Физиологические эффекты двигательной активности

Основное значение движений состоит в том, что с их помощью человек удовлетворяет свои потребности и поддерживает гомеостаз. Одновременно с этим движения являются мощным регулятором внутренней среды организма. Существует облигатная (потребностная, вызывается внешними факторами) и спонтанная двигательная активность (вызывается изменениями метаболизма). Вместе они составляют общий объем двигательной активности, который является устойчивым фенотипическим признаком. Двигательная активность — частный случай активности организма как важнейшей черты всех живых систем. Функция движения проявляется задолго до рождения, и двигательная активность плода является необходимым условием его развития. У ребенка она проявляется в игровой активности. Ее величина существенно зависит от интенсивности процессов метаболизма. Увеличение потребностной двигательной активности может существенно уменьшить спонтанную активность, и наоборот. Необходимо отметить, что у человека в современном информационном обществе наряду с существующей генотипической потребностью в движениях, объем облигатной двигательной активности, связанной с трудовой деятельностью на производстве и в быту, резко снизился. Если вклад физического труда в производственных процессах 19 века составлял 97 %, то сегодня его вклад не превышает 7 %. Большинство людей по разным причинам недооценивают значение физических упражнений в формировании своего здоровья, 70 % населения России не занимаются физической культурой. В то же время в США 80 млн. поклонников оздоровительного бега. Показано, что для нормального развития ребенку требуется 8–12 часов двигательной активности в неделю. В России 60 % мальчиков и 70–80 % девочек гипокинетичны. 60 % студентов имеют выраженный дефицит двигательной активности. Снижение обязательной двигательной активности современного человека может компенсироваться только увеличением дополнительной двигательной активности через развитие физической культуры.

Что же дает двигательная активность человеку? На основе обобщения данных литературы можно выделить четыре группы эффектов, характерных для лиц с нормальным уровнем физической активности.

Первая группа эффектов. Традиционно считается, что основные эффекты двигательной активности определяются ее влиянием на системы, обеспечивающие гомеостаз и энергетический потенциал организма. В процессе долговременной адаптации к двигательной активности организм вырабатывает способность быть устойчивым к недостатку кислорода, естественно возникающему при увеличении интенсивности процессов окисления. Эта устойчивость возрастает в связи с увеличением жизненной емкости легких, функционального резерва системы кровообращения, кислородтранспортной способности крови, плотности капиллярной сети в работающих органах, оптимизации процессов тканевого дыхания. В конечном итоге, возрастает энергетический потенциал организма со всеми вытекающими отсюда последствиями увеличения уровня здоровья, продолжительности жизни, снижения заболеваемости.

Примером является зависимость иммунологических реакций от величины двигательной активности. В ситуации пониженной двигательной активности (гипокинезии) показатели иммунитета ниже нормы, также как и при избыточной двигательной активности (гиперкинезии). Нормальный объем двигательной активности сопряжен с нормальным показателями иммунитета (Рис.7).

Рис.7. Зависимость иммунологических реакций от величины двигательной активности

Вторая группа эффектовсвязана с изменениями гормонального статуса и функций центральной нервной системы, которые проявляются в улучшении психического состояния человека — снижении тревожности, агрессивности, улучшении самооценки, ослаблении психоэмоционального напряжения. Нейрохимической основой для таких изменений психического состояния является увеличение содержания в головном мозге пептидов удовольствия, в частности, бета-эндорфина. Экспериментально показано, что у лиц, занимающихся физическими упражнениями, даже базальный уровень нейропептида выше, чем в группе сравнения. Такие нейрохимические изменения являются предпосылкой для формирования кинезофилии — зависимости от движений, когда человек уже не может не заниматься физическими упражнениями. Кинезофилия, в отличие от курения и приема алкоголя, является физиологически оправданной и способствует развитию человека.

Отдельно следует рассмотреть устойчивость к стрессам. В процессе адаптации к двигательной активности, являющейся естественным стрессором, увеличивается мощность стресс-реализующих систем, что позволяет человеку более эффективно реагировать на значимые раздражители (Рис.8). Со стороны центральной нервной системы это проявляется в увеличении ее тонуса, кровотока в головном мозге, оптимизации психических функций внимания, памяти. Одновременно увеличивается активность и стресс-лимитирующей системы. В отличие от лиц, не занимающихся спортом, спортсмены способны к быстрой и мощной мобилизации, и столь же эффективно могут расслабляться после прекращения действия стрессора. Таким образом, человек, занимающийся физической культурой, более адекватно реагирует на раздражители и легче переносит стрессы.

Рис. 8. Стресс-реализующая и стресс-лимитирующая системы организма

Третья группа гомеостатических эффектов является наименее известной и состоит в том, что двигательная активность является ведущим фактором реализации генетически детерминированных программ роста и развития. Экспериментально показано, что лишение возможности движений приводит к торможению роста и развития организма. Если новорожденного крысенка лишить возможности двигаться, надев на него гипсовый корсет, то он резко отстает в росте и развитии. Исследованиями профессора Аршавского И.А. доказано, что не только развитие двигательной системы, но и деятельность разных систем органов находится в прямой зависимости от движений. В процессе любой нагрузки (психоэмоциональны факторы, физические факторы, инфекционные и другие заболевания, травмы и т.д.) происходит расходование пластического и энергетического материала. После прекращения действия раздражающего фактора наступает период восстановления, когда организм восстанавливает затраченные ресурсы. В этот период увеличиваются анаболические процессы, синтез белков, фосфолипидов, триглицеридов. Чаще всего период восстановления в количественном плане соответствует периоду работы, но есть исключения. Наиболее опасен психический стресс. Период восстановления является неполноценным и полностью не восполняет затраченные энергетические и пластические вещества, поэтому в условиях длительного стресса организм как бы сгорает в его пламени.

Вторым исключением является двигательная активность. После физической нагрузки в организме не только восстанавливается исходный уровень пластических и энергетических процессов, но и в течение некоторого времени (до трех суток после интенсивной тренировки) он превышает их исходную величину (Рис.9). За счет избыточного анаболизма происходит рост и развитие клеток и тканей. Правило избыточного анаболизма распространяется не только на мышечную ткань, но и на все системы обеспечения жизнедеятельности.

Гипокинетический образ жизни способствует деструктивным изменениям в суставах, связках, костной ткани. Через 4–6 недель постельного режима развиваются деструктивные процессы, и организм теряет около 1,7 кг мышечной ткани. Процессы естественного изнашивания белка не компенсируются синтезом. На 26 сутки появляются признаки атеросклероза.

Рис. 9. Схема процессов накопления и расхода пластических и энергетических материалов при двигательной активности

Четвертая группа эффектовсвязана с изменениями обменных процессов и, в первую очередь, углеводного и жирового обмена. В исследованиях на больших группах американцев показано, что при оптимальном уровне двигательной активности (тренировки три раза в неделю) в два раза увеличивается чувствительность рецепторов к инсулину, что является мощным средством профилактики, а также лечения сахарного диабета второго типа. Двигательная активность изменяет липидный спектр крови, что препятствует развитию раннего склероза. И, наконец, оптимальная двигательная активность способствует снижению массы тела, как одного из ведущих факторов риска возникновения заболеваний у современного человека в развитых странах. Применение программ увеличения объема двигательной активности на государственном уровне дает мощный эффект. В США 80 млн. поклонников оздоровительного бега. За 10 лет развития оздоровительного бега смертность от инфаркта миокарда снизилась в 2,5 раза. Специалисты Президентского Совета по физической подготовке и спорту США рассматривают бег как наиболее эффективное и экономичное средство в сравнении с другими оздоровительными программами.

Следовательно, двигательная активность является наиболее физиологичным и эффективным способом профилактики и лечения. Все сказанное выше касается не всех нагрузок, но оптимальных, осуществляемых в аэробном режиме (ЧСС 120–140) и с регулярностью 3 раза в неделю.

Избыточная двигательная активность — гиперкинезия — является мощным стрессом и не рассматривается как оздоровительная.

Таким образом, двигательная активность является важнейшей биологической потребностью, которая находится в основании пирамиды потребностей Маслоу (Рис.10). Ее реализация является необходимым условием для осуществления высших биологических и социальных потребностей.

Рис.10.Иерархическая пирамида потребностей по Маслоу

Потребность в движениях имеет существенные индивидуальные различия. Лица с выраженной потребностью в движениях отличаются высокой эмоциональной реактивностью и исследовательским поведением. Этот фенотипический признак формируется к 30 годам на базе реализации генетических особенностей в конкретной моторной среде.

Потребность в двигательной активности и сама активность связаны. У лиц с вынужденно высокой двигательной активностью эта потребность может уменьшаться до нуля (спортсмены в период интенсивных тренировок).

Потребность в движениях может изменяться в результате долговременной адаптации к разным двигательным режимам. Ограничение подвижности приводит к ее снижению, а повышенная двигательная активность усиливает эту потребность.

В ситуации свободного выбора человек выбирает наиболее оптимальную для него нагрузку. Произвольно дозируемая в соответствии с двигательной мотивацией нагрузка соответствует работе средней интенсивности, когда потребление кислорода составляет 47–62 % от максимального. В современной литературе параметры такой нагрузки трактуются как безопасные, эффективные в оздоровительном отношении.

Субъективно оптимальная двигательная нагрузка приводит к одновременной мобилизации стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем. В отличие от навязанной, когда происходит большая активация стресс-реализующей системы.

Критерием "полезной" нагрузки является чувство "мышечной радости". Выделяющиеся опиоидные пептиды сигнализируют о достаточности для стимуляции организма выполненной работы, обеспечивает состояние эйфории, оказывает благоприятное влияние на внутреннюю среду, ограничивает стрессорные эффекты двигательной активности, нормализует состояние психики.

Таким образом, полезной с позиций оздоровления являются аэробные нагрузки, вызывающие увеличение ЧСС до 120–140, выполняемые не менее трех раз в неделю. Важным их условием является возможность свободного выбора параметров нагрузки.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Здоровье как самостоятельная категория. Составляющие здоровья человека. Их взаимосвязь. Влияние уровня здоровья на заболеваемость.

2. Общие подходы к количественной оценке здоровья человека. Величина энергетического потенциала как критерий здоровья. Изменение энергетического потенциала при адаптации к физическим нагрузкам.

3. Влияние занятий физическими упражнениями на состояние систем кровообращения, дыхания, крови и энергетический потенциал организма.

4. Влияние физических упражнений на рост и развитие организма.

5. Гомеостатические эффекты занятий физическими упражнениями.

6. Влияние регулярных занятий физическими упражнениями на углеводный и жировой обмены.

7. Изменения стрессоустойчивости у лиц, занимающихся физической культурой.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Физическая культура и здоровье// Учебник под ред. В.В. Пономаревой.- М.- 2001.-С. 46-91.

2. Апанасенко Г.Л., Попова Л.А. Медицинская валеология //Ростов н/Д.-Феникс.- 2000.- - 248 с.

3. Патофизиология //Учебное пособие под ред. П.Ф.Литвицког.-М.-Медицина.- 1997.- 752 с.

4. Рубанович В.Б. Основы здорового образа жизни : Учебное пособие для вузов / В. П. Рубанович, Р. И. Айзман ; Новосиб. гос. пед. ун-т ; Моск. пед. гос. ун-т . – Новосибирск; Москва : АРТА, 2011 . – 254, 1 с

5. Физиологические основы здоровья / под ред. Р.И. Айзмана, А.Я. Тернера. — Новоси- бирск: Лада, 2001. — 524 с.

6. Казин Э.М. Основы индивидуального здоровья человека / Э.М. Казин, Н.Г. Блинова, Н.А. Литвинова. — М.: Владос, 2000. — 190 с.

7. Айзман Р.И. Теоретические основы безопасности жизнедеятельности / Р.И. Айзман, С.В. Петров, В.М. Ширшова. — Новосибирск: АРТА, 2011. — 208 с.

8. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития / И.А. Аршавский. — М.: Наука, 1982. — 269 с.