Глава 1 Аналитический обзор литературы
1.1 Геронтология как наука о старении
Геронтология (греч. geron, geront(os) - старец + logos учение) - наука, изучающая закономерности старения живых существ, в том числе человека, и старческий возраст.
В настоящее время насчитывается множество теорий и гипотез, дающих объяснение процессам старения организма [40].
При изучении научно-технической литературы по данной проблеме было выявлено несколько направлений геронтологии. Ведущие международные эксперты считают, что наивысший уровень значимости в современной геронтологии имеют такие направления, как изучение молекулярно- биологических и генетических механизмов старения, проблемы питания в старости, возрастной иммунологии [15].
Фундаментальное положение свободнорадикальной теории старения сформулировал D. Harman в 1954 г. Он полагал, что старение является результатом случайного, вредоносного повреждения тканей свободными формами кислорода–радикалами. В ходе жизнедеятельности каждой клетки через не? проходит огромное количество кислорода. Он расходуется для клеточного дыхания, обогащающего клетку энергией. Основная доля кислорода переходит в паразитные соединения. Их называют АФК – активные формы кислорода. Примерами таких веществ являются всем хорошо известные перекись водорода и озон. За счет своей малой активности, два данных вещества способны существовать довольно большое количество времени. Другие же АФК являются весьма агрессивными. Продолжительность их существования в организме составляет лишь тысячные доли секунды. В последующем, они вступают в реакцию с другими молекулами, разрушая белки, липиды клеточные мембраны, ДНК и РНК. На основании проведенного анализа данных о деятельности активных форм кислорода в процессе старения организма, можно
утверждать, что под разрушительным действием свободных радикалов,
повреждающих структуру молекул, возникает ряд мутаций клеток, приводящий к нестабильности генома и развитию широкого круга возрастных патологий, таких как катаракта, сердечно-сосудистые заболевания, ослабление иммунитета, рак. Накопление этих повреждений и является сутью старения [3].
С возрастом в тканях человека повышается содержание продуктов свободнорадикального окисления. Это указывает на снижение в целом скорости обмена веществ в организме.
Выявлено, что по сравнению с молодым организмом, активность в клетках головного мозга антиоксидантных систем у лиц пожилого возраста снижена в 2 раза. Не исключено, что активное влияние свободных радикалов на клетки головного мозга играет роль в развитии возрастной патологии мозга, включая болезнь Альцгеймера [56].
Весь комплекс воздействия свободных радикалов на организм часто называют оксидативным стрессом, а многие авторы старение называют хроническим оксидативным стрессом [7, 34].
Ряд ученых предполагает, что первостепенной основой старения и длительности жизни является генетическая предрасположенность. По теории генетической программы, старение и старость становятся конечным периодом жизни человека, который венчает смерть. Согласно данной теории, каждый человек имеет определенную продолжительность жизни.
Часть геронтологов поддерживает аутоиммунную теорию старения. Действие антител белков каждого организма могут оказывать влияние на процесс старения клеток и даже могут стать причиной остановки их жизнедеятельности. Доказано, что есть связь между формированием антител и возрастом, развитие антител с годами идет на спад, вирусные инфекции, приобретенные на протяжении жизни, могут негативно сказываться на иммунной системе клеток и снижать формирование защитных антител.
Главенствующее место с общепринятыми гипотезами старения занимает холестериновая гипотеза, основоположником которой является Аничков Н.Н. По его утверждениям, атеросклероз – одно из главных возрастных заболеваний,
связанное с повышением уровня холестерина в крови, так же она учитывает
диетологические проблемы теории оксидативного стресса, хранического воспаления и высококалорийного питания. Эти теории взаимосвязаны. Считают, что увеличению продолжительности жизни способствует низкокалорийное питание за счет уменьшения потребления сладкой и жирной пищи и увеличения доли овощей и фруктов, которые повышают антиоксидантный потенциал организма и уменьшают оксадативный стресс [4].
1.2 Основные аспекты питания лиц пожилого возраста
Старение организма – сложный, биологический процесс постепенной деградации частей тела и систем организма человека, являющийся наследственно запрограммированным. С самого момента зарождения общества, человечество боролось со старостью. Наблюдая за долгожителями, было доказано, что одним из основных факторов, влияющих на сохранение и поддержание здоровья является правильное питание – достаточно простой и доступный способ воздействия на долголетие пожилых людей [10].
На сегодняшний день продолжительность жизни в России увеличилась на полтора года и составила 70,3 года. Территориальным сегментом исследования определена Брянская область. По данным территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Брянской области распределение населения старшего поколения в Брянской области представлено на рисунке 1, при этом соотношение мужчин и женщин составляет соответственно 45 % и 55 %.
Рисунок 1 – Численность лиц пожилого возраста в Брянской области за период 2009 – 2020 гг.
Данная диаграмма показывает, что за период с 2009 года по 2016 наблюдалось резкое увеличение числа лиц пожилого возраста на 1,28 %, а затем их сокращение на 1,65 %, что свидетельствует о возникновении ряда паталогических заболеваний, связанных с экологией, а так же с характером питания, приводящие к ухудшению состояния здоровья и, как следствие, к гибели [25].
На основе статистических данных, представленных выше, можно сделать вывод о том, что в условиях старения и сокращения численности пожилого населения приоритетной задачей геронтологии является, пролонгирование активного образа жизни, работоспособности и творческого периода, направленное на увеличение продолжительности жизни в целом. Решением поставленной задачи является разработка технологий геродиетических продуктов и их включение в повседневный рацион, действие которых будет направлено на коррекцию дефицита биологически активных веществ в организме, профилактику заболеваний и сохранение здоровья.
По словам академика Чеботарева Д. Ф. «Питание – практически единственное средство, пролонгирующее видовую продолжительность жизни на 25–40 %» [46].
Установлено, что питание, может как положительно влиять на состояние систем организма лиц преклонного возраста, так и оказывать апофотическое воздействие, ухудшая состояние здоровья.
В последние годы на основании этого окончательно сформировались целые направления – гериатрия (наука, изучающая особенности заболеваний в пожилом возрасте), геронтология (наука о старении), геронтопсихология (наука, разрабатывающая методы и средства психологической помощи людям преклонного возраста, помогающие быстро адаптироваться к новым условиям жизни) и геродиетика (наука, изучающая особенности питания лиц пожилого и преклонного возраста) [40].
Геродиетика – это самостоятельная научная дисциплина, учитывающая возможности влияния внешнесредовых факторов на длительность жизни
человека, особенности питания лиц пожилого и старческого возраста,
количество и качество пищи для профилактики возрастозависимых заболеваний и преждевременного старения. Придерживаясь правильного питания можно снизить риск возникновения широкого ряда заболеваний (диабет–на 30 %, артрит – на 50 %, сердечно-сосудистые заболевания – на 25 %, органов зрения – на 20 % и тд). В связи с этим необходимо создание индустрии специализированной пищевой промышленности.
В России действует ГОСТ 54060 – 2010 «Продукты пищевые функциональные. Идентификация. Общие положения», в соответствии с которым функциональным пищевым продуктом является пищевой продукт, предназначенный для систематического потребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе растительных компонентов [12].
На основании анализа современных теорий питания и основных положений, сформулированных учеными по количественному содержанию основных макро- и микронутриентов, необходимому для организации рационального питания лиц преклонного и пожилого возраста были определены требования, предъявляемые к белковым продуктам на молочной основе, предназначенным для геродиетического питания, т. к. в основе создания функциональных продуктов должны быть положены основные положения концепции здорового питания.
Одним из важнейших принципов геродиететики, науки, изучающей характер питания людей старших возрастных групп, является принцип энергетически сбалансированного питания. Известно, что с возрастом основной обмен веществ изменяется, к 70-летнему возрасту он составляет 30 % от уровня обмена 20–30- летнего человека. В основе ограничения энергетической ценности пищевого рациона лежит известный в геронтологии факт: низкокалорийная диета замедляет темпы старения [6].
В пожилом возрасте возникает ряд функциональных и морфологических изменений во всех системах организма. Замедляются процессы обмена веществ, снижается приспособляемость организма к вирусам, его сопротивляемость и
способность к регенерации. Функциональные нарушения, структурные и
метаболические изменения, развивающиеся в организме людей пожилого возраста, требуют от него более внимательного отношения к питанию [24].
На фоне неблагоприятных условий среды, регулярных стрессов, неправильного питания, сниженной активности организма, возникает окислительный стресс, а в следствии – ишемическая болезнь, катаракта, фиброзы, болезнь Альцгеймера, онкологии.
Процессы свободно-радикального окисления регулирует ферментативная система организма, включающая в себя ферменты, в активные участки которых входят металлы (цинк, селен, железо, медь, марганец). В свою очередь не ферментативная защита осуществляется веществами, поступающими в организм с пищей: витаминами – антиоксидантами (С, Е, А) и полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) [26].
Ряд научных исследований, проведенных учеными разных стран мира, основательно показал, что более 600 различных нутриентов, всецело обеспечивающих человека необходимой энергией и биологически активными веществами (макро-, микронутриентами, витаминами, минералами), должны поступать в организм с пищей.
При старении организма наблюдается энергетический дисбаланс, приводящий к возникновению ожирения, повышенному содержанию холестерина в крове, как следствие, и атеросклероза.
Возрастные изменения, оказывающие отрицательное влияние, претерпевает и пищеварительная система.
На прогрессирование процессов старения значимое влияние оказывает гипокинезия, а так же избыточная масса тела. На основе вышесказанного вытекают основные принципы создания геродиетических продуктов питания:
1) содержание биологически активных веществ.
2) соответствие химического состава пищи возрастным особенностям организма.
3) гигиеническая безопасность продукта.
4) сбалансированность всех или отдельного компонентов готового продукта.
5) соответствие энергоценности.
6) легкая усвояемость и перевариваемость пищи.
Биологические процессы при старении приводят к снижению мышечной массы и увеличению жировой, причем в пожилом возрасте может развить как ожирение, так и гипотрофия. Допустимое увеличение массы тела с возрастом составляет не более 8 % от идеальной массы. Основной обмен уменьшается на 15 %–20 %, в связи с чем физиологическая потребность в энергии, поступающей с пищей, снижается. В среднем калорийность суточного рациона каждое десятилетие жизни после 40 лет должна уменьшаться примерно на 7 %. Если энергетическую ценность суточного рациона в возрасте 30–40 лет принять за 100 %, то в 60 – 70 лет она будет равна 80 %, а после 70 лет – около 70 %. В пожилом возрасте средняя калорийность суточного рациона должна составлять 1800–2000 ккал.
Поэтому важное в любом возрасте соответствие между расходом энергии и энергоценностью потребляемой пищи приобретает важнейшее профилактическое значение в старости [24].
После 50 лет для сохранения стабильного веса тела требуется меньше калорий, чем в более молодом возрасте, в среднем 1900 ккал/сут женщине и 2300 ккал/сут мужчине (против, соответственно, 2200 и 2900 ккал/сут в прежние годы). При сидячем образе жизни их, естественно, требуется меньше, чем при активном.
В пожилом возрасте процессы роста и формирования тканей организма закончены, в связи, с чем потребность в пластических материалах, в том числе и в белке, значительно меньше. Снижение общей работоспособности в пожилом возрасте и нередко прекращение интенсивной физической работы также является основанием для уменьшения нормы белка. Однако у пожилых людей сохраняется потребность в регенерации изношенных, отживающих клеток, для чего требуется белок (тем больше, чем выше изнашиваемость тканей). Установлено, что у пожилых и старых людей регенеративная потребность в белке достаточно высока. Недостаточность белков в пищевом рационе ведет к повышенной восприимчивости организма к инфекционным заболеваниям; она снижает процессы кроветворения, приводит к нарушению деятельности нервной
системы, желез внутренней секреции. Белки обезвреживают попавшие в
организмы яды и токсины, достаточное количество белка в пище повышает устойчивость к стрессам, которые могут быть причиной многих заболеваний, а его избыток может способствовать развитию атеросклероза.
Резервы белка у лиц пожилого возраста значительно не велики, а его усвояемая способность снижена. Поэтому пожилому человеку необходимо увеличивать поступление белка в организм до 100–110 г в сутки.
Попадая в желудочно кишечный тракт, белки расщепляются на аминокислоты. Участвуя в процессе обмена веществ некоторые аминокислоты преобразуются в другие, соответствуя потребностям организма, но большую часть аминокислот организм не способен самостоятельно синтезировать, следовательно, такие аминокислоты проникают в организм с употреблением пищи. В связи с этим, такие аминокислоты называют незаменимыми.
Наиболее полноценными белками, содержащими в своем составе незаменимые аминокислоты, в достаточном для организма количестве являются животные. В рационе пожилого человека животные белки должны составлять 50–55% от общего количества белка.
Анализ литературных источников, свидетельствует о том, что 60% суточной потребности в белках людей старших возрастов следует удовлетворять за счет продуктов, выработанных из сырья животного происхождения. При старении это соотношение следует несколько увеличить в сторону преобладания белка растительного происхождения. У людей старших возрастов оно характеризовалось выраженной молочно-растительной направленностью. Рекомендуемые величины белка в питании людей старших возрастов составляют для мужчин от 60 до 74 лет – 69 г, старше 75 лет – 60 г. Для женщин такого же возраста 63 и 57 г в сутки соответственно.
Анализ фактических рационов питания людей пожилого возраста показал, что их суммарный белок дефицитен в отношении метионина, цистина, валина, аргинина, глицина, аспарагиновой кислоты [47].
Особый интерес, с точки зрения анализа долгожительства, представляет содержание триптофана в пище. Экспериментальная проверка диет дефицитных
по триптофану показала, что у животных снижается уровень серотонина во
многих отделах головного мозга, происходит задержка процессов роста, развития и старения, увеличивается продолжительность жизни. Подобный эффект авторы связывают с недостатком триптофана в качестве предшественника серотонина. Вместе с тем, количество серотонина в мозговой ткани может быть снижено не только при дефиците триптофана в пище, но и при его нормальном содержании на фоне повышения в пище уровня его конкурентов (лейцин, изолейцин, тирозин, фенилаланин). Это позволяет предположить, что триптофан из незаменимой для молодого возраста аминокислоты превращается при старении в условно незаменимую [24].
Геродиетические продукты должны в комплексе сочетать все незаменимые аминокислоты для нормального функционирования организма.
Суточная потребность в незаменимых аминокислотах для лиц пожилого и преклонного возраста представлена в таблице 1.
Таблица 1 – Суточная потребность в незаменимых аминокислотах людей пожилого возраста
Незаменимые аминокислоты Суточная потребность, г/100г
Лица пожилого возраста 61–74 лет Лица преклонного возраста 75 лет и старше
Лейцин 7,0 7,0
Изолейцин 4,0 4,0
Лизин 5,5 5,8
Метионин + цистеин 3,5 3,8
Фенилаланин + тирозин 6,0 6,0
Трионин 4,0 4,0
Триптофан 1,0 0,8
Валин 5,0 5,0
Качественный состав жиров крайне важен для стареющего организма. В своем составе жиры содержат большое количество ненасыщенных жирных кислот, обладающих высокой биологической активностью, стимулирующих активацию окислительных процессов в организме. К таким жирам относятся легкоплавкие растительные масла: подсолнечное, оливковое, кукурузное и др. Меньше ненасыщенных жирных кислот имеется в животных тугоплавких жирах
– бараньем, свином, говяжьем. Одним из важных критериев при создании геродиетических продуктов является усвояемость жиров, которая напрямую зависит от температуры плавления жира. Чем ниже данная температура, тем легче усваивается жир. Тугоплавкие жиры (говяжье, баранье, свиное сало) труднее перевариваются и усваиваются в организме, чем другие виды жира. Особенно эти процессы затруднены у пожилых и старых людей, что объясняется ослабленным секреторным аппаратом и для всей пищеварительной системы лиц пожилого возраста.
В России среднесуточная потребность в жирах у людей пожилого возраста составляет 76–85 грамм. Группой исследователей рассчитано содержание в фактическом пищевом рационе линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот, которое составляло, соответственно, 9,8, 0,5 и 0,48 г.
Установлена связь обильного потребления жира с развитием атеросклеротического процесса. Так в состав животных жиров в основном входят насыщенные жирные кислоты (холестерин). Излишнее его потребление приводит к нарушению липидного обмена и развитию атеросклероза.
Основным источником энергии являются углеводы. Содержание углеводов в рационе пожилого человека должно соответствовать его энергетическим затратам, вида деятельности, а так же состоянию эмоционального фона, окружающей среды и составлять в среднем 400–500 грамм, то есть количество углеводов должно на 4 ? раза превышает количество белка (на 1 грамм белка приходится 4–5,5 грамм углеводов). Такое соотношение белка и углеводов приемлемо для лиц пожилого возраста только при активном, подвижном образе жизни. При малой физической нагрузке количество
углеводов должно быть снижено. Соотношение углеводов к 1 грамму белку не
более 3 – 3,5 грамму, то есть в рационе общее количество углеводов должно составлять 290 – 300 грамм, иначе повышенное их употребление приведет к развитию сахарного диабета, так как в пожилом возрасте снижена активная работа поджелудочной железы [60].
Основанием для сокращения углеводов в рационе лиц пожилого возраста является проявление гиперхолестеринемического действия низкомолекулярных углеводов. Помимо этого, избыток сахара неблагоприятно сказывается на деятельности полезной кишечной микрофлоры. Таким образом, требуется ограничение легкоусвояемых углеводов – сахара и сладких продуктов, ввиду профилактики нервных расстройств.
Углеводы разделяют на простые (моносахариды представлены глюкозой, фруктозой, лактозой) и сложные (полисахриды представлены крахмалом, гликогеном, клетчаткой, пектиновыми веществами).
Особая роль в питании людей пожилого возраста отведена клетчатке. Ее спектр действий разнообразен и в то же время, достаточно важен. В связи с тем, что стареющий организм достаточно зашлакован, клетчатка способствует формированию каловых масс и выведению холестирина, нормализуя микрофлору кишечника. Благодаря своей массе клетчатка способна ограничивать количество потребляемой пищи, следовательно предотвращать процесс ожирения. Поэтому среднесуточная потребность в пищевых волокнах и других неусвояемых углеводах должна составлять не менее 25 грамм.
Существуют растворимые пищевые волокна, такие как:
Пол Возраст , лет Энергия Белки, г Жиры, г Углеводы, г
мДж Ккал Всего Животного происхожд ения
Мужчины 60–74 9,62 2300 69 38 77 333
75 и старше 8,37 2000 60 33 67 290
Женщины 60–74 8,79 2100 63 35 70 305
75 и старше 7,95 1900 57 31 63 275
В виду экономических соображений и традиций питания, население России пожилого возраста претерпевает недостаток микронутриентов, особенно в зимний период, рацион, состоящий в основном из рафинированных продуктов, практически всецело лишен витаминов.
Длительное отсутствие минеральных веществ, влечет за собой нарушение положительной динамики работы стареющего организма и влияет на стремительное развитие тяжелых патологий. Массовые обследования пациентов преклонного возраста свидетельствуют о широком распространении различных форм витаминной недостаточности, так называемых гиповитаминозом [48].
Дефицит микронутриентов в пище, условно можно разделить на 4 стадии:
– первоначальный недостаток, характеризующийся изменением только в метаболизме элемента в ответ на субоптимальный уровень потребления и обладающий способностью саморегулирования;
– компенсированная метаболическая фаза характеризуется изменением максимально чувствительных биохимических функций и лабильных источников элементов; наблюдаемые метаболические сдвиги могут быть компенсированы другими системами;
– декомпенсированная метаболическая стадия характеризуется появлением значимых дефектов, жизненно важных для здоровья. Эта стадия может включать метаболические, иммунологические изменения без выраженных клинических симптомов;
– клиническая стадия [29].
Между тем у пациентов старших возрастных групп уже имеется значительное количество хронических заболеваний, нередко отягощающих течение друг друга и ухудшающих прогноз жизни [31]. Недостаток поступления микронутриентов с пищей способен усугубить течение уже имеющихся заболеваний и провоцировать развитие новых.
В таблице 3 рассмотрена зависимость суточной потребности в некоторых витаминах от увеличения возраста.
Таблица 3 – Рекомендуемые величины суточного потребления витаминов для лиц старших возрастных групп
Пол и возраст В1, мг В2, мг В6, мг В12,
мг С, мг А, мг Е, мг Д, мг
Мужчины 60–
74 лет
1,4
1,6
1,6
3
58
1000
15
100
Мужчины 75 лет и старше
1,2
1,4
1,4
3
50
1000
15
100
Женщины 60-
74 лет
1,3
1,5
1,5
3
52
1000
12
100
Женцины 75 лет и старше 1,1 1,3 1,3 3 48 1000 12 100
Наглядно показано, что потребность в витаминах В1, В2, В6, РР и D с увеличением возраста несколько снижается.
1.2.1 Физиологические функции витаминов и минералов
Микронутриенты достаточно в малых количествах содержаться в стареющем организме, но, не смотря на это, оказывают существенное влияние на течение различных физиологических процессов
Так, дефицит цинка, кальция и магния приводит к развитию артериальной гипертензии, а дефицит меди, марганца, кобальта и железа – к развитию ИБС [39]. При увеличении поступления данных элементов с пищей наблюдается снижение артериального давления, уменьшение болевого синдрома при ИБС, сердцебиения, одышки, улучшение показателей ЭКГ, сократительной функции миокарда [41]. Опираясь на ряд проведенных исследований, было выявлено, что больше всего пациенты старших возрастных групп испытывают дефицит витамина С, в то время как потребность в нем у организма в три раза выше, чем у лиц среднего возраста. Аскорбиновая кислота принимает участие в синтезе коллагена, иммуномодуляции, детоксикации в гепатоцитах, обладает сильными антиоксидантными действиями . Витамин С в гипер- и мега дозах оказывает противоопухолевое действие, поддерживает ресурс рН желудочного сока и предотвращает инфицирование Helicobacter pilori , что является особенно актуальным у пациентов пожилого возраста в связи с нарушением секреторной функции желудка [14, 20].
Дефицит витаминов-антиоксидантов – аскорбиновой кислоты, токоферолов и каротиноидов является одним из основных факторов, повышающих риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. К витаминам, замедляющим развитие атеросклеротического процесса относят холин, инозит, витамин В12 и фолиевая кислота. Повышенное потребление фолиевой кислоты, витаминов В6 и В12 снижает риск развития рака молочной железы. Выраженными липотропными свойствами обладает и витамин
В6 (пиридоксин), пантотеновая кислота, ?-токоферол, а также полиненасыщенные жирные кислоты.
Возрастные особенности желудочно-кишечного тракта являются причиной наблюдаемой у пациентов старшего возраста недостаточности витаминов группы В - В2, В6, В12, и витамина РР, что способствует снижению активности многих ферментных систем организма и развитию обменных нарушений. Так, витамины В3 и В6 являются функциональными компонентами ферментов, участвующих в высвобождении энергии из пищи.
