Клинико-физиологическое обоснование механизмов лечебного и реабилитационного действия физических упражнений

При заболевании в организме человека происходят различные структурные и функциональные нарушения. Вынужденная длительная гиподинамия может ухудшить течение болезни и вызвать ряд осложнений. С одной стороны, ЛФК оказывает непосредственное лечебное действие (стимулируя защитные механизмы, ускоряя и совершенствуя развитие компенсаций, изменяя обмен веществ, улучшая репаративные процессы, восстанавливая нарушенные функции), с другой - уменьшает неблагоприятные последствия сниженной двигательной активности.

Здоровый организм обладает высокой способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды. При заболеваниях наблюдается подавление и ослабление приспособительных реакций. Сознательная физическая тренировка, посредством которой стимулируются физиологические процессы, увеличивает возможность больного организма к развитию приспособительных процессов. Полнота приспособления и есть полнота здоровья (В.Н. Мошков).

В развитии приспособительных реакций под влиянием дозированной физической тренировки ведущую роль играет нервная система (И.М. Сеченов, И.П. Павлов, С.П. Боткин и др.). Нервная регуляция деятельности организма осуществляется посредством рефлексов. Воздействия внешнего мира воспринимаются экстерорецепторами (зрительным, слуховым, тактильным и др.); возникающие возбуждения в виде импульсов достигают больших полушарий мозга и воспринимаются в форме различных ощущений. Центральная нервная система (ЦНС) формирует ответную реакцию. Такое же рефлекторное взаимодействие существует между внутренними органами и ЦНС. Импульсы от рецепторов внутренних органов (интерорецепторов) также поступают в нервные центры, сигнализируя об интенсивности функций и состоянии органа. Проприоцептивные импульсы с рецепторов мышц, связок, сухожилий поступают в ЦНС (кору больших полушарии, подкорковые центры, ретикулярную формацию ствола мозга) и посредством рефлексов через центры вегетативной нервной системы регулируют деятельность внутренних органов и обмен веществ. Эту взаимосвязь объясняет теория моторно-висцеральных рефлексов, разработанная М.Р. Могендовичем.

В оценке физиологического действия физических упражнений необходимо учитывать их влияние на эмоциональное состояние больного. Положительные эмоции, возникающие в процессе занятий физическими упражнениями, стимулируют физиологические процессы в организме больного и одновременно отвлекают его от болезненных переживаний, что имеет важное значение для успеха лечения и реабилитации.

Помимо ведущего значения нервного механизма регуляции физиологических функций, большую роль играет гуморальный механизм. При выполнении мышечной работы в кровь выделяются гормоны (адреналин и др.), которые оказывают стимулирующее действие на работу сердца; метаболиты, образующиеся в мышцах, расширяют артериолы, снабжающие эти мышцы кровью. Химически активные вещества оказывают влияние на нервную систему. Такое взаимодействие нервных и гуморальных влияний обеспечивает общую благоприятную реакцию организма больного человека на различные виды физических нагрузок.

В.К. Добровольскому принадлежит приоритет в обосновании механизмов лечебного действия физических упражнений: тонизирующего влияния, трофического действия, формирования компенсаций и нормализации функций.

Тонизирующее влияние физических упражнений. Заключается в изменении интенсивности биологических процессов в организме под влиянием дозированной физической нагрузки. Тонизирующее действие физических упражнений обусловлено тем, что двигательная зона коры больших полушарий головного мозга, посылая импульсы опорно-двигательному аппарату, одновременно влияет на центры вегетативной нервной системы, возбуждая их. Возбуждение ЦНС и усиление деятельности желез внутренней секреции стимулирует вегетативные функции: улучшается деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, улучшается обмен веществ, повышаются различные защитные реакции (в том числе иммунобиологические).

Чередование упражнений, усиливающих процесс возбуждения в ЦНС (упражнения для крупных мышечных групп, с выраженным мышечным усилием, в быстром темпе), с упражнениями, усиливающими процессы торможения (дыхательные упражнения, упражнения в расслаблении мышц), способствует восстановлению нормальной подвижности нервных процессов.

Трофическое действие физических упражнений. Проявляется в том, что под влиянием мышечной деятельности улучшаются обменные процессы и процессы регенерации в организме. Улучшение трофических процессов под воздействием физических упражнений протекает по механизму моторно-висцеральных рефлексов. Проприоцептивные импульсы стимулируют нервные центры обмена веществ и перестраивают функциональное состояние вегетативных центров, которые улучшают трофику внутренних органов и опорно-двигательного аппарата. Систематическое выполнение физических упражнений способствует восстановлению нарушенной регуляции трофики, что часто наблюдается в процессе болезни.

Занятия физическими упражнениями способствуют сокращению сроков между клиническим и функциональным выздоровлением. Например, больной с переломом плечевой кости может считаться клинически выздоровевшим после консолидации отломков. Однако его функциональное выздоровление (реабилитация) наступит тогда, когда полностью восстановятся нарушенная функция конечности и трудоспособность. Успешность использования трофического действия физических упражнений во многом зависит от оптимальности применяемых при этом физических нагрузок.

При мышечной деятельности усиливается также трофическое влияние нервной системы на сердце, что способствует улучшению обменных процессов в миокарде. В результате улучшения кровоснабжения и улучшения обменных процессов в миокарде сердечная мышца постепенно укрепляется, а ее сократительная способность увеличивается.

Активизация и нормализация общего обмена веществ как проявление общего трофического действия физических упражнений создает оптимальный фон для протекания местных трофических процессов.

Механизмы формирования компенсации. В процессе лечения и реабилитации больных действие физических упражнений проявляется в формировании компенсаций. Компенсация - это временное или постоянное замещение нарушенных функций. Нарушения функции при травмах и заболеваниях возмещаются тем, что изменяется или усиливается функция поврежденного органа или других органов и систем, замещая или выравнивая нарушенную функцию. Формирование компенсаций представляет собой биологическую закономерность. При нарушении функции жизненно важного органа компенсаторные механизмы включаются сразу. Например, при ослаблении сократительной способности сердца и уменьшении в связи с этим систолического объема крови компенсаторно увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС) и таким образом обеспечивается необходимый минутный объем кровообращения. Регуляция процессов компенсации происходит рефлекторным образом. Пути формирования компенсаций установлены П.К. Анохиным. Согласно его теории, сигналы о нарушении функций поступают в центральную нервную систему, которая перестраивает работу органов и систем таким образом, чтобы компенсировать изменения. Вначале формируются неадекватные компенсаторные реакции, и лишь в дальнейшем, на основании новых сигналов, степень компенсации корригируется и происходит ее закрепление.

Физические упражнения ускоряют формирование компенсаций и способствуют появлению новых моторно-висцеральных связей, которые совершенствуют компенсацию. Так, например, при нарушении функции дыхания занятия ЛФК способствуют выработке и закреплению компенсаций за счет автоматически углубленного дыхания, тренировки сердца, совершенствования вентиляции и кровообращения в легких, увеличения количества эритроцитов и гемоглобина в крови, более экономного протекания окислительных процессов в тканях.

Компенсации подразделяются на временные и постоянные. Временные компенсации - это приспособление организма на какой-то определенный период (болезни или выздоровления) - например, усиление диафрагмального дыхания при операции на грудной клетке.

Постоянные компенсации необходимы при безвозвратной утрате или резком нарушении функции. Например, подтягивание и переставление прямой ноги (в ортопедическом аппарате и без него) за счет мышц таза и туловища при параличе ног (вследствие травматического повреждения спинного мозга).

Механизмы нормализации функций. Нормализация функций - это восстановление функций как отдельного поврежденного органа, так и организма в целом под влиянием физических упражнений. Для полной реабилитации недостаточно восстановить строение поврежденного органа - необходимо также нормализовать его функции и наладить регуляцию всех процессов в организме. Физические упражнения помогают восстановить моторно-висцеральные связи, которые оказывают нормализующее действие на регуляцию функций организма. При выполнении физических упражнений в ЦНС повышается возбудимость двигательных центров, имеющих связь с вегетативными центрами. В момент возбуждения все они представляют доминирующую систему, заглушающую патологические импульсы. Возникающий при мышечной деятельности мощный поток импульсов с проприо- и интерорецепторов может существенно изменить соотношение возбудительных и тормозных процессов в коре головного мозга и содействовать угасанию патологических временных связей. Создание в коре головного мозга новой, более сильной доминанты вызывает ослабление и исчезновение ранее доминировавшего «застойного болезненного очага» (А.Н. Крестовников и др.).

Систематическая физическая тренировка восстанавливает ведущее значение моторики в регуляции вегетативных функций, а также способствует восстановлению двигательных расстройств. Например, при параличе мышц, вследствие парабиотических состояний при воспалении нерва пассивные движения, упражнения в посылке импульсов к сокращению мышц, идеомоторные упражнения создают возбуждение в патологическом участке и улучшают его трофику, что способствует ликвидации парабиотических состояний и восстановлению движений. Нормализация функции осуществляется также путем избавления от ставших ненужными временных компенсаций (которые, например, искажают нормальную походку после травмы нижней конечности и др.).

Длительный постельный режим вызывает угасание сосудистых рефлексов, связанных с изменением положения тела. В результате при вставании у больного возникают головокружение, потеря равновесия и даже потеря сознания (ортостатический обморок). Упражнения с постепенной сменой положения головы, туловища, нижних конечностей тренируют и восстанавливают позно-сосудистые рефлексы.

Клиническое выздоровление, т.е. нормализация температуры, исчезновение симптомов заболевания, не означает еще, что произошло полное восстановление функционального состояния организма и его работоспособности, уровня общей тренированности и развитие двигательных качеств, сниженных в период болезни. Это достигается в результате последующей систематической тренировки, окончательно нормализующей вегетативные и двигательные функции.