4. Водно-сольовий обмін і вік

У фазі прогресивного росту вода бере участь у процесах cтворення маси тіла. Відомо, наприклад, що з добового збільшення маси тіла в 25 г на частку Н₂О припадає 18 г, а білку – 3 г, жиру – 3 г і мінеральних солей - 1 г. Чим молодший організм, тим більша добова потреба в Н₂О. У перші півроку життя потреба дитини в Н₂О досягає 110-125 г на 1 кг ваги, до 2 років вона знижується до 115-136 г, у 6 років - 90-100 г, 18 років - 40-50 г. Діти здатні швидко втрачати і також швидко депонувати воду. При проведенні проби Кларка-Олдриджа розсмоктування стандартної кількості фізіологічного розчину, уведеного під шкіру в грудних дітей відбувається в середньому за 29 хв, 1-5 років - за 34 хв, 6-13 років - через 52 хв.

Загальною закономірністю індивідуальної еволюції є вікова дегідратація протоплазми організму, зменшення води у всіх тканинах. З віком відбувається перерозподіл води в тканинах - збільшується об’єм води в міжклітинних просторах і зменшується об’єм внутрішньоклітинної води.

Баланс багатьох мінеральних солей залежить від віку. У молодих людей вміст більшості неорганічних солей менше, ніж у дорослих. Особливе значення має обмін Са і Р. Підвищені вимоги до надходження цих елементів у дітей до року пояснюється посиленим утворенням кісткової тканини. Але не менше значення ці елементи мають і в старості. Тому у людей похилого віку необхідно вводити в раціон харчування продукти, що містять ці елементи (молоко, молочні продукти), щоб уникнути втрат цих елементів з кісткової тканини. А вміст NaCl, навпаки, варто знижувати в раціоні в зв'язку з ослабленням продукції мінералокортикоїдів у наднирниках з віком.

5. Вікова динаміка основного обміну

Під основним обміном розуміють мінімальний для організму рівень обміну речовин і енергетичних витрат при строго сталих умовах: за 14-16 годин до прийому їжі, у положенні лежачи в стані м'язового спокою при температурі 8-20^о С. У людини середнього віку основний обмін складає 4187 Дж на 1 кг маси за 1 г. У середньому це 7-7,6 Мдж за добу. При цьому для кожної людини величина основного обміну відносно постійна.

Основний обмін у дітей інтенсивніший, ніж у дорослих, тому що на одиницю маси в них приходиться відносно більша поверхня тіла. Енергетичні витрати на ріст тим більші, чим менша дитина. Так, витрата енергії, пов'язана з ростом, у віці 3 місяців складає 36%, у віці 6 міс. - 26%, 9 міс. - 21 % загальної енергетичної цінності їжі. Калоричний еквівалент їжі визначається при спалюванні цих речовин у калориметричних бомбах, він оцінюється в калоріях.

Чітко вираженими є динаміка змін величини основного обміну і велика його інтенсивність у молодшому віці при розрахунку як на одиницю маси, так і на одиницю поверхні. У людини, як і у всіх незрілонароджених ссавців, відзначається початкове підвищення рівня основного обміну від моменту народження до певного віку в ранньому дитинстві, що змінюється потім повільним зниженням цього показника протягом усього наступного життя. Як показано вище, найбільш значні зміни відбуваються протягом першого року життя. Вони пов'язані з переходом немовлят зі стану теплової рівноваги в умовах організму матері в середовище зі зниженою температурою, а також з перебудовою фізіологічних відправлень організму. Ця перебудова складається у функціональному дозріванні механізмів терморегуляції, у яких значну роль в цей час відіграють скелетні м’язи, а також у виникненні і закріпленні антигравітаційних реакцій - утримання голови у вертикальному положенні, пози сидіння і пози стояння.

У глибокій старості (фаза регресивного розвитку) спостерігається зменшення ваги тіла, а також зменшення лінійних розмірів тіла людини, основний обмін знижується. Причому ступінь зниження основного обміну в цьому віці корелює, за даними різних дослідників, з тим, наскільки в старих людей виражені ознаки старечості і втрата працездатність.

Що стосується статевих відмінностей у рівні основного обміну, то вони виявляються в онтогенезі вже з 6-8 місяця. При цьому основний обмін у хлопчиків вище, ніж у дівчаток. За старіння статеві відмінності основного обміну зникають.

В онтогенезі варіює не тільки середня величина енергетичного обміну, але й істотно змінюються можливості підвищення цього рівня в умовах напруженої, наприклад, м'язової діяльності.

У ранньому дитячому віці недостатня функціональна зрілість скелетно-м'язової, серцево-судинної і дихальної систем лімітує адаптаційні можливості реакції енергетичного обміну при фізичних навантаженнях. У зрілому віці пристосувальна можливість, так само як і м'язова сила, досягають максимуму. У старості вичерпуються можливості компенсаторного підвищення рівня дихання і енергообміну в умовах стресу завдяки зниженню ЖЄЛ, коефіцієнта використання кисню тканинами, зниженням функцій серцево-судинної системи.

Висловлювалися різні припущення і пропонувалися різні математичні вирази для встановлення залежності енергоутворення від параметрів, що характеризують особливості будови організму. Так, Рубнер вважав, що вікові зміни обміну є результатом зменшення з віком розмірів відносної поверхні тіла. Однак, всупереч правилу поверхні, у ранньому онтогенезі в багатьох тварин спостерігається підвищення інтенсивності газового й енергетичного обміну, у той час як відносна поверхня знижена. Причому це простежується не тільки при перерахунках на одиницю ваги, але і на одиницю поверхні, що також нез'ясовно правилом поверхні.

Була зроблена спроба пояснити падіння рівня обмінних процесів у старості нагромадженням підшкірного жиру і зниженням температури шкіри в цьому віці. Вікове зниження інтенсивності енергетичного обміну пов'язували з віковим зменшенням маси так званої "активної протоплазми" при визначенні внутрішньоклітинної і позаклітинної води. За даними Берже (1950) вміст внутрішньоклітинної води, розрахований за простором, який доступний для радіоактивного брому, з віком зменшується. Наприклад, у чоловіків у віці 10-39 років воно складає 266 мг/кг маси, у старих людей 80 і більш років - 194 мг/кг. Таким чином, з віком клітинної маси стає усе менше і менше, а клітини її усе сухіше і сухіше, і, таким чином, при розрахунках інтенсивності основного обміну на одиницю "активних" клітинних елементів, вікове зниження рівня енергетичного обміну буде менш виражено.

Заслуговують на увагу роботи, у яких зміни енергетичного обміну розглядаються в зв'язку з формуванням механізмів терморегуляції й участю в ній скелетної мускулатури (Магнус, 1899; Аршавский, 1966-71).

Підвищення тонусу кістякових м'язів при недостатній активності центра блукаючого нерва протягом першого року життя сприяє підвищенню енергетичного обміну. Роль вікової перебудови діяльності скелетної мускулатури в динаміці енергетичного обміну особливо чітко виділяється при дослідженні газообміну людей різного віку в стані спокою і при фізичній діяльності. Для прогресивного росту збільшення обміну в спокої характеризується зниженням рівня основного обміну й удосконаленням енергетичної адаптації до м'язової діяльності. У період стабільної фази зберігається високий обмін функціонального спокою і значно підвищується обмін при роботі, досягаючи стабільного, мінімального рівня основного обміну. І в регресивній фазі, різниця між обміном функціонального спокою й основним обміном безупинно зменшується, подовжується час відпочинку. Істотне значення у віковій динаміці обміну мають зміни характеру центральних регуляторів метаболізму - нервової й ендокринної системи.

Багато дослідників вважають, що зниження енергетичного обміну цілісного організму протягом онтогенезу обумовлено, у першу чергу, кількісними і якісними змінами метаболізму в самих тканинах, величину якого оцінюють за співвідношенням між основними механізмами вивільнення енергії - анаеробним і аеробним. Це дозволяє з'ясувати потенційні можливості тканин генерувати і використовувати енергію макроергічних зв'язків. Тканинне дихання у даний час вивчається за допомогою полярографічного методу, за напругою Р_О2 у тканинах, або методом оксигемометрії за ступенем оксигенації крові. Використовуючи ці методи Іванов (1973) показав, що величина кисневого обміну в тканинах підшкірної клітковини в людей у глибокій старості (90-106 років) знижена в порівнянні з випробуваними у віці 19-32 років, одночасно з ним погіршуються умови дифузії кисню до тканин. З віком також відбувається своєрідна перебудова біоенергетики серцевого м'яза, він все менше окисляє енергетично більш ефективні жирні кислоти і зберігає на колишньому рівні здатність окисляти енергетично менш цінну глюкозу. Таким чином, біоенергетика серця до старості різко змінюється на субклітинному рівні. З віком відбуваються і поступові зміни в системі генерації і використання макроергічних сполук (АТФ і креатинфосфату). Так, наприклад, концентрація АТФ і креатинфосфату у м'язах білих щурів досягає максимальної величини в зрілому віці і падає в старості, ці зрушення відбивають функціональні зміни скелетної мускулатури впродовж життя.