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一文读懂||老年人的运动生理特征及运动注意事项

一、衰老的概念及老年人划分标准



从老年医学角度讲,衰老是指人体随着年龄的增长,机体在形态结构与生理功能方面呈现出各种不可逆的退行性变化。人类的衰老变化是循序渐进的,它受到先天遗传因素和后天环境因素等多方面的影响,而且个体差异很大,机体不同的器官其衰老的速度也不同。

中华医学会老年医学分学会于1982年规定我国60岁以上为老年人。世界卫生组织提出将60~74岁称为年轻的老年人、75~89岁称为老年人、90岁以上称为长寿老人。

衰老的机制



现代科学的迅速发展推动了现代衰老机制的研究,各国学者对衰老的机制提出各种假说。主要的学说有以下几种。


1、“自由基学说”

该学说认为随着年龄的变化,其代谢过程产生一些自由基,与体内某些成分(如蛋白质、脂肪)发生反应,生成脂质等过氧化物,对机体产生损害作用,导致衰老。 


2.“交联学说”

该学说认为机体中的核酸、蛋白质等大分子可以通过共价键联结成难以分解的聚合物,而糖基化不能在体内发挥正常的功能,且对细胞产生严重损伤,引起组织理化性质改变、酶活性降低、蛋白质合成障碍、废物积累等,最终导致细胞衰老。


3.“遗传程序学说”

该学说认为衰老过程是由人体生物钟所预设的,都是通过遗传因素按各自的程序预先已做好安排,按时由特定的遗传信息激活一些组织产生特异性的退行性变化,最终导致衰老死亡。


4.“免疫学说”

该学说认为衰老是自身免疫力下降对机体自身组织破坏的结果。随着年龄的增长,正常免疫机能降低,免疫系统失控,不再起保护作用,对疾病的抵抗力下降。如随着衰老自身免疫疾病发生率会增加,且女子的发病率是男子的两倍,因而女子的衰老比男子快。


5.“内分泌机能减退学说”

该学说认为老年人体内激素分泌减少对体内各种物质代谢及某些疾病的发生产生一定的影响,是引起衰老的一个重要因素。如妇女绝经期分泌雌激素减少,会引起骨质疏松症。


6.“突变学说”

该学说认为细胞受有害因素影响(如辐射、化学损害、脱氧核糖核酸自发水解),使控制基因发生突变,细胞不能正常工作,导致各器官系统失调而致衰老。


最近又提出“遗传基因理论”,人的生老病死归根结底都与基因和染色体相关,该理论认为人类衰老主要是由于人体的“保养”及“修补”系统有缺陷,而这些系统最终由基因所控制,因此通过改造或“关闭”某些基因,便可控制人类的衰老过程。


二、老年人的生理特点及体育锻炼对老年人的良好影响



(一)神经系统



随着年龄的增加,神经系统生理机能也发生许多变化,包括感受器的退化、中枢信息处理的改变、平衡能力的下降和运动中枢性工作能力的减退。表现在视力、听力下降,记忆力减退,对刺激反应迟钝,容易疲劳且难以恢复。

中枢处理机制发生改变的主要原因是大量神经细胞萎缩和丧失。脊髓运动神经元数目减少37%,神经传导速度减慢10%。因而使神经肌肉活动能力受影响,表现为单纯反应时和复杂反应时变慢,运动时延长。65岁的老年人反应时比20岁年轻人延长了50%。老年人由于脑干和小脑中细胞的丧失,中枢肾上腺素能系统发生退行性变化,神经系统内的去甲肾上腺素水平逐渐降低,小脑皮质β-肾上腺素能受体密度降低,加上外周本体感受器机能下降,限制了精确地控制身体运动的能力。由于平衡功能和运动协调性减退,容易跌倒。由于脑动脉硬化和椎动脉血流受阻,老年人中有15%~24%的人会出现体位性低血压。

研究表明,老年人经常进行体育锻炼,其反应时显著快于不经常进行体育锻炼的老年人。连续进行20年体育运动的老年男子的动作反应时与20岁无运动的青年男子相似或更快。因此,有规律地进行体育活动,在某程度上能延缓神经肌肉功能的生理学衰老。

(二)运动系统



1、肌肉

在衰老过程中,肌肉发生显著的退行性变化。其特征是肌纤维的体积和数量减少,尤其是下肢肌的快肌衰退更明显。伴随着肌肉体积的减小,肌肉力量也减小,因而老人的动作灵活性、协调性及动作速度下降。研究表明,老年人最大力量的下降为18%~20%,并认为肌肉力量下降的速度与肌肉活动情况有关。经常进行抗阻训练,能促进蛋白质的合成,保持肌肉体积及力量,降低其衰老的速度。例如,以80%最大肌力进行抗阻练习,屈膝力量和伸膝力量都增加,随着力量的显著增长,Ⅰ型肌纤维和Ⅱ型肌纤维也明显肥大。老年人运动训练引起的力量变化和年轻人是相似的。老人进行步行或慢跑训练,会使Ⅰ型和Ⅱa型肌纤维横断面增大,毛细血管和肌纤维比值、毛细血管的数目和密度增加,线粒体、琥珀酸脱氢酶活性等增加24%~55%。研究表明,老年人在生理、结构及运动能力上具有很大的可塑性。经常进行高强度训练能取得很好的效果。在60岁的人群中训练引起力量的增长率为1.9%~72%。


2.关节

随着年龄增长,关节的稳定性和活动性逐渐变差。衰老常伴有胶原纤维降解、关节软骨厚度减小及钙化、弹性丧失、滑膜面纤维化、关节面退化等问题。骨关节的变性会使关节僵硬,活动范围受限制。但是有人认为,老人的骨关节炎是衰老的结果还是反复损伤的结果尚未清楚。体育锻炼可增加肌肉力量,防止肌肉萎缩的退行性变化,保持关节韧带的韧性和关节的灵活性,使老年人的动作保持一定的幅度和协调性。研究表明,经常参加太极拳练习的老年人脊柱外形多保持正常,脊柱活动功能较一般人好。脊椎椎体唇样增生等远少于一般老人。


3.骨骼

骨质疏松(OP)是骨的大量损失,是老年人中一个严重的问题。尤其是绝经后的妇女更为普遍,极易发生骨折。绝经后的妇女至少有1/4的人发生骨质疏松,70岁以后其中40%的人发生骨折。骨质疏松症是一个渐进的失调过程,女子约从30岁开始骨中矿物质逐渐丢失,而男子约从50岁才开始。据报道,60岁以上的老年人由于骨矿物质的丢失及多孔疏松,会导致骨质量减少30%~50%。随着年龄增长,骨质疏松引起骨密度和抗张强度下降,使骨折发病率也随之升高。脊柱、髋骨、腕部是骨折的易发部位,而髋部骨折在老年人中尤为多见。一项研究报道,美国有12%~20%的股骨折病人在一年内死亡。

老年人骨质疏松的原因尚未完全清楚,可能与性别、性激素分泌水平降低、消化功能低下、肠钙吸收障碍、运动减少、吸烟、酒精、咖啡因及遗传等综合因素有关。这些因素可能引起负钙平衡,不断消耗骨中矿物质。

运动能有效地防止和治疗骨质疏松症。坚持经常负重运动不仅能阻止骨质的丢失,而且还能增加骨矿物质含量,增加骨矿物质密度,预防骨质疏松症的发生。此外,运动还可以矫正变形、改善关节功能、增加柔韧性、增强肌力和耐力、保证肌肉和运动器官的协调性、防止摔跤,从而减少骨质疏松、骨折的危险因素。但是,单纯运动还不能完全代替雌激素治疗绝经期妇女骨质疏松症。

运动时骨密度的增加受重力负荷、骨骼局部应力负荷及重复运动等因素的影响。负重运动能增加负重骨的骨量,使骨骼变得粗壮;没有负荷应激时则骨质变弱。即使是80岁老人,坚持每日步行1英里,也能有效地减少骨质丢失,预防骨质疏松的发生。而在失重状态下工作的宇航员,骨矿物质含量明显低于正常人群。但是,非负重运动(如游泳、自行车运动)与负重项目(如跑步、举重)相比,对负重骨的影响则较少;骨骼局部应力负荷与骨量关系最为密切。骨骼承担的压力负荷越大,越能够增强成骨细胞活性,使骨生成增强。例如,专业网球运动员运动侧前臂的桡骨矿物质含量较对侧高30%以上。另外,机械压力负荷重复作用于某一骨骼的运动,也能增加该骨的骨密度。如长跑者跑步时下肢所承受的重复压力负荷很大,所以下肢骨和肌肉均较一般人粗壮有力。长期坚持游泳能延缓绝经后妇女骨量丢失,减慢骨质疏松症的发展。游泳运动坚持的时间越长,骨质增加越多。


2.“交联学说”

该学说认为机体中的核酸、蛋白质等大分子可以通过共价键联结成难以分解的聚合物,而糖基化不能在体内发挥正常的功能,且对细胞产生严重损伤,引起组织理化性质改变、酶活性降低、蛋白质合成障碍、废物积累等,最终导致细胞衰老。

(三)心血管系统



最大摄氧量(VO2max)在20多岁开始以每年0.4~0.5mL/kg的速率递减,到65岁时下降30%~40%。这是因为最大心率、每搏输出量和动静脉氧差都下降。因此衰老使氧运输和氧摄取的能力都下降。最近一项研究表明,如果坚持体育活动,体成分又保持不变的话,VO2max递减率为0.25mL/kg。所以运动可以减缓这个递减率。无训练者的VO2max递减率是有训练者的两倍。

有氧能力的下降受氧运输系统的中枢机制和外周机制功能下降的影响。


1.心率

随着年龄增长,静息时心率的变化很小,而最大心率却在下降。25岁的青年最大心率为195次/分,而65岁老人则下降到155~160次/分。老年人最大心率下降的原因可能是由于肾上腺髓质交感神经活动减弱,传至窦房结的冲动减少所致。


2.心输

出量一般来说,老年人的心脏容积仍保持不变,但静息时的每搏输出量减少,在力竭性工作时,老年人的每搏输出量比青年的小10%~20%。伴随衰老的产生,老年人心肌细胞萎缩、冠状动脉出现粥样硬化、左室舒缩功能减弱、心肌灌血不足及收缩力下降。由于最大心率的降低和每搏输出量的减少,所以心输出量也随年龄的增长而降低。65岁老人的最大心输出量为17~20L/min,比25岁青年人低30%~40%。

大血管和心脏弹性随年老而降低。血管硬化增加了血流的外周阻力,增大了心脏的后负荷,使心肌的耗氧量增加。冠状动脉粥样硬化会引起心脏缺氧。外周阻力较高也使安静时和最大运动时的收缩压升高,但舒张压变化甚小。由于老年人心血管系统的生理功能明显减退,所以在剧烈运动时,老年人的心率和血压会急剧增加,成为心血管疾病的重要诱因之一。


3.动静脉氧差

最大动静脉氧差随年老而逐渐减少,65岁老人的动静脉氧差仍可达140~150 mL/L。其减少的原因可能与体能水平下降、动脉氧饱和度下降、肌红蛋白的含量减少、外周血流分配不足、组织中氧化酶系统的活性减弱等因素有关。随着年老,组织毛细血管数量下降及肌纤维萎缩,使毛细血管数量与肌纤维比值减小以及酶活性下降,所以氧利用率下降。

目前的研究认为,缺乏体育活动与衰老本身都能导致老年人心血管机能下降。适宜的有氧运动能改善心血管机能。耐力训练可使老人的心脏舒缩功能及有氧能力提高。进行耐力训练后,老年男女的最大摄氧量分别增加了19%和22%,增加程度与年轻人相似。这种增加存在着明显的性别差异,男性是由于每搏输出量增加15%及动静脉氧差增加7%所致;而女性的有氧能力的增加是通过训练肌肉引起外周适应机制引起的。

总而言之,运动对老年人来说受益最大的是心肺功能系统。老年人经常练太极拳、长期散步锻炼能使静息心率减慢、动脉血压降低,每搏输出量、心输出量增加,心电图S-T段异常发生率降低。

(四)呼吸系统



衰老伴随着呼吸系统的结构和机能产生不良的变化:肺泡壁变薄、肺泡增大、肺毛细血管数目减少,使肺泡扩散的有效面积减小;肺组织弹性的下降和呼吸肌无力导致肺残气量增加和肺活量的下降,因而在剧烈运动时,只能通过加快呼吸频率来提高肺通气量,而不是依靠呼吸深度的增加。

静态和动态的肺功能指标随着年龄的增长而衰退。肺活量、最大通气量、时间肺活量等机能指标呈现进行性下降趋势。有资料表明,老年男女的一秒用力呼气量分别以每年大约32 mL和25 mL的速度下降。老年男性第一秒时间肺活量从正常的82%下降到75%左右,女子则从86%下降至略少于80%。虽然衰老的产生使呼吸系统机能下降,但65岁的健康老人仍具有相当程度的肺通气贮备。

有氧训练可使老年人的肺功能能力提高,使最大通气量增加,其增长速度与心输出量平衡。坚持体育锻炼能抑制与衰老相关的肺功能下降。

(五)血液



随着年龄的增长,老年人血液出现浓、黏、聚、凝的状态,临床上称之为高黏滞血症(HVS)。HVS可使微循环的血管形态、血液流变发生异常变化,直接影响到组织器官的生理功能。

血液的黏稠度主要取决于红细胞的压积、血浆黏度与红细胞的变形能力。随年龄增长老年人的纤维蛋白原增加,而纤溶能力下降,使血浆黏度增加;机体造血机能下降会使血液中年轻的红细胞数量减少,衰老红细胞数量增加;过氧化脂质在体内不断积聚以及血管的硬化等因素都会引起血液黏度升高。红细胞变形能力是影响血液黏度和血流阻力的重要因素。随着衰老过程的发展,红细胞膜弹性下降、血沉增加,导致变形能力也下降。血液黏度的升高和红细胞的变形能力下降,使血液的流变性降低,循环阻力增加,心脏负担加重。因此,心输出量、有氧能力及清除代谢产物等机能都将减弱,成为诱发心血管疾病的主要因素。

研究表明,长期运动锻炼会使血纤溶能力增强,对于增强血液的流动性、降低血液黏度有重要作用。老年人长期进行冬泳、门球、太极拳、长跑、散步和舞蹈等锻炼均可引起老年人血液流变学指标的良性变化,其中包括了红细胞变形能力的增强。这对改善老人高黏血症及预防心血管疾病有一定的意义。

(六)免疫系统



随着年龄的增长,免疫系统中许多成分都会受到影响,免疫能力显著降低。表现在免疫细胞数量的减少和活性的下降,T细胞增殖反应、白细胞介素-2(IL-2)水平、受体表达及信号传送等均下降。尤其是T细胞功能受影响更明显,功能性T细胞数量下降及T细胞亚群比值发生了改变。60岁以上的老年人外周血中T淋巴细胞的数量可降至青年时期的70%左右。这是由于胸腺随着年龄的增长发生退化所引起的,因为T细胞的成熟及分化均在胸腺。

IL-2对辅助性T细胞(CD+4)、细胞毒性T细胞(CD+8)及抑制细胞的增殖、分化有重要作用。衰老过程使IL-2受体的数量、亲和力、表达等下降。IL-2的减少对整体免疫反应有副影响,使T细胞信号传送减少,引起钙调节障碍。由于免疫功能衰退,将导致机体抗病毒感染防御系统的机能下降,直接影响老年人的身体健康和生命安全。

长期规律性地健身锻炼可引起老年人NK细胞良性变化。坚持冬泳、慢跑、太极拳、网球锻炼会对老年人NK细胞活性及数量产生良好影响。坚持海水冬泳的老人CD+4 升高幅度要大于CD+8,故CD+4/CD+8 细胞比值增高,提示免疫功能增强。在实际生活中,常参加锻炼的人患感冒概率小,因而由感冒引起的一系列疾病,如扁桃体炎、气管炎、肺炎等呼吸道疾病就不容易发生。

(七)抗氧化能力


近年来,人的衰老学说中提出了自由基学说。自由基在人体衰老过程中对细胞的结构起了很大的破坏和加速作用。一般用过氧化脂质(LPO)含量表示自由基损伤的程度,而超氧物歧化酶(SOD)活性反映身体内自由基清除系统的功能状况。人体各组织中的LPO随年龄增长而升高,而细胞内的SOD随年龄增长而逐渐下降。

研究证明,长期健身运动均能不同程度地提高老年人抗氧化系统的功能状况。健身跑可阻止血清LPO的升高及减慢中老年人体内SOD的下降,使机体自由基清除系统中的酶活性维持在较高的功能状态。

(八)体成分和体重



随着年龄的增长,身体成分和身高均有显著的变化。40岁左右身高开始下降,60岁时身高下降了约6cm。60~80岁间身高下降加快,每10年降低约2cm。有人认为,多年从事负重工作的人身高下降速度较快。身高随年龄增长而降低是因为脊柱后凸(驼背)、椎间盘压缩、椎骨退化造成的。脊柱后凸程度增大,严重的会影响腰痛和呼吸。人的体重通常在25~50岁之间处于上升阶段,其后开始逐步下降。体重增加伴有体脂增加和去脂体重下降。男女老年人的体脂平均值一般分别约为26%(男青年为15%)和38%(女青年为25%)。研究也表明,受过训练的男运动员体脂数值较小,在60~89岁的体脂只有14%。

老年人的瘦体重较年轻人小,初期老年人男性的瘦体重为47~53kg(青年男子为56~59kg),女性为31~41kg(青年女子为38~42kg)。身体活动能力随着年龄增长而逐渐下降,因而使瘦体重减少和体脂增加,这种体成分的改变将增加老年人的发病率及生理机能减退速率。

有规律地进行运动可使老人消耗更多的食物和热量。研究表明,有氧运动对减少体脂有效(减少0.4~3.2kg),而对去脂体重的影响很微;抗阻运动对减少体脂重(减少0.9~2.7kg)和增加瘦体重(增加1.1~2.1kg)均有很好疗效。

因此,老年人进行有氧运动和抗阻运动对减少脂肪重量均有较好的效果。同时抗阻运动对增加去脂体重也有很好的疗效。老年妇女坚持迪斯科健身舞运动会使体脂百分比明显降低,体重接近理想数值。

(九)血脂代谢



血液中脂质水平增高称为高脂血症,它是动脉粥样硬化(AS)的启动因素。动脉粥样硬化是与衰老相伴随的一种不可避免的现象。衰老导致胆固醇的百分数增多和磷脂的百分数减少。胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)及载脂蛋白与AS密切相关。高密度脂蛋白(HDL-C)具有促进外周组织胆固醇消除的作用,其增高有助于减少AS的风险,而低密度脂蛋白和血清总胆固醇水平的增高都会增加AS的风险。

LDL-C和VLDL-C的作用是将全身脂肪转向细胞,包括血管内皮细胞。当LDL-C被氧化时,容易形成动脉血块及脂肪斑块而致动脉粥样硬化。因此,防止LDL-C的氧化可以有效地防止AS的形成。维生素C、E及β-胡萝卜素等能够阻止LDL-C的氧化。

摄入低胆固醇的食物(如大豆蛋白)能改善血胆固醇状况。适量饮酒能增加HDL-C水平,有人认为,葡萄酒中某些成分可以抑制LDL-C的氧化,从而抑制脂斑的形成,降低正常人发生心脏病的风险。然而,大量饮酒不仅对心脏无益,而且还大大增加了肝脏疾病和癌症的危险。


三、老年人健身锻炼及应遵守的原则



适宜老年人的锻炼项目



体育锻炼就是根据“生命在于运动”的道理,通过锻炼增强和改善人体各器官的功能,达到健身祛病、防病抗衰、延年益寿的。老年人适合耐力性项目,而不宜进行速度性项目。在耐力锻炼项目中最常采用的有步行、健身跑、游泳、自行车、登山、跳健身舞等。有条件时还可打网球、门球、高尔夫球等。在我国传统体育项目中,可选择气功、太极拳、太极剑等。还有自然锻炼法(如日光浴、空气浴和冷水浴等)和医疗体育锻炼都可增进老年人的身心健康。近20多年来,研究认为老年人应进行力量性锻炼,以延缓老年人肌力的减退,才能取得锻炼的效果。

老年人体育锻炼应遵守的原则



进行体育锻炼要想达到健身祛病、防病抗衰、延年益寿的目的,就必须讲究科学的锻炼方法。老年人进行健身锻炼时,必须遵守以下一些原则。


1.循序渐进原则

开始运动时运动量要小,适应后再逐步增加和达到适宜的运动量。经过一段时间锻炼后,如运动时感到发热、微微出汗,运动后感到轻松、舒畅,食欲、睡眠均好,说明运动量恰当,效果良好,就要坚持下去。锻炼的动作应由易到难,由简到繁,由慢到快,时间要逐渐增加。老年人运动时,可用运动即刻脉率变化和恢复时间来控制运动量。老年人的适宜运动量可用心率=170-年龄这个公式来掌握,即运动后即刻脉率达到110次/分为适宜。运动后5~10min内脉率恢复到安静时水平较为合适。


2.经常性原则锻炼

一定要系统地进行、持之以恒。在恰当掌握运动量的基础上,最好每天坚持锻炼。实在有困难时,每周锻炼应不少于3次,每次锻炼30min左右即可。同时要合理安排锻炼时间,养成按时锻炼的良好习惯。只有这样的锻炼才可使身体结构和机能发生有利的变化,达到增强体质的目的。


3.个别对待原则

老年人在锻炼前应做一次全面的身体检查。通过检查可了解自己的健康状况,各脏器的功能水平,做到心中有数。要根据老年人的年龄、性别、体力特点、健康状况、运动基础及运动习惯来选择最适宜的运动项目,并制订合理的锻炼计划。不能千篇一律,要因人而异。活动时要注意适当安排短暂休息,运动前后要认真做好准备活动和整理活动。老年人锻炼时气氛应轻松愉快和活跃。应尽量避免做憋气的动作和参加精神过于紧张的比赛活动。


4.自我监督原则

老年人参加体育锻炼要加强医务监督。要学会观察、记录自己的脉率、血压及健康状况,以便进行自我监督。防止过度疲劳,避免发生运动损伤,努力提高锻炼效果和健康水平。如在运动中出现脉搏过快或过慢,或者脉搏跳动变得不规则时应停止锻炼,去医院检查。遇有感冒或其他疾病、身体过度疲劳时,应暂停锻炼,并及时进行疗养或休息。



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