенно изменено течение основных процессов в центральной нервной системе, обычные раздражители приводят у гиподинамических животных к развитию судорог. Показано ослабление нервного контроля над сердечно-сосудистой системой, повышение ее чувствительности к действию гуморальных факторов. При длительной гиподинамии все эти сдвиги так прогрессируют, что приводят в конечном итоге к гибели животных. Можно считать, что при длительной гиподинамии развивается преждевременное старение.

Гиподинамия увеличивает энтропию организма, в то время как мышечная деятельность, стимулируя восстановительные процессы, ведет к накоплению новых энергетических зарядов, к уменьшению энтропии.

Особенно резко сказывается влияние гиподинамии на организм в старости. Опыты показали, что у старых крыс, помещенных в маленькие клетки и ограниченных в движении, события развиваются особенно стремительно, приводя к катастрофическому концу.

В настоящее время накопился большой фактический материал о влиянии "острой" гиподинамии на человека. Несколько недель, проведенных здоровым человеком в постели, приводят к тому, что переход в активное состояние для него нелегок. Учащается ритм деятельности сердца, снижается артериальное давление, изменяется ритм дыхания и т. д. Эти сдвиги особенно существенны у пожилых людей. Вот почему больные люди после длительного постельного режима должны постепенно включаться в обычный стереотип своей жизни.

Конечно, длительная полная гиподинамия не так уж часто встречается у людей. Более распространена недостаточная двигательная активность человека в течение длительного времени. Вот почему опыты и исследования с "острой" гиподинамией не могут быть просто перенесены на человека в условиях его естественного существования. Однако основное положение остается в силе - длительная гиподинамия неблагоприятно сказывается на деятельности организма. Выраженность гиподинамии возрастает с возрастом. У пожилых и старых людей двигательная активность с возрастом прогрессивно сокращается. Особенно существенно влияние гиподинамии на функции сердечно-сосудистой системы. Можно считать, что гиподинамия играет немаловажную роль в комплексе факторов, определяющих широкое распространение заболеваний сердечно-сосудистой системы человека вообще и в пожилом возрасте в особенности.

И. А. Аршавский доказал существенную роль мышечной активности в формировании деятельности сердечнососудистой системы на ранних этапах онтогенеза. Возникновение позы стояния, активных движений приводит к установлению нормального уровня артериального давления, замедленного ритма сердечных сокращений. Интенсивность мышечной деятельности во многом определяет характер регуляции функции сердечно-сосудистой системы у животных того или иного вида. Чем активнее животное, тем выше у него тонус центра блуждающего нерва, тем экономичнее функция сердца, тем совершеннее приспособление кровообращения. Вот два примера: кролик и заяц - два очень близких друг другу животных. Однако кролик гиподинамичен, малоактивен. Заяц же стремителен, быстр, выполняет значительную мышечную работу. У кролика низок тонус блуждающего нерва и ритм сокращений сердца - 200-300 в 1 мин. У зайца ритм сокращений - 70-80 в 1 мин. и каждое сокращение мощное, характеризуется высоким ударным объемом. Если кролика с раннего возраста начать систематически и длительно тренировать к мышечной деятельности, то деятельность его сердечно-сосудистой системы изменяется (замедляется ритм сокращений сердца, снижается артериальное давление и т. д.) - вступает в силу мощное влияние мышечного массива на систему кровообращения. Это свидетельствует о преобразующем и тонизирующем влиянии мышечной деятельности на систему кровообращения. Вот почему сокращение двигательной активности человека в пожилом и старческом возрасте существенно сказывается на функции его системы кровообращения и может стать причиной развития серьезных нарушений ее деятельности.

Когда-то эмоции, смена настроений человека сопровождались выраженной двигательной реакцией. Происходившие при этом сдвиги в кровообращении были направлены на обеспечение наступающих в организме обменных изменений. Эмоции современного человека не притупились, а обострились. Однако они не сопровождаются в большинстве случаев бурной двигательной реакцией. Вместе с тем гемодинамическая "окраска" их сохранилась. Это все чаще и чаще создает определенное несоответствие между характером обменных и гемодинамических сдвигов в организме. Отсюда возможность возникновения серьезных изменений функций кровообращения. Активный двигательный режим в этом отношении - нормализующий фактор.

Мышечная деятельность предъявляет организму и его системам повышенные требования. Особенно отчетливы при этом сдвиги со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем, играющих столь важную роль в обеспечении нового уровня обмена и функции организма. Исследователей давно интересуют возрастные различия реакций кровоообращения и дыхания на мышечную нагрузку.

Сведения об особенностях возрастных изменений кровообращения и дыхания при мышечной деятельности людей пожилого и старческого возраста довольно противоречивы. Определенная ясность может быть внесена, если использовать последовательно физиологический анализ наступающих сдвигов. Мы имеем в виду так называемый закон силовых отношений, раскрывший зависимость реакций от силы раздражения. В исследованиях на людях разного возраста С. Ф. Головченко были изучены реакции кровообращения и влияние работы на пульс дыхания при кратковременных мышечных нагрузках разной интенсивности - малой, средней, большой. Результаты этих наблюдений представлены на рис. 14.

Рис.14. Влияние работы разной интенсивности на изменения частоты пульса (А), легочной вентиляции (Б), поглощение кислорода (В) у молодых (сплошная линия) и пожилих (пунктирная линия).

При малых нагрузках сдвиги более выражены у пожилых людей, при больших нагрузках - у молодых. В результате были сделаны следующие обобщениия:
1. С возрастом снижается подвижность рефлекторных механизмов, обеспечивающих темп включения кровообрщения и дыхания в новые условия деятельности, вызванные напряженной работой. Поэтому у пожилых людей при работе медленнее достигается максимум изменения кровообращения и дыхания.
2. При длительной работе сдвиги в гемодинамике и дыхании у пожилых людей достигают такого же уровнz, как и у молодых людей.
3. При максимальных нагрузках у пожилых людей начинают прогрессивно нарастать явления недостаточности кровообращения, коронарные нарушения, а у молодых людей отмечается дальнейший рост уровня гемодинамики
4. У пожилых людей резко замедляется период восстановления исходного уровня гемодинамики и дыхания после выполненной работы.
Механизм отличий реакций кровообращения и дыхания связан с возрастными изменениями нейрогуморальной регуляции, обменных процессов в тканях. Важное значение в этом сложном комплексе имеют изменения моторно-висцеральных рефлексов, изученные советским физиологом М. Р. Могендовичем. Снижение подвижности нервных процессов в гемодинамическом центре, ослабление нервных влияний на ткани в старости объясняет замедленный темп включения кровообращения и дыхания и мышечную деятельность. Повышение чувствительности тканей к химическим воздействиям, ослабление информации от сосудов об изменившемся давлении, нарастающий тканевой кислородный долг - причина растянутых peaкций кровообращения и дыхания у пожилых людей. О cправедливости этих обобщений свидетельствуют не только итоги физиологического анализа, но и результаты математического моделирования.

Была создана математическая модель, отражающая логические особенности регуляции кровообращения и дыхания при мышечной деятельности. В коэффициенты этой модели внесли изменения, отражающие приведенные возрастные изменения нейрогуморальной регуляции. На основании этого на ЭВМ получили кривую возможного изменения ритма деятельности сердца у пожилых людей при повторных физических нагрузках. Кривая, совпадала с кривой, выведенной из результатов конкретных физиологических исследований.

Мышечная деятельность, возросшее артериальное давление, необходимость выбрасывать больше крови ложатся большой нагрузкой на сердце в старости, грозя развитием недостаточности. Этому способствует и склероз коронарных артерий, питающих сердце. Вот почему с возрастом необходим иной режим труда и отдыха, способствующий тренировке, а не нарушению функции кровообращения и дыхания.

Оценивая различные аспекты большой и сложной проблемы "возраст и движение", можно прийти к бесспорному выводу, что в наши дни наиболее рациональное и эффективное средство борьбы с преждевременным старением - активный двигательный режим. Использование этого мощного средства возможно буквально во все возрастные периоды, включая глубокую старость.

Предыдущая       Следующая

загрузка...

 Серия статей о природе старения:

Старение и старость.

Эволюция и старение. В тексте статьи есть интересная информация - какова продолжительность жизни в зависимости от региона проживания на территории СНГ

Биологическая организация и старение.

Старение клеток.

Биосинтез белка и механизмы старения.

Старение и энергетические процессы в организме.

Возрастные изменения деятельности различных систем организма.

Работоспособность и возраст.

Процессы регуляции и старение организма. Саморегулирующиеся системы организма.

Процессы регуляции и старение рганизма - продолжение.

Процессы регуляции при старении организма - окончание.

Приспособительные механизмы организма при старении - сохранение постоянства внутренней среды.

загрузка...