1.2.1. Влияние старения на функции физиологических систем

Опорно-двигательный аппарат.

После 40-45 лет общая масса костей уменьшается, что связано со снижением их матрикса, числа костных перекладин, хотя кальцификация костной ткани изменяется мало. Это явление называется остеопорозом. При остеопорозе уменьшается как плотность длинных костей, так и позвонков, происходит разрежение губчатых костей. Потеря костной массы значительна: 3% за 10 лет жизни после 40 лет у мужчин и 8% — у женщин. Остеопороз, резко ограничивающий физическую дееспособность, наблюдается у 25% пожилых женщин и у 17% — мужчин [20]. Хрящи суставов изнашиваются, делаются тонкими, что после 50 лет ведет к росту остеоартритов. Межпозвоночные диски богаты водой, но с возрастом ее количество уменьшается, межпозвоночные диски истончаются. Их истончение и разрастание остеофитов (патологических костных наростов на поверхности кости) тел позвонков приводит к тому, что остеофиты начинают давить на корешки спинномозговых нервов, на спинной мозг, вызывая острые боли —один из симптомов люмбаго, остеохондроза.

Иммунитет при старении. В стареющем организме нередко имеет место: 1) явление иммунодефицита, 2) снижение активности клеточных и гуморальных факторов иммунитета, 3) снижение абсолютного числа лимфоцитов, Т-хелперов, но сохраняется обычное количество В-лимфоцитов, 4) цитотоксический эффект снижен, 5) уровни иммуноглобулинов G, А у пожилых людей составляют лишь 60% от уровня, характерного для молодых, 6) снижение выработки антител, что понижает устойчивость пожилых к инфекциям [11].

Функции крови при старении. С возрастом снижается количество ядросодержащих клеток в костном мозге и в нем увеличивается объем, занимаемый жировыми клетками. Так, у людей, в возрасте до 65 лет около половины костного мозга занято жировой тканью, а позднее уже 2/3 его замещаются жиром. Вероятно, эти потери гемопоэтических клеток усиливают остеопороз. Снижение кислородной емкости крови ставят в причинную связь с возрастным снижением основного обмена, с часто обнаруживаемым у пожилых дефицитом железа, фолиевой кислоты и витамина В12. Так, почти у 30% пожилых людей в сыворотке крови снижено содержание витамина В12. Это объясняется уменьшением всасывания его в связи с атрофическим гастритом, выявляемым у 81% лиц старше 60 лет [11].

У лиц пожилого возраста проявляются выраженные сдвиги в структуре и регуляторных механизмах гемостаза. После 40 лет происходит сдвиг баланса гемостаза в сторону увеличения прокоагулянтной активности крови и увеличение интенсивности внутрисосудистого тромбообразования. Об этом свидетельствует повышение концентрации продуктов распада фибрина, фибриногена, активности фактора XIII, повышение толерантности плазмы к гепарину. В ответ на эту перестройку в системе прокоагулянтного гемостаза активируется антикоагулянтное звено — фибринолиз. Однако, нарастание фибринолитической активности крови отстает от роста ее прокоагулянтной активности. В результате, коагулянтные свойства крови при старении повышаются. Этому способствует также более выраженное у пожилых, по сравнению с молодыми, повышение активности прокоагулянтного звена в ответ на активацию симпато-адреналовой системы при стрессе (действие катехоламинов) на фонемало меняющейся фибринолитической активности. Сказанное делает понятным резкое увеличение с возрастом риска тромбозов и эмболии [40].

Функции системы кровообращения. После 25 лет максимальное потребление кислорода организмом постоянно уменьшается и к 55 годам оно уже почти на 27% ниже величин, отмеченных у 20-летних. Вместе с тем, физически активные люди сохраняют относительно высокое максимальное потребление кислорода во всех возрастных группах. Отсюда следует, что уровень максимального потребления кислорода больше отражает уровень физической активности, чем хронологию возраста. У людей ведущих малоподвижный образ жизни темп его снижения оказывается вдвое быстрее. Указанное снижение аэробных способностей организма при старении находит объяснение в изменениях функции сердечно-сосудистой системы, в частности, в уменьшении с возрастом максимальной частоты сердечных сокращений у мужчин и женщин. Эти отношения могут быть выражены следующим образом [11].

Максимальное число сердечных сокращений = 220 - возраст (к-во лет). Как следствие снижения максимального числа сердечных сокращений минутный объем и сердечный индекс также уменьшаются с возрастом. Величина последнего уменьшается на 20-30% от 30 к 80 годам. Отложение жиров в коронарных артериях ухудшает обеспечение кровью сердечной мышцы [40]. Гипоксия миокарда приводит к инфильтрации его коллагеном, что уменьшает сократительную активность сердца, лимитирует его работу. В связи с этим, имеет место уменьшение ударного объема крови, индекса сократимости, систолического давления в левом желудочке, максимальной скорости укорочения волокон миокарда. С возрастом уменьшаются и возможности снабжения кровью тканей. Так, во внутренних органах, скелетных мышцах уменьшается плотность капилляров, увеличивается радиус диффузии, расширяется базальный слой стенок капилляров, уменьшается площадь суммарного артериального сечения. В ходе старения в кровеносных сосудах возникают атеросклеротические изменения, которые могут уменьшать кровоток в органах. В свою очередь, это оказывается причиной многих симптомов, таких как слабоумие, нарушения психических функций, изменения функций почек. Потеря эластичности сосудистой стенки и увеличение сопротивления кровотоку в мелких артериях повышает общее периферическое сосудистое сопротивление. Это приводит к закономерному повышению системного артериального давления. Так, к 60 годам систолическое артериальное давление возрастает до 140 мм рт.ст., а диастолическое — до 90 мм рт.ст. У лиц старше 60 лет (включая и долгожителей) уровень артериального давления не превышает в среднем 150/90 мм рт.ст. Росту величин артериального давления препятствует как увеличение объема аорты, так и снижение сердечного выброса. Контроль кровяного давления с помощью барорецепторного механизма аорты и синокаротидной зоны с возрастом оказывается нарушен, что может быть причиной тяжелой гипотензии стариков при переходе в вертикальное положение [40]. Гипотензия, в свою очередь, может вызывать ишемию мозга. Отсюда многочисленные падения у стариков, вызванные потерей равновесия и обмороком при быстром вставании. В венах с возрастом развиваются явления флебосклероза, выражающиеся в распаде эластических волокон и замене их коллагеновыми, дегенерация эндотелия и основного вещества. В результате, у пожилых и стариков имеет место снижение тонуса и эластичности венозной стенки, что влечет за собой расширение венозного русла, снижение давления в венах. Присасывающее действие грудной клетки снижается, уменьшается величина венозного возврата, возникает явление венозного стаза. Замедление капиллярного кровотока способствует более полному насыщению крови кислородом в легких и более полной его отдачи в тканях, что, в известной мере, компенсирует как нарушение диффузионной способности легких, так и ухудшение тканевого кровотока с возрастом. Флебосклероз повышает риск венозного тромбоза у пожилых [11]. Вместе с тем, регулярные занятия физическими упражнениями улучшают показатели функций сердечно-сосудистой системы в большей мере, чем у людей того же возраста, но ведущих малоподвижный образ жизни. Например, у мужчин в возрасте 50 и 70 лет, в течение 20 лет бывших неактивными физически, 8-недельная тренировка продолжительностью от 1 до 2 часов по 3-5 раз в неделю повышает максимальное потребление кислорода в среднем на 20%. После 35 лет у мужчин и после 45 лет у женщин резко возрастает вероятность развития ишемической болезни сердца.

Нарастание риска развития ишемической болезни сердца при старении во многом связывают с нарушением липидного состава крови (с гиперлипидемией), т.е. увеличением в ней уровня холестерина и триглицеридов. Но эти вещества не циркулируют свободно в плазме крови, а транспортируются ею в форме липопротеинов, поэтому точнее говорить о гиперлипопротеинемии. Количество холестерина, оседающего в мембранах клеток, и, в том числе, в сосудистой стенке, зависит от соотношения в плазме крови липопротеинов, экстрагирующих холестерин из мембран (липопротеины высокой плотности — ЛПВП) и способствующих его внедрению в мембрану (липопротеины особо низкой плотности — ЛПОНП и липопротеины низкой плотности — ЛПНП) [45].

Уровень ЛПВП отражает динамику движения холестерина из периферических тканей (включая сосудистую стенку) к печени, где он окисляется до желчных кислот и секретируется с желчью. ЛПНП и ЛПОНП — это средство транспорта жиров в организме к клеткам, в том числе, к гладким мышцах стенок арт ерий. В норме отношение липопротеинов, повышающих или понижающих уровень холестерина в мембранах, сбалансировано и коэффициент (ЛПНП+ЛПОНП)/ЛПВП, отражающий избыток холестерина в мембранах, низкий, но с возрастом он нарастает. Нарастание холестерина в мембранах клеток сосудов становится характерной чертой артериосуживающего процесса — артериосклероза. Этому способствует уменьшающаяся липолитическая и АТФ-азная активность в гладкомышеч-ных клетках сосудов [45]. Отложение липидов в стенке сосудов вызывает кальцификацию и фиброзные изменения, в результате, артериальные стенки становятся суженными, ригидными и жесткими, делая кровоток в тканях более затрудненным. Этот процесс ускоряется употреблением пищи, богатой холестерином и ненасыщенными кислотами. Ряд факторов, например, физическая активность, могут увеличивать производство ЛПВП. Так, их уровень оказывается повышенным у стариков, использующих энергичные аэробные тренировки.

Система дыхания. Функции аппарата внешнего дыхания также обнаруживают ранее снижение в ходе старения. Так, максимальная вентиляция легких в единицу времени уменьшается между 20 и 80 годами на 40%. Жизненная емкость легких снижается на 17,5 см3/ м2 поверхности тела в год вследствие роста ригидности грудной клетки, уменьшения силы дыхательных мышц и эластичности легких, ухудшения бронхиальной проводимости. Резервный объем выдоха значительно уменьшается по сравнению с объемом вдоха. Остаточный объем увеличивается на 13 см3/м2/год. Мертвое физиологическое пространство легких также увеличивается с возрастом [43].

У стариков отмечается учащение ритма дыхания (до 22-24/мин). Во время вдоха сила дыхательных мышц расходуется в большем объеме на преодоление возросшего эластического и неэластического сопротивления. В покое это не заметно, но физическая нагрузка или стресс для осуществления вентиляции легких требуют больших, чем в молодом возрасте, затрат энергии со стороны дыхательных мышц. После физической нагрузки часто возникает одышка, восстановление ритма и глубины дыхания до исходного уровня происходят медленнее, чем у молодых. Снижающаяся диффузионная способность легких и эффективность вдыхаемого воздуха (следствие уменьшенной эластичности легких и нарушений бронхиальной проводимости) могут вызывать артериальную гипоксемию. Коэффициент использования кислорода (процентное отношение разности концентрации кислорода в артериальной и венозной крови к общему его содержанию в артериальной крови) у стариков в 1,5 раза ниже, чем у молодых людей [43].

Функции желудочно-кишечного тракта. У многих пожилых людей возникают затруднения глотания. Это во многом связано с возрастными изменениями ядер ствола мозга, контролирующих рефлекторный акт глотания. В затруднении глотания играет роль и уменьшение секреции слюны, ослабление условных и безусловных слюноотделительных рефлексов. У пожилых снижена активность амилазы слюны. Секреция желудочного сока снижается, уменьшается общая и свободная его кислотность, концентрация в нем пепсина, у 28% людей старше 60 лет наблюдается ахлоргидрия. Уменьшается и объем секретируемого желудочного сока после стандартного пробного завтрака. При этом, в слизистой оболочке желудка уменьшается количество обкладочных клеток, отмечается атрофия эпителия. В панкреатическом соке уменьшается содержание протеолитических ферментов, липазы, амилазы вследствие ослабления секреторной функции поджелудочной железы [11]. Снижен и ее секреторный ответ на гуморальные стимулы — холецистокинин-пакреозимин, секретин, соляную кислоту и др. Ворсинки слизистой тонкого кишечника становятся короче, в результате, уменьшается зона абсорбции, нарушаются процессы всасывания. Так, после 50 лет у многих людей имеет место нарушение абсорбции жирных кислот, аминокислот, витамина В12, кальция, железа, витамина Д. Моторная функция толстого кишечника уменьшена, дефекация затруднена, в связи с ослаблением активности центров пояснично-крестцового отдела, в которых замыкается рефлекторная дуга дефекации. Ослаблены и гастроколональный и дуоденоколональные рефлексы, усиливающие двигательную активность толстого кишечника. Ослабление перистальтики кишечника сопровождается запорами. Нарушение секреторной и моторной функции кишечника способствует размножению в желудочно-кишечном тракте микрофлоры, в том числе, патогенных для человека микроорганизмов. С возрастом уменьшается моторная функция желчного пузыря и его способность к эвакуации желчи. У стариков понижена детоксикационная функция печени [11].

Эндокринные функции. Возникающие при старении организма изменения в гормональной регуляции его функций могут развиваться:

· на уровне продукции гормонов,

· их концентрации во внутренней среде,

· на уровне связывающих гормоны белков и, наконец,

· на уровне их рецепции клетками.

Эти изменения уменьшают ответ тканей-мишеней на действие гормонов. По мере старения снижается секреторная функция щитовидной, поджелудочной, половых желез, коры надпочечников, эпифиза [11].

Тепловой обмен. У пожилых людей регуляция температуры тела нарушена. Это связано с недостаточностью контролирующих механизмов гипоталамуса в оценке температуры окружающей среды. Ответы на охлаждение у пожилых (мышечная дрожь, уменьшение кровотока в кистях рук, увеличение потребления кислорода) снижены или отсутствуют, отсюда — высок риск переохлаждения. Устойчивость организма стариков снижается также и к действию жары. Потоотделение у них начинается после более длительного действия тепла на организм, чем у молодых людей. После пребывания на жаре температура их тела медленнее возвращается к нормальным величинам, чем у молодых. Хотя у стариков увеличение кожного кровотока на действие жары более выражено, по сравнению с молодыми, но их максимальная способность к потению ниже. Вместе с тем, способность к акклиматизации и устойчивость акклиматизированнных пожилых людей к умеренному стрессу заметно не нарушается с возрастом. Однако, пожилой возраст является лимитирующим фактором для энергичной работы во время жары [40].

Функции почек. Почки в процессе старения подвергаются изменениям в соответствии со сдвигами в системе кровообращения. Вследствие склеротических изменений в сосудах, значительные зоны почек в старости оказываются ишеминизированными, и у 80-летнего человека от 30 до 40% нефронов склерозированы. У стариков объем гломеруллярной фильтрации, плазменный почечный кровоток, концентрационная способность почек снижаются почти до 50%.

Уменьшение способности почек концентрировать мочу связано с тем, что склерозирование артерий и сосудов клубочков в корковом слое почек сопровождается усилением кровотока в мозговом слое, в прямых артериолах и образуемой ими сети капилляров. Нарастание кровотока в мозговом веществе почек усиливает вымывание осмотически активных веществ из интерстициального пространства мозгового вещества, снижая реабсорбцию воды и эффективность противоточно-поворотной системы. Уменьшение способности почек задерживать воду в организме компенсируется усиливающейся секрецией АДГ гипоталамо-гипофизарной системой. Благодаря указанным компенсаторным механизмам, внутрисосудистый и внеклеточный объемы жидкостей организма и их состав у пожилых изменены мало [11].

Функции нервной системы и психическая деятельность.

Изменения в нервной системе, возникающие при старении, в противоположность изменениям в скелетных мышцах, печени и почках, морфологическая инволюция которых при старении проявляется сравнительно быстро, развиваются медленно. Лишь между 60-70 годами начинает уменьшаться вес мозга и его объемы, уменьшается поверхность коры, увеличиваются размеры желудочков, их полости расширяются [40].

В коре плотность нейронов уменьшается с возрастом, хотя одновременно увеличивается количество клеток глии. У человека особенно выражено уменьшение числа нейронов в префронтальной и темпоральной зонах. Мозжечок теряет с возрастом до 25% клеток Пуркинье, ядра таламуса — до 18%. В процессе старения имеет место постепенное снижение высших

психических функций: ощущений, восприятия, внимания, памяти, мышления. Для стариков характерны эмоциональная неустойчивость, снижение умственной работоспособности, повышается порог безусловных рефлекторных реакций, условные рефлексы вырабатываются труднее, а угасание их происходит медленнее, чем в молодом возрасте.

Кратковременная память значительно ослабевает с возрастом и часто оказывается нарушенной у стариков, долговременная же память сохраняется хорошо. Снижение кратковременной памяти может обуславливать уменьшение способности к обучению в пожилом возрасте. Прогрессивное снижение памяти у некоторых людей отмечается уже между 50-60 годами, что, вероятно, является результатом дегенеративных изменений в нейронах, отложения липофусцина, сенильных бляшек в ткани мозга.

При старении снижается способность к концептуальной деятельности, рассудочность. Это снижение интеллектуальных способностей может длительно компенсироваться использованием прошлого опыта. Речь при старении сохраняется относительно хорошо. Иногда церебральные функции могут снижаться на короткое время, а затем полностью восстанавливаться. Причина этого — транзиторная ишемия мозга.

Сон. Продолжительность сна уменьшается, в среднем, после 65 лет. Число пробуждений, прерывающих сон, линейно увеличивается с возрастом. У стариков снижается не только потребность в сне, но меняется и его качество: с возрастом прогрессивно снижается быстрая фаза сна, в то же время дли них характерна дремота днем [11].

Произвольные движения, поза и равновесие. При старении механизмы нервной регуляции произвольных движений, позы и равновесия нередко оказываются нарушенными. В результате 51% стариков значительно ограничены в физических движениях.

С возрастом нарушается контроль положения тела в пространстве: движения теряют плавность, походка становится медленной и неуверенной, утрачивается способность быстро и адекватно корректировать центр тяжести тела при нарушении равновесия. В результате развивающейся слабости скелетных мышц, ограниченной подвижности суставов, имеют место частые падения, создающие высокий риск переломов [20].

С возрастом увеличивается время проявления простых и сложных двигательных реакций, произвольных двигательных ответов. В этом случае нарушенным оказывается центральное звено рефлекса, включающее структуры головного мозга и обеспечивающие обработку информации и передачу ее от экстрацептивной системы (например, системы зрения) к системе движения. Скорость проведения нервного импульса и нервно-мышечной передачи при старении снижается как за счет снижения скорости передачи сигналов с чувствительных нейронов в нервный центр, так и переключения на эфферентные нейроны. Эти изменения объясняют тем, что при старении на 30-35% уменьшается количество аксонов в спинном мозге, в периферических нервах истончается мякотная оболочка, в них на 10-15% снижается скорость проведения возбуждения. Однако, физически активные пожилые и старики всегда обнаруживают более быстрое время простой и сложной двигательной реакции, чем физически малоактивные и неактивные [40].

Следовательно, биологическое старение некоторых нейромышечных функций может быть отчасти замедлено постоянной физической активностью. Мышечная сила достигает максимума у человека к третьему десятилетию. В это время поперечное сечение мышц самое большое. Затем при старении отмечается прогрессивное снижение силы в большинстве мышечных групп. Этому предшествует уменьшение мышечной массы, что отражается в снижении в ней общего белка. Физическая тренировка легко предотвращает этот процесс, поддерживает мышечную силу [41].

1. Психология старения

Наиболее заметные изменения в работе мозга во время старения заключаются в ухудшении краткосрочной памяти и увеличении скорости реакции. Оба этих фактора ограничивают возможности для нормального существования в обществе и являются объектом большого числа исследований. Тем не менее, если пожилой человек получает больше времени для решения определённой задачи, которая не требует большого объёма современных знаний, пожилые люди лишь незначительно уступают молодым. В задачах, которые связаны со словарным запасом, общими знаниями и деятельностью, к которой человек привык, уменьшение продуктивности с возрастом практически незаметно [19].

Важным психологическим эффектом старения классически считается уменьшения уровня современных знаний, связанное с ухудшением способности к обучению. Экспериментальные исследования показывают, что хотя пожилые люди действительно обучаются заметно медленнее, чем молодые, обычно они в целом способны усваивать новый материал и могут запоминать новую информацию также, как и молодые. Тем не менее, различия в обучении увеличиваются со сложностью преподаваемого материала [19].

Кроме того, пожилые люди стремятся быть внимательными и более жестокими в поведении и уменьшают уровень социальных контактов. Но эта поведенческая картина может быть результатом влияния общества и социальных установок, а не собственно старения. Многие люди, которые «стареют успешно», прилагают известные усилия для поддержания мозговой активности беспрерывным обучением и расширением социальных контактов с людьми младшей возрастной группы [19].