Anatomic, physiological and metabolic characteristics of young athletes

AbstractA rational approach to the organization of the training process, the competitive cycle, the recovery processes in the practice of child and youth sport requires knowledge of the anatomical and physiological characteristics of the organism in these age periods. Exchange of amino acids in children of 6 to 12 years takes place very actively providing processes of growth and development. The children of preschool and early school age have tendency to hypoglycemia due to the imperfection of neurohumoral regulation of the mobilization of glycogen in the liver and increased utilization of glucose. Glucose utilization corresponds to its level in adults, ranging from 8 to 14 years of age. In children under the age of 10 an increased tendency to the formation of ketone bodies and ketosis is determined. Cholesterol levels increase rapidly after birth. From the period of puberty, girls have higher levels of total cholesterol, cholesterol in low density lipoprotein (LDL) and high density lipoproteins (HDL) than boys. At the age of 6–12 years basal metabolic rate decreases to 1,3–1,5 kcal/kg/h. The muscular system increasingly develops. Functional features of the central nervous system is the predominance of excitation. Sympathetic part of the autonomic nervous system prevails in heart’s activity. The role of the hypothalamic-pituitary system significantly increases in the structure of the endocrine glands. The sensitivity of many endocrine glands to the tropic hormone produced in the adenohypophysis increases. At the age of 8–12 years the role of epinephrine, norepinephrine and other biogenic amines especially increases. Period of puberty at the age of 13–17 years is associated with a significant change in the hormonal status of the organism. A pubertal growth spurt takes place, which occurs 1–2 years earlier in girls than in boys. As for the skeletal system the most pronounced growth of tubular bones of the limbs, spine and increase of bone density, muscle mass occurs. Heart rate decreases, while the duration of the expulsion phase of blood, cardiac output, respiratory functional parameters and red blood cells and hemoglobin concentrations increase. Endurance rises, physical activity is more economical than in childhood.

Keywords:anatomical and physiological features of young athletes, amino acids, fatty acids and carbohydrates metabolism

Вопр. питания. - 2013. - № 6. - С. 31-40.

Достижение высоких спортивных результатов невозможно без больших физических и нервнопсихических нагрузок. Рациональный подход к организации тренировочного процесса, соревновательного цикла, процессов восстановления в практике детского и юношеского спорта требует знания анатомо-физиологических особенностей организма в эти возрастные периоды [1, 2, 12].

Процессы роста и развития организма, отдельных его органов и систем имеют свои особенности [2, 12]. В возрасте 6-12 лет происходит снижение уровня основного обмена до 1,3-1,5 ккал/кг/ч. Усиленно развивается мышечная система. Общее содержание миоглобина в скелетных мышцах в возрасте 6-11 лет составляет в среднем 7,9 г, в возрасте 12-13 лет - 8,4 г. Темпы роста тела у мальчиков достаточно равномерны, ежегодно длина тела увеличивается на 4-5 см, масса тела - на 2-3 кг. До 10 лет девочки по длине тела уступают мальчикам. В возрасте 10-11,5 лет у девочек наступает скачок роста и с 10 до 12 лет девочки опережают мальчиков по темпам роста [1, 10, 12].

Функциональной особенностью центральной нервной системы (ЦНС) является преобладание процессов возбуждения. Уровень охранительного торможения относительно невысокий, подвижность нервных процессов невелика. При выполнении нагрузки достаточно быстро развивается утомление. В деятельности сердца преобладает тонус симпатической части вегетативной нервной системы. Частота сердечных сокращений составляет 75-80 уд/мин. Ударный объем сердца равен в среднем 30-40 мл, минутный объем крови - около 2000 мл. Масса сердца у детей в возрасте 10-11 лет в среднем составляет 112 г, в возрасте 11-12 лет - 128 г. Общая емкость легких колеблется от 1800 до 3400 мл, минутный объем дыхания составляет 3,8-4 л/мин, уровень поглощения кислорода равен 4,8-5 мл/мин/кг [1, 12].

Содержание гемоглобина в крови составляет 130-140 г/л (в возрасте 6-8 лет), кислородная емкость крови - 17,4%. Относительно невысокая кислородная емкость крови - важный фактор лимитирования снабжения организма детей кислородом.

В структуре деятельности эндокринных желез существенно увеличивается роль гипоталамогипофизарной системы, а также чувствительность многих желез внутренней секреции к тропным гормонам, вырабатываемым в аденогипофизе.

В возрасте 8-12 лет особенно увеличивается роль адреналина, норадреналина и других биогенных аминов. Эффекты адреналина многообразны, он детерминирует мобилизацию энергетических ресурсов организма. Анаболические процессы в этом возрасте во многом регулируются соматотропным гормоном гипофиза (СТГ) и находятся под влиянием инсулина [1, 2, 12].

В возрасте 13-17 лет происходят дальнейший рост и развитие организма, наступает период полового созревания, что связано со значительным изменением гормонального статуса организма. Происходит пубертатный скачок роста, у девочек этот процесс наступает на 1-2 года раньше, по сравнению с мальчиками. Прирост длины тела, однако, у девочек менее выражен и составляет 8-10 см в год. Со стороны костной системы наиболее выражены рост трубчатых костей конечностей, позвонков, увеличение плотности костной ткани.

Увеличение в длину туловища обычно несколько отстает от роста нижних конечностей. В этом возрасте увеличивается мышечная масса (толщина и длина мышечных волокон скелетной мускулатуры и др.). Существенное развитие приобретают двигательные качества: укорачивается время двигательной реакции, сила сокращения мышц, общее содержание миоглобина в скелетной мускулатуре увеличивается до 10,5 г (в возрасте 16-17 лет) [1, 2, 12]. По мере возрастания активности половых гормонов влияние СТГ на ростовые процессы несколько уменьшается. В этом возрасте уменьшается частота сердечных сокращений, увеличивается продолжительность фазы изгнания крови, повышается систолический объем. Объем сердца колеблется от 430 до 500 см 3 (в возрасте 13-15 лет) [2, 4, 11-13, 16].

Происходит дальнейшее развитие легочной ткани, увеличиваются функциональная мощность дыхательной системы, а также функциональные показатели дыхания, содержания эритроцитов и гемоглобина. В связи с увеличением анатомических характеристик и функциональных возможностей сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма в подростковом возрасте увеличивается выносливость, физическая деятельность осуществляется более экономично, чем в детском возрасте.

Особенности обмена веществ у детей и подростков

Каждому возрастному периоду соответствует состояние метаболизма, обеспечивающее оптимальное состояние пластических и энергетических процессов. Основными особенностями метаболизма у детей и подростков являются [1-3, 12]:

- наличие специфических процессов в пластическом материале, обусловленных необходимостью роста и развития организма;

- изменения ряда метаболических путей и циклов, что связано с депрессией генов-регуляторов, индукцией или подавлением синтеза многих ферментов;

- развитие адекватной нейрогуморальной регуляции обмена веществ;

- увеличение чувствительности органов и тканей к деятельности гормонов и биологически активных веществ;

- гетерохронность роста и развития различных анатомических систем организма;

- увеличение энергетических резервов организма в процессе роста;

- относительное уменьшение объема внутренней среды за счет увеличения клеточной массы органов и тканей;

- наличие явления гомеорезиса - поддержания постоянства в развивающихся системах, отражающего генную регуляцию процессов роста и развития, а также анаболической направленности обмена веществ.

Обмен аминокислот у детей 6-12-летнего возраста протекает очень активно, обеспечивая поддержку процессов роста и развития. У детей дошкольного и раннего школьного возрастов наблюдается некоторая склонность к гипогликемии при недостаточном поступлении с пищей глюкозы. Это связано с несовершенством нейрогуморальной регуляции мобилизации гликогена в печени и повышенной утилизацией глюкозы тканями. Утилизация глюкозы соответствует ее уровню у взрослых людей начиная с 8-14-летнего возраста. Обмен жиров в детском возрасте носит неустойчивый характер. У детей в возрасте до 10 лет определяется повышенная склонность к образованию кетоновых тел (продуктов неполного окисления жирных кислот) и кетозу (снижение pH крови в связи с накоплением кетоновых тел).

Уровень холестерина (свободного и связанного) после рождения быстро повышается. Начиная с периода полового созревания у девочек наблюдаются более высокие показатели в крови общего холестерина, холестерина в липопротеидах низкой плотности (ЛПНП) и высокой плотности (ЛПВП), чем у мальчиков, что во многом связано с половыми различиями в гормональной регуляции обмена веществ [1, 6, 12, 15].

Аэробная производительность

В младшем школьном возрасте энергообеспечение мышечной деятельности идет по пути увеличения аэробных возможностей организма. В этом возрасте мышечные волокна в составе мускулатуры конечностей окончательно не дифференцированы, в составе мышц преобладают медленно сокращающиеся (оксидативные) мышечные волокна. В возрасте 6-12 лет ребенок легче переносит экстенсивные нагрузки, чем интенсивные. Дети младшего школьного возраста обладают высокой выносливостью при работе умеренной интенсивности. При нормальном протекании адаптационных реакций на нагрузки, связанные с выносливостью, у юных спортсменов отмечается последовательное улучшение функционирования систем организма.

Это выражается в экономизации функций сердечно-сосудистой системы при стандартных нагрузках разной мощности, в прогрессивном нарастании аэробных возможностей организма.

Начиная с 12 лет в энергетическом обеспечении мышечной деятельности наступает определенный переломный момент, который характеризуется снижением аэробной работоспособности.

Он обусловлен началом пубертатного скачка роста и возрастанием доли анаэробных механизмов энергопродукции. Величина максимальной аэробной производительности у мальчиков выше по сравнению с девочками. Наибольший годовой прирост аэробной производительности отмечается у мальчиков в возрасте 13-14 лет (максимальное потребление кислорода, МКП - на 28%), у девочек - 12-13 лет (МКП - на 17%) [1, 2, 12, 13, 16].

Анаэробная производительность

Максимальный абсолютный уровень аэробной производительности достигается у юношей в возрасте 18 лет, у девушек - в 15-летнем возрасте.

Относительное значение этого показателя с возрастом почти не изменяется, что обусловливает достаточно высокую аэробную работоспособность у детей и подростков с ее максимумом в возрасте 15-16 лет.

При недостаточном обеспечении организма кислородом мышечная работа осуществляется в основном в анаэробном режиме, т.е. при анаэробной задолженности. Развитие анаэробной системы энергообеспечения в младшем школьном возрасте отстает от аэробной. Способность выполнять физическую работу в условиях кислородной задолженности в этом возрасте более низкая, чем в старшем. Развитие анаэробной производительности продолжается до 14-летнего возраста, затем стабилизируется. В младшем школьном возрасте быстро сокращающиеся гликолитические волокна (быстрые мышечные волокна) практически не развиты (составляют 8-15% всех мышечных волокон скелетной мускулатуры), в 12 лет их доля возрастает до 23-33% (особенно в мускулатуре нижних конечностей) [1, 2, 12, 16]. Одновременно увеличивается активность ферментов анаэробного гликолиза, приводя к существенному повышению продукции молочной кислоты. В возрасте 14 лет процентное содержание быстрых мышечных волокон (быстро сокращающихся) несколько снижается.

Максимальное увеличение анаэробной работоспособности наблюдается в 15-летнем возрасте.

При выполнении детьми и подростками стандартной работы одинаковой интенсивности у детей выше концентрация лактата в крови, более выражены сдвиги кислотно-щелочного равновесия. Это связано с малой емкостью буферных систем, которая достигает уровня, характерного для взрослых людей, в пубертатном возрасте (в период полового созревания), поэтому в младшем школьном возрасте дети относительно плохо переносят анаэробно-гликолитические нагрузки, приводящие к развитию ацидоза.

Выносливость к статической физической нагрузке, обеспечиваемая преимущественно анаэробным механизмом, в существенной степени связана с концентрацией молочной кислоты. Возрастное увеличение этой выносливости происходит при снижении активности анаэробного гликолиза и повышении устойчивости скелетной мускулатуры к условиям ацидоза. Абсолютная сила мышц, связанная с возрастным увеличением мышечной массы (анатомического поперечника мышц, мощности сократительных структур, прочности сухожилий и др.), увеличивается с возрастом [1, 2, 12, 16].

Резюмируя, следует отметить, что физическая работоспособность, связанная с аэробными механизмами энергопродукции, созревает в детском возрасте, а связанная с анаэробными механизмами - лишь при завершении полового созревания организма.

Белки - это сложные азотсодержащие полимеры, мономерами которых служат аминокислоты.

Аминокислотный состав разных белков неодинаков и является важнейшей характеристикой каждого белка, а также критерием его ценности в питании детей и подростков [1, 3, 12, 14].

8 из 20 аминокислот (валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, лизин) не синтезируются в организме человека и поэтому являются незаменимыми (эссенциальными) факторами питания. Для детей до года незаменимой аминокислотой служит также гистидин, а для детей первых месяцев жизни и, особенно, недоношенных детей - цистеин и тирозин.

Поскольку для построения подавляющего большинства белков организма человека требуются все 20 аминокислот, но в различных соотношениях, дефицит любой незаменимой аминокислоты в пищевом рационе неизбежно ведет к нарушению синтеза белка. Более того, важно не только поступление с пищей достаточных количеств каждой из аминокислот, но и их правильное соотношение, приближающееся к соотношению незаменимых аминокислот в белках человеческого тела.

При этом сбалансированность аминокислотного состава должна соблюдаться не только в среднем за день, но и в каждый прием пищи. При нарушении же сбалансированности аминокислотного состава рациона, синтез полноценных белков также нарушается, что ведет к задержке роста, развития организма и возникновению ряда других нарушений.

В соответствии с наиболее распространенными современными представлениями, можно выделить два уровня удовлетворения физиологических потребностей человека в белке:

- минимальный уровень потребления, обеспечивающий поддержание азотистого баланса (т.е. равновесия между азотом, поступающим с пищей, и азотом, выводимым из организма с мочой, калом и потом) - так называемый поддерживающий уровень;

- оптимальный уровень потребления, обеспечивающий устойчивость человека к действию различных физических и психических нагрузок, стресса, неблагоприятных внешних факторов, а также адекватного роста и развития.

Величина поддерживающего уровня может быть установлена достаточно просто и точно путем изучения азотистого баланса (табл. 1). С известным приближением можно оценить также количество белка, необходимое для поддержания нормального роста. Для этого вычисляют количество азота, которое задерживается в организме (исходя из среднесуточной интенсивности прироста массы тела и известной средней концентрации азота в организме). Прибавив к этой величине два стандартных отклонения (для обеспечения необычно высоких индивидуальных потребностей в белке отдельных детей и подростков в популяции), а также величину, связанную с вариацией скорости роста в течение месяца (принимаемую за 12-15%), можно рассчитать так называемый безопасный уровень потребления белка, который колеблется от 1,86 г на 1 кг массы тела в сутки для детей первых месяцев жизни до 1 г/кг/сут у детей 4-10 лет, 0,8 г/кг/сут у девушек и 0,86 г/кг/сут - у юношей 17-18 лет. Эта величина не учитывает, однако, уже упомянутых возможных дополнительных потребностей в белке, связанных с большими учебными и физическими нагрузками, действием неблагоприятных климатических и экологических факторов, а также недостаточно высокой биологической ценности белка рациона. Так как точный количественный учет этих дополнительных потребностей практически невозможен, более оправданы действующие в России рекомендации по потреблению белка (54 г/сут для детей 4-10 лет и 69-87 г/сут для подростков 11-17 лет), которые существенно выше безопасного уровня потребления белка, рекомендуемого экспертами ФАО/ВОЗ [2, 3].

Особое значение имеет содержание в пищевых белках незаменимых аминокислот и их соотношение между собой. Установлено, что аминокислотный состав пищевых белков животного происхождения наиболее близок к аминокислотному составу белков человеческого организма, и вследствие этого биологическая ценность белков этих продуктов наиболее высока. Для характеристики качества белка широко используют показатель, обозначаемый как аминокислотный скор. Этот показатель вычисляется как процентное отношение содержания той или иной аминокислоты в пищевом белке к содержанию аминокислоты в идеальном для человека белке. При оценке качества белка используют стандартную аминокислотную шкалу ФАО/ВОЗ, которая как бы моделирует идеальный белок (табл. 2). Используя эту шкалу, можно рассчитать аминокислотный скор для различных пищевых продуктов.

Биологическая ценность белков зависит не только от их аминокислотного состава, но и от доступности отдельных аминокислот. Доступность аминокислот может снижаться при наличии в пище ингибиторов протеолитических ферментов (присутствующих, например, в бобовых) или чрезмерной термической обработке пищевых продуктов. В частности при избыточном нагревании продуктов, богатых углеводами, в них снижается количество доступного лизина вследствие реакции меланоидинообразования, в которой участвуют лизин белков и глюкоза углеводов.

Важным показателем качества белка пищи может служить степень его усвояемости, которая отражает интенсивность протеолиза в желудочно-кишечном тракте и последующего всасывания аминокислот в кишечник. По скорости переваривания протеолитическими ферментами белки можно расположить в следующей последовательности: 1 - белки яйца, рыбы и молока, 2 - белки мяса, 3 - белки хлеба и круп.

Многие растительные продукты, особенно зерновые, содержат белки пониженной биологической ценности: в кукурузе, например, имеется значительный дефицит триптофана и лизина, в пшенице - лизина и треонина. В то же время продукты животного происхождения содержат сравнительно высокое количество триптофана, лизина и серосодержащих аминокислот, поэтому для удовлетворения потребностей организма в аминокислотах целесообразно использовать комбинации пищевых продуктов по принципу взаимного дополнения лимитирующих биологическую ценность аминокислот. В частности, благоприятна комбинация растительных и молочных продуктов.

При отличающемся характере жизнедеятельности, различных физических нагрузках потребности в отдельных аминокислотах будут сильно различаться. Так, для спортсменов характерно резкое повышение потребности в глутамине. Аэробные нагрузки увеличивают расход серосодержащих аминокислот, силовые - повышение потребности в разветвленных аминокислотах (лейцин, изолейцин, валин), поэтому аминокислотный профиль пищи необходимо строить в соответствии с потребностями организма [1-3, 12, 14].

Широко распространено мнение о том, что потребности интенсивно тренирующихся спортсменов в белке повышены. Считается, что для увеличения выносливости следует компенсировать расход мышечного белка, расходуемого на окислительные процессы. Вместе с тем убедительных научных данных, подтверждающих эти положения, в настоящее время не получено. Кроме того, нельзя не учитывать очевидных негативных эффектов его передозировки, которые могут начаться уже с дозы белка 2-4 г/кг массы тела. Было, в частности, показано, что у очень интенсивно тренирующихся велосипедистов (при суточных энерготратах более 5900 ккал) положительный баланс азота наблюдается при потреблении белка на уровне 1,4 г/кг массы тела, что лишь на 20-40% превышает потребность в белке лиц, ведущих сидячий образ жизни. В целом в настоящее время доминирует мнение, что для поддержания выносливости спортсменов-профессионалов на должном уровне необходимо потреблять 1,2-1,4 г белка/кг/сут, что отвечает приблизительно 12% по калорийности их рациона (с учетом того, что углеводный компонент должен обеспечивать повышенные энерготраты, составляющие у спортсменов-юниоров 3500-4000 ккал/сут, а у спортсменов-профессионалов - 5000-6000 ккал/сут) [2, 12, 14].

Продуктами с высоким содержанием белка, необходимыми для включения в питание юных спортсменов, являются яйца, куриное мясо, индейка; молочные продукты - творог, сыр, йогурт, кефир, молоко; постная говядина; рыба; бобовые; орехи. В определенных случаях могут быть рекомендованы специализированные высокобелковые продукты, обогащенные комплексом витаминов и минеральных веществ.

Класс углеводов включает большое число различных соединений, которые могут быть разделены на 3 группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды (табл. 3).

Углеводы служат важнейшим источником энергии, обеспечивая у детей старше года до 50-60% от общей калорийности рациона. Способность углеводов служить высокоэффективным источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты в незначительной степени используются в организме как энергетический материал и утилизируются в основном для различных пластических нужд [1, 3, 15].

Углеводы пищи играют важную метаболическую роль, являясь предшественниками гликогена и триглицеридов, источником углеродного скелета заменимых аминокислот, участвуя в построении коферментов, нуклеиновых кислот, АТФ и других биологически важных соединений. Углеводы оказывают антикетогенное действие, стимулируя окисление ацетилкоэнзима А, образующегося при окислении жирных кислот [2, 3].

Глюкоза является той структурной единицей, из которой построены все важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал и целлюлоза. Глюкоза быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте и поступает в кровь, а затем - в клетки различных органов и тканей, где она вовлекается в процессы биологического окисления. Окисление глюкозы сопряжено с образованием значительных количеств аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Энергия макроэргических связей АТФ является уникальной формой энергии, используемой организмом для реализации различных физиологических функций, поэтому глюкоза служит наиболее легкоутилизируемым источником энергии для человека. Роль глюкозы особенно велика для ЦНС, где она является важнейшим субстратом окисления.

Фруктоза - менее распространенный углевод, чем глюкоза. Наряду с глюкозой фруктоза входит в состав сахарозы, а также участвует в построении некоторых видов гемицеллюлоз и полисахарида инулина, пребиотические свойства которого привлекают в последние годы значительное внимание к этому соединению.

Фруктоза, так же как и глюкоза, служит быстроутилизируемым источником энергии и в еще большей степени, чем глюкоза, склонна к превращению в триглицериды. Ферменты, участвующие в специфических превращениях фруктозы, не требуют для проявления своей активности инсулина.

К числу перевариваемых полисахаридов принадлежат крахмал и гликоген. Оба соединения представляют полимеры глюкозы. В состав крахмала входят 2 вида полимеров: амилоза и амилопектин.

Гликоген отличается по своему строению от крахмала значительно большей разветвленностью его молекулы - в гликогене боковые ответвления основной полимерной цепи имеются через каждые 6-8 остатков глюкозы, объединенных линейной α-1,4-связью. Избыток углеводов, поступающих с пищей, превращается в гликоген, который откладывается в тканях и образует депо углеводов, из которого при необходимости организм черпает глюкозу, используемую для реализации различных физиологических функций. Основными органами, в которых имеются значительные количества гликогена, являются печень и скелетные мышцы; концентрация гликогена в этих органах может достигать соответственно 4-5 и 1-2%.

При отсутствии поступления углеводов с пищей запасы гликогена полностью иссекают через 12-18 ч. В связи с исчерпанием резервов углеводов резко усиливаются процессы окисления другого важнейшего субстрата окисления - жирных кислот, запасы которых намного превышают запасы углеводов. Это ведет к усилению кетогенеза, особенно у детей раннего и дошкольного возраста, характеризующихся недостаточной зрелостью механизмов регуляции углеводно-жирового обмена. Исчерпание запасов гликогена ведет к усилению процессов глюконеогенеза, направленного на обеспечение глюкозой жизненно важного органа - головного мозга, жизнеспособность которого в значительной степени связана с постоянным интенсивным окислением глюкозы. Длительное снижение уровня гликогена в печени ведет к нарушению функций гепатоцитов, способствуя жировой инфильтрации, а затем и жировой дистрофии печени [1-3, 15].

Скорость усвоения разных углеводов зависит от показателя, называемого гликемическим индексом (ГИ), вычисляемым по формуле:

В качестве стандарта обычно используют 50 г глюкозы или пшеничный хлеб, содержащий 50 г крахмала. За 100 принят ГИ белого хлеба.

Чем выше ГИ, тем быстрее растет уровень сахара после приема этого продукта. Резкое возрастание уровня сахара в крови вызывает усиленное выделение из поджелудочной железы инсулина (гормона, регулирующего уровень сахара в крови).

При избытке углеводов в рационе часть их преобразуется в жировую ткань. Углеводы с высоким ГИ при неумеренном употреблении способствуют наращиванию жировых запасов. Углеводы с низким ГИ обеспечивают равномерное поступление глюкозы в кровь, следовательно, способствуют постоянной подпитке организма. Вследствие чего употребление таких продуктов способствует лучшей работе гормональной системы и оптимальной работоспособности. При силовой нагрузке потребность в углеводах больше, при аэробной нагрузке она меньше. При незначительной нагрузке (взрослые люди) потребность в углеводах составляет 4-5 г/кг/сут, при умеренных (1-2 ч в день) - 5-6 г/кг/сут, умеренно-высоких нагрузках (2-4 ч) - 6-7 г/кг/сут, высоких нагрузках (более 4 ч в день) - 7-8 г/кг/сут [1, 9, 13].

Жиры пищи делятся на 2 большие группы:

а) собственно жиры (или нейтральные жиры), которые по своему химическому строению являются триглицеридами; б) жироподобные вещества (или липоиды), включающие несколько групп соединений - фосфолипиды, стерины и др. Основным продуктом расщепления пищевых жиров являются различные жирные кислоты, которые делятся на 2 группы: а) насыщенные жирные кислоты, не содержащие в своей молекуле двойных связей;

б) ненасыщенные (моно- и полиненасыщенные) жирные кислоты, содержащие одну и более двойных связей.

Незаменимыми жирными кислотами являются арахидоновая кислота (20:4), относящаяся к семейству ω-6 жирных кислот, эйкозопентаеновая (20:5) и докозогексаеновая (20:6) жирные кислоты из семейства ω-3 [3, 4, 6, 9, 12]. В то же время в пищевых продуктах эти кислоты присутствуют в небольших количествах, но содержатся значительные количества их предшественников -

линолевой (18:2, ω-6), из которой в организме образуется арахидоновая кислота, и линоленовой (18:3, ω-3), из которой синтезируются жирные кислоты семейства ω-3 [3, 9].

Многочисленные исследования позволили установить, что жирные кислоты из семейств ω-6 и ω-3 выполняют в организме различные важнейшие биологические функции. Эти функции связаны с их способностью быть предшественниками широкого спектра биологически активных веществ - эйкозаноидов: простагландинов, простациклинов, тромбоксанов и лейкотриенов. Эти соединения проявляют многосторонние физиологические и метаболические эффекты, причем во многих случаях полярные. Так, тромбоксаны способствуют вазоконстрикции и повышают свертываемость крови, тогда как простациклины проявляют противоположные эффекты. Простагландины Е проявляют провоспалительные, а простагландины F2 противовоспалительные свойства. Сложность метаболических взаимоотношений, существующих между различными классами эйкозаноидов, усугубляется тем обстоятельством, что ключевым регуляторным звеном их образования из соответствующих предшественников, жирных кислот ω-6 и ω-3 семейств, служит одна и та же ферментная система (циклооксигеназа). Вследствие этого в организме существуют конкурентные отношения между 3 основными предшественниками синтеза различных эйкозаноидов: дигомо-γ-линолевой (20:3, ω-6), арахидоновой (20:4, ω-6) и линоленовой (18:3, ω-3) кислотами [3, 6, 9].

В условиях недостаточного созревания циклооксигеназы синтез эйкозопентаеновой и докозогексаеновой жирных кислот резко снижается или прекращается. Рассмотренные данные, указывающие на важную физиологическую роль полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), позволяют понять давно известные факты значительных нарушений, к которым ведет дефицит ПНЖК у детей (задержка роста, изменения со стороны кожи и др.). В последние годы было установлено также, что для нормального роста и развития детей и адекватного иммунного ответа необходимо не только достаточное абсолютное количество ПНЖК в пище, но и правильное соотношение между содержанием ПНЖК семейств ω-3 и ω-6. Для обеспечения адекватного поступления ПНЖК обоих семейств пищевые рационы в первую очередь должны содержать 2 группы продуктов: а) растительные масла (подсолнечное и кукурузное, являющиеся концентратами ω-6 жирных кислот, а также соевое и рапсовое масла, содержащие смесь ω-6 и ω-3 кислот); б) рыбу, особенно жирную (камбалу, скумбрию, сельдь иваси и др.), содержащую значительные количества ПНЖК семейства ω-3 - докозагексаеновую, эйкозапентаеновую, а также докозопентаеновую.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, необходимые для нормальной жизнедеятельности, которые, однако, не синтезируются (некоторые синтезируются, но в недостаточном количестве) в организме и поступают в организм с пищей.

Витамины относятся к числу незаменимых (эссенциальных) факторов питания [1-3, 8, 12].

Макро- и микроэлементы также принадлежат к числу эссенциальных пищевых веществ и включают несколько десятков соединений. Хотя функции каждого из них достаточно специфичны, можно выделить несколько наиболее общих для всех минеральных веществ функций: участие минеральных веществ в построении тканей, клеток и их компонентов и участие в поддержании ионного равновесия в клетках, необходимого для их нормальной жизнедеятельности и определяющего электровозбудимость клеток, клеточных органелл и их мембран, лежащую в основе таких жизненно важных функций, как нервное возбуждение и мышечное сокращение. Минеральные вещества играют важную роль в обмене воды в организме, регуляции активности многих ферментов. Таким образом минеральные вещества, выполняют функции экзогенных регуляторов физиологических процессов, поэтому особенно важен постоянный контроль за достаточным содержанием витаминов и минеральных веществ в рационах детей и подростков [3, 5, 7, 12].

Водный баланс. Потеря 9-12% воды является чрезвычайной ситуацией для организма и может привести к летальному исходу [1, 2, 12, 13]. Значительным фактором, ограничивающим высокую спортивную работоспособность, является нарушение питьевого режима, и, как следствие, потеря воды, солей, нарушение терморегуляции организма. Потери воды при умеренной физической нагрузке в течение первого часа (при температуре 20-25 °С) у юных спортсменов могут достигать 1 л/ч. Надежный способ физиологически правильно возмещать потери воды и солей - употреблять специальные углеводно-электролитные напитки (растворы) небольшими порциями через 10-15 мин. При это поступление жидкости не должно превышать 0,5-0,7 л/ч.

Литература

1. Гольберг Н.Д., Дондуковская Р.Р. Питание юных спортсменов. - М.: Советский спорт, 2007. - 236 с.

2. Детская спортивная медицина: Руководство для врачей. - 2-е изд. перераб. и доп. / Под ред. С.Б. Тихвинского, С.В. Хрущева. - М.: Медицина, 1991. - 560 с.

3. Детское питание: Руководство для врачей / Под ред. В.А. Тутельяна, И.Я. Коня. - 3-е изд. - М.: МИА, 2013. - 744 с.

4. Еликов А.В., Цапок П.И. Взаимосвязь показателей липопероксидации, липидного обмена и осмотической устойчивости эритроцитов у спортсменов, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта // Гиг. и сан. - 2012. - № 1. - С. 84-87.

5. Зайцева И.П. Влияние ферропрепаратов на обеспеченность юных спортсменов железом, медью и марганцем // Вопр. питания. - 2010. - Т. 79, № 4. - С. 72-75.

6. Конь И.Я., Коростелева М.М., Шилина Н.М. Характеристика липидного компонента рациона питания детей дошкольного возраста // Вопр. дет. диетологии. - 2008. - Т. 6, № 3. - С. 5-8.

7. Конь И.Я., Сафронова А.И., Коростелева М.М. Цинк и его роль как фактора, определяющего костную плотность у детей и взрослых // Вопр. дет. диетологии. - 2012. - Т. 10, № 6. - С. 24-29.

8. Конь И.Я., Тоболева М.А., Коростелева М.М. Витаминная недостаточность, причины и пути коррекции // Вопр. дет. диетологии. - 2008. - Т. 6, № 5. - С. 74-76.

9. Конь И.Я., Шилина Н.М., Гусева М.Р. и др. Исследование влияния рыбьего жира как источника ω-3 полиненасыщенных жирных кислот на заболеваемость острыми респираторными инфекциями антропометрические показатели и зрительную функцию у дошкольников 5-6 лет // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2010. - Т. 89, № 1.

10. Коростелева М.М., Алешина И.В., Тоболева М.А. и др. Изучение энергетических затрат у московских школьников старшего возраста // Вопр. дет. диетологии. - 2012. - Т. 10, № 6. - С. 9-12.

11. Трушина Э.Н., Гаппарова К.М., Мустафина О.К. и др. Состояние питания и клеточный иммунитет у спортсменовтяжелоатлетов // Вопр. питания. - 2012. - Т. 81, № 3. - С. 92-96.

12. Armstrong N., McManus A.M. Physiology of elite young male athletes // Med. Sport Sci. - 2011. - Vol. 56. - P. 1-22.

13. Connes P., Tripette J., Mukisi-Mukaza M. et al. Relationships between hemodynamic, hemorheological and metabolic responses during exercise // Biorheology. - 2009. - Vol. 46, N 2. - P. 133-143.

14. Laskowski R., Antosiewicz J. Increased adaptability of young judo sportsmen after protein supplementation // J. Sports Med. Phys. Fitness. - 2003. - Vol. 43, N 3. - P. 342-346.

15. Madsen K., Pedersen P.K., Rose P., Richter E.A. Carbohydrate supercompensation and muscle glycogen utilization during exhaustive running in highly trained athletes // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. - 1990. - Vol. 61, N 5-6. - P. 467-472.

16. Ostojic S.M., Stojanovic M.D., Calleja-Gonzalez J. Ultra shortterm heart rate recovery after maximal exercise: relations to aerobic power in sportsmen // Chin. J. Physiol. - 2011. - Vol. 54, N 2. - P. 105-110.