Процесс реабилитации пожилых людей

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ БВ — биологический возраст ДБВ — должный биологический возраст ЧСС — частота сердечных сокращений САД — систолическое артериальное давление ДАД — диастолическое артериальное давление ОГК — окружность грудной клетки ОТ — окружность талии ЧДД — частота дыхательных движений ЖЕЛ — жизненная ёмкость легких ЗДВд — задержка дыхания на вдохе ЗДВыд — задержка дыхания на выдохе ДИН Н — кистевая динамометрия правая ДИН Л — кистевая динамометрия левая

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Исследования в области профилактики преждевременного старения и длительного поддержания функциональной и социальной активности в условиях глобального постарения населения мирового сообщества по определению Международной Ассоциации Геронтологов являются приоритетными направлениями медицинской науки.

Старение приводит к неуклонному снижению всех функций организма, что ограничивает его способность адаптироваться к изменяющимся условиям существования. Снижение функционального уровня гомеостатических механизмов в старости — основа, определяющая морфологические и клинические особенности адаптивных реакций у людей пожилого и старческого возрастов [19,23,28].

Нарушение адаптации к физическим нагрузкам, связанное с гипокинезией, приводит к ограничению жизнедеятельности у лиц старшего возраста. Старение ограничивает диапазон движений человека, а возрастная гиподинамия усугубляет инволютивные изменения и вызывает различные повреждения в стареющем организме [39, 64], Гиподинамия — одно из отрицательных последствий цивилизации, ослабляющее самый физиологический путь оптимизации жизненных процессов. Вследствие ослабления адаптационных способностей стареющий организм становится более подверженным действию неблагоприятных факторов, что может также способствовать прогрессивному нарастанию смертности в пожилом и старческом возрасте. Снижение приспособительных возможностей к окружающей среде приводит в результате недостаточности и нарушения адаптации организма к возникновению различных заболеваний [47, 66]. Возрастные изменения приспособительных механизмов выявляются особенно отчетливо не в состоянии покоя, а при выполнении определенных нагрузок, в условиях действия раздражителей разной силы. Поэтому, проблема сохранения активного периода жизни при старении зависит от степени ограничения и нарушения двигательной функции человека и способности к ее восстановлению. Оптимальная двигательная активность — одно из главных условий укрепления здоровья и сохранения творческого долголетия, повышающих качество жизни и адаптационные возможности организма. Активный двигательный режим может рассматриваться как средство регулирования ряда функций старого организма в стабилизирующем его гомеостаз направлении. Поиск новых доказательств пролонгирующего действия активного двигательного режима, разработка более обоснованных и индивидуализированных режимов имеют не только биологическое, но и социальное значение. От методов повышения и коррекции двигательной активности, которые имеют адекватные пределы и соразмерны возрасту, зависит социальный уровень жизни человека пожилого и старческого возрастов.

Именно поэтому исследование особенностей адаптации к физическим нагрузкам с обязательным определением их соразмерности функциональному состоянию организма нетренированного индивида в разные периоды позднего онтогенеза приобретает в настоящее время приоритетное значение.

Объект исследования — процесс реабилитации пожилых людей Предмет исследования — показателей физического и функционального состояния пожилых нетренированных людей.

Цель работы. Повышение адаптивных возможностей организма нетренированных лиц пожилого возраста (60−70 лет) путем коррекции двигательной активности посредством применения соразмерных функциональному состоянию стареющего организма физических нагрузок.

Гипотеза. Было предположено, что использование адекватных для нетренированных лиц пожилого возраста физических нагрузок позволит снизить отрицательное влияние гипокинезии разной степени выраженности.

Задачи исследования.

Оценить функциональное состояние организма нетренированных лиц пожилого возраста с использованием онтогенетического подхода — ориентируясь на биологический возраст.

Выявить уровень снижения двигательной активности пожилых людей и методы её повышения.

Научная новизна.

Предложены основанные на анализе повседневной физической активности критерии выраженности гипокинезии у людей пожилого возраста.

Установленны положительные изменения в процессе тренировок функциональных и физических возможностей пожилого человека.

Практическая значимость Использование предложенной методики тренировок с учетом адекватности физических нагрузок позволяет снизить отрицательное влияния гипокинезией в пожилом возрасте.

Выявленная динамика изменений внутрисистемных взаимодействий на фоне физических тренировок позволяет более рационально использовать с лечебными и профилактическими целями режимы физических тренировок у пожилых людей.

Основные положения, выносимые на защиту У нетренированных лиц пожилого возраста развивается гипокинезия разной степени выраженности, оценить которую позволяют раз разработанные нами критерии, основанные на анализе повседневной физической активности.

Адекватность физических нагрузок для лиц пожилого возраста определяется с помощью оценки динамики биологического возраста тренируемого индивида и сохранения его гомеостаза в ходе тренировочного периода, что становится возможным путем вычисления средневзвешенного показателя функционального состояния организма тренируемого.

Длительные, систематические, адекватные исходному функциональному состоянию организма пожилого человека физические тренировки способствуют формированию иного, более стабильного способа существования, и новой функциональной системы.

Архитектоника работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, выводов и практических рекомендаций, приложения.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Проблемы адаптации к физическим нагрузкам у нетренированных людей пожилого возраста Адаптация, согласно классическому определению [88], представляет собой процесс приспособления строения и функций организмов и их органов к условиям среды. Существуют и другие значения термина: отношение равновесия организма со средой, результат приспособительного процесса; цель, к которой направлена приспособительная деятельность организма [3, 27, 63, 78]. Понятие физиологической адаптации определяют как совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий (или самого организма) и направленных на сохранение относительного постоянства его внутренней среды (гомеостаза).

Неспецифические восстановительные, адаптивные реакции наиболее постоянны, реализуясь на разных уровнях организации живого, определяют возможность восстановления организма после воздействия. При действии раздражителей достаточной силы возникает сложная нейрогуморальная реакция — общий адаптационный синдром, в результате которого повышается устойчивость организма к повреждающим факторам. Показано, что с возрастом защитное влияние развивающегося синдрома ослабляется.

По П. В. Симонову существуют три фазы общего адаптационного синдрома на возрастающий стимул: превентивного торможения, возбуждения и запредельного торможения. Гомеостатические механизмы на различных уровнях организма функционируют таким образом, чтобы ограничить эффект внешнего воздействия, предотвратить нарушения гомеостаза на более высоких уровнях [17, 31, 80]. Согласно адаптационно-регуляторной теории старения В. В. Фролькиса на фоне снижения адаптивных возможностей стареющего организма из-за гетерохронности, гетеротропности, гетерокинетичности и гетерокатефтенности — закономерностей старения — возможно поддержание важных гомеостатических величин в условиях нарастающего сокращения их надежности. Однако не всегда бывает легко отграничить приспособительные изменения от повреждающих, поэтому возможен переход приспособительных реакций на определенном этапе в разрущительные [5, 85, 86].

Один из вариантов адаптационного ответа организма — приспособление к физической нагрузке, формирующееся при систематическом действии ситуаций, требующих значительной упорядоченной двигательной активности.

С давних пор проблема адаптации к физическим нагрузкам (тренированности) — одна из актуальных проблем медицины и на сегодняшний день — привлекала внимание исследователей. Сущность ее — в раскрытии путей, посредством которых нетренированный организм становится тренированным, и механизмов формирования положительных сторон адаптации, обеспечивающих тренированному организму преимущества перед нетренированным, и отрицательных сторон, составляющих «цену» адаптации.

Достаточно хорошо изучены преимущества тренированного организма, характеризующиеся следующими особенностями:

возможностью выполнять продолжительную и интенсивную мышечную работу, непосильную для нетренированного;

более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках, а также способностью достигать при максимальных нагрузках высокого уровня функционирования этих систем, недостижимого для нетренированного организма;

повышением резистентности к повреждающим действиям и неблагоприятным факторам — проявление положительных перекрестных эффектов адаптации, имеющее непосредственное значение для здоровья человека и составляющее основу использования адаптации к физическим нагрузкам в медицине как средства профилактики и лечения заболеваний, реабилитации больных.

Формирование или рост резистентности к другим воздействиям при адаптации к определенному фактору характеризуют положительную перекрестную адаптацию, если резистентность снижается — отрицательную. Например, при адаптации к физической нагрузке помимо повышения эффективности транспорта кислорода и других особенностей, закономерно наблюдается увеличение мощности регуляторнои системы опиоидных пептидов и других стресс-лимитирующих систем. Как результат — повышение резистентности организма к стрессорным повреждениям [76, 100].

«Цена» адаптации — проявление общебиологической закономерности, заключающейся в относительной целесообразности всех приспособительных реакций организма. Применимо для адаптации к физическим нагрузкам она может проявляться или в прямом «изнашивании» функциональной системы, ответственной за адаптацию, или в виде отрицательных перекрестных эффектов — в нарушении функций органов и систем, не связанных напрямую с выполнением мышечной работы. Прямая функциональная недостаточность может развиться в условиях остро возникшей большой нагрузки, при которой описаны повреждения структур сердца [103], ферментемия и другие изменения, являющиеся как итогом самой перегрузки, так и возникающей при этом стресс-реакции. Этот феномен срочной адаптации ярко проявляется при первых нагрузках нетренированных людей и устраняется развитием тренированности.

«Цена» адаптации к физическим нагрузкам и её отрицательные перекрестные эффекты представляют собой возможное, но вовсе необязательное явление. Наиболее рациональный путь к их предупреждению заключается в разумном дозировании физических нагрузок для каждого этапа онтогенеза.

Существование функциональной системы, отвечающей за адаптацию к физическим нагрузкам, и моментальная активация этой системы самостоятельно не обеспечивают совершенную адаптацию. Она развивается значительно позднее после возникновения в ответственной системе изменений, увеличивающих ее функциональные возможности. При адаптации к физическим нагрузкам ответственная за нее функциональная система формируется при первичном воздействии любого раздражителя, вызывающего интенсивную и длительную двигательную реакцию. При его действии на рецепторы возникает возбуждение соответствующих афферентных, моторных и вегетативных центров, активация функции эндокринных желез, приводящие к стимуляции скелетных мышц для непосредственного осуществления необходимой двигательной реакции, а также органов дыхания и кровообращения, обеспечивающих энергетический метаболизм работающей мускулатуры. Таким образом, функциональная система, ответственная за адаптацию к физическим нагрузкам, включает в себя афферентное звено — рецепторы, центральное регуляторное звено — центры нейрогуморальной регуляции на разных уровнях ЦНС, эффекторное звено — скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения.

Для развития адаптационных реакций вообще и к физическим нагрузкам в частности характерны два этапа: начальный этап — срочная, но несовершенная адаптация, и следующий этап — совершенная долговременная адаптация [77, 78].

Первый этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия раздражителя и реализуется на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Главная особенность этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей, при почти полной мобилизации функционального резерва с неполноценным обеспечением необходимого адаптационного эффект.

Например, бег неадаптированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва гликогена в печени, увеличенном содержании лактата в крови, который лимитирует интенсивность работы. Двигательная реакция здесь недостаточно быстрая и длительная.

Срочная адаптация к физическим нафузкам проявляется в активации ответственной за адаптацию функциональной системы до предельно достижимого уровня, возникновении стресс-реакции, сопровождающейся повреждениями, а также выраженным несоверщенством собственно двигательной реакции. Двигательный ответ нетренированного организма в зависимости от вида требуемой мышечной работы или недостаточно мощный по силе, или менее продолжительный по времени, чем требуется, или не совсем точный по координации движений и ритму исполнения. Реакции системы кровообращения, дыхания и других систем также недостаточно эффективны и рациональны на первом этапе. Их неполноценность объясняется в нетренированном организме несовершенством центральной управляющей системыаппарата нейрогуморальной регуляции. На этой стадии адаптации в ответ на нагрузку происходит интенсивное, иррадиирующее возбуждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, вызывающее на уровне двигательного аппарата мобилизацию только части моторных нейронов и связанных с ними мышечных волокон (примерно 30−50% имеющихся единиц, тогда как при тренированности число вовлеченных в сокращение моторных единиц достигает 80−90% и более) и генерализованную (с мобилизацией «излишних» мышц), слабо координированную двигательную реакцию, характерную для первой стадии формирования новых условно-рефлекторных динамических стереотипов, двигательных навыков. В результате сила и скорость сокращения вовлеченных в реакцию мышц оказываются ограниченными, хотя и максимально достижимыми для данной стадии адаптации, а координация движений — недостаточно совершенной.

Происходит нейрогенная активация стресс-реализующих систем (гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и адренергическои) [7, 40], носящая интенсивный, часто избыточный характер и сопровождающаяся ярко выраженной стресс-реакцией, основные положительные результаты которой заключаются в перераспределении энергетических ресурсов организма с избирательным направлением в органы и ткани функциональной системы адаптации, активации деятельности ответственной за адаптацию системы, создании структурной основы долговременной адаптации.

Однако, при длительных интенсивных нагрузках, воздействующих на нетренированный организм, чрезмерная активация стресс-реализующих систем (главным образом адренергическои) зачастую приводит к проявлению отрицательного повреждающего эффекта стресс-реакции, обусловленного вызванной действием катехоламинов чрезмерной активацией перекисного окисления липидов в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда и других тканей. Вместе с другими причинами активации свободно-радикального окисления при интенсивных нагрузках — гипоксемиеи, тканевой гипоксией, ацидозом — влияние катехоламинов ведет к повреждению клеточных мембран, сопровождающемуся ферментемией. В итоге положительные эффекты катехоламинов, выражающиеся мобилизацией энергообеспечения и работоспособности системы, ответственной за адаптацию, переходят в повреждающие.

Одномоментно с активацией стресс-реализующих систем происходит стимуляция сопряженных с ними модуляторных регуляторных систем стресс-лимитирующих (ГАМК-ергическая, серотонинергическая системы, система опиоидных и других регуляторных пептидов), играющих важную роль в приспособлении организма к меняющимся условиям среды.

Доказана, применительно к действию физической нагрузки, активация ограничивающих активность адренергическои системы опиоидных пептидов. На стадии срочной адаптации при интенсивных нагрузках мощность их недостаточна для предупреждения выраженной стресс-реакции и её отрицательных последствий.

Таким образом, в начале адаптации активация нейрогуморального звена и возникающая стресс-реакция обеспечивают мобилизацию этой системы на данном этапе приспособления организма к мышечной нагрузке и играют важную роль в формировании следующей фазы процесса — устойчивой адаптации.

На уровне системы дыхания срочный этап адаптации характеризуется максимальной активацией внешнего дыхания с неэкономным ростом легочной вентиляции вследствие увеличения частоты, а не глубины дыхания, дискоординацией между регионарным кровотоком в легких и вентиляцией соответствующих участков легочной ткани, а также дискоординацией между дыханием и движениями [16, 168]. Поэтому увеличение легочной вентиляции на стадии срочной адаптации не способствует уменьшению гипоксемии и гиперкапнии. Причины, ограничивающие деятельность дыхательной системы, -анатомо-функциональные особенности органов дыхания (емкость легких, выносливость дыхательных мышц), возможности центрального аппарата регуляции дыхания, способность дыхательного центра поддерживать возбуждение.

Со стороны системы кровообращения происходит выраженное, но недостаточное для длительного поддержания высокого уровня работы увеличения минутного объема сердца, достигающееся нерациональным способом — за счет роста частоты сердечных сокращений при ограниченном увеличении ударного объема из-за недостаточной длительности диастолы и неадекватно увеличенной интенсивности сокращений миокарда. Рост частоты сердечных сокращений ограничен несоответствующим восстановлением энергетического резерва миокарда в диастолу и скоростью течения самой диастолы. Полноценное функционирование сердца на первой стадии адаптации ограничено интенсивностью процессов возбуждения, сопряжения возбуждения с сокращением и расслаблением, сокращения и расслабления, энергообеспечения кардиомиоцитов, и мощностью обеспечивающих структур.

Происходит перераспределение кровотока в пользу преимущественного кровоснабжения работающих мышц, сердца, мозга за счет внутренних органов и кожи. Однако ограниченные возможности васкуляризации сердца и скелетных мышц в нетренированном организме могут ифать роль лимитирующих факторов мышечной работы при нагрузке.

Таким образом, стадия срочной адаптации проявляется в максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией ответственной за адаптацию системы, потерей функционального её резерва, признаками чрезмерной стресс-реакции и повреждения. В результате двигательные поведенческие реакции организма оказываются неадекватными по интенсивности, длительности и точности [64, 170].

Второй этап адаптации возникает постепенно в результате систематического действия на организм факторов окружающей среды. Он формируется вследствие многократной реализации срочной адаптации и характеризуется приобретением путем постепенного накопления изменений организмом нового качества — адаптированности.

Данный этап применимо к процессу адаптации к физическим нагрузкам можно разделить на две стадии — переходную и устойчивой адаптации [17,63].

Переходная стадия долговременной адаптации к физическим нагрузкам характеризуется избирательным ростом определенных структур (вследствие активации в процессе тренировки синтеза нуклеиновых кислот и белков, вызванной гормональными и другими факторами) в клетках органов функциональной системы и последующим расширением лимитирующих на этапе срочной адаптации факторов интенсивности и длительности двигательной реакции.

В результате активации синтеза белков в нейрогуморальной системе происходит консолидация временных связей и целых условно-рефлекторных стереотипов, ответственных за формирование новых двигательных навыков. Поэтому совершенствуется координация движений, участие «лишних» мышц исчезает, двигательная реакция становится в целом более точной и экономной.

Одновременно появляются условно-рефлекторные навыки дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем, обеспечивающие координацию между ними и опорно-двигательным аппаратом. Происходит рационализация управления деятельностью ответственной за адаптацию функциональной системы, несмотря на более интенсивную двигательную реакцию.

Вследствие вышеописанных изменений, а также в связи с вероятным повышением активности стресс-лимитирующих систем по всем показателям уменьшается стресс-реакция, постепенно снижаются ферментемия, распад белков, нарушение азотистого баланса и другие явления повреждения, характерные для срочного этапа адаптации. Звенья, лимитирующие двигательную реакцию, постепенно начинают расширяться, а её интенсивность и длительность возрастать [77, 173].

С возрастом изменяются соотношения между стресс-реакциями и их возможным адаптационным значением, различными звеньями нейрогуморальной регуляции в осуществлении адаптационного синдрома. При интенсивной мышечной деятельности быстрее развивается истощение функции коры надпочечников.

Стадия устойчивой адаптации характеризуется завершением формирования структурного базиса адаптации — системного структурного следа [63], особенности которого (черты структурного следа) занимают главенствующее место в приспособлении организма к физическим нагрузкам и повышении его резистентности к повреждающим воздействиям, лежащим в основе использования тренированности как средства профилактики, лечения и реабилитации.

Первая черта структурного следа проявляется в изменении нейрогуморальной регуляции на всех уровнях [64, 86], выражающемся прежде всего в формировании устойчивого условно-рефлекторного динамического стереотипа и увеличении фонда двигательных навыков.

Вследствие так называемой экстраполяции эти изменения повышают возможность быстрой перестройки двигательной реакции в ответ на изменения требований среды. На основе условно-рефлекторных связей устанавливается устойчивая координация между циклами двигательной реакции и дыханием, легочным кровотоком и вентиляцией различных отделов легких. Образуется сбалансированная система целостного центрального регулирования, характеризующаяся рационализацией, облегчением процесса управления адаптационными реакциями и обеспечивающая адекватное выполнение мышечной работы.

Значимые изменения происходят в стресс-реализующих системах и заключаются в повышении функционального резерва структур и экономности функционирования.

Многочисленные исследования [3, 27, 42, 89] позволяют полагать, что ограничение стресс-реакции в тренированном организме, играющее решающую роль в повышении его резистентности к повреждающим факторам, обусловлено важными обстоятельствами: ограничением активации стресс-реализующих систем за счет уменьшения потребности ответственной за адаптацию функциональной системы в интенсивных регулирующих стимулах (в том числе гормональных), что связано с повышением в адаптированном организме силы механизмов саморегуляции органов и их чувствительности к гормонам и медиаторам [120, 124, 126], и повышением функциональной активности указанных выше модуляторных стресс-лимитирующих систем. В настоящее время имеются данные, свидетельствующие об увеличении у тренированных людей содержания опиоидных пептидов в крови. На основании значительного сходства компонентов структурного следа адаптации к физическим нагрузкам и к высотной гипоксии можно с большой долей вероятности предполагать, что при тренированности развивается увеличение функциональной мощности ГАМК-ергической системы, доказанное для адаптации к высотной гипоксии.

Изменения гормональной регуляции при тренированности приводит к повышению резерва эндокринной функции поджелудочной железы и её экономизации, способности поддержания адекватного содержания гормона в крови при длительной мышечной работе. В тренированном организме в ответ на стандартную нагрузку происходит меньший рост секреции глюкагона, чем в нетренированном. Проявлением адаптационной перестройки эндокринной функции поджелудочной железы является также снижение секреции инсулина и его концентрации в крови в покое, а также уменьшение инсулиновой реакции на введение глюкозы, углеводную пищу и нагрузку у тренированных людей. Известно, что тренированность к физическим нагрузкам приводит к повышению способности тканей связывать инсулин и увеличению их чувствительности к гормону, что способствует более рациональному его расходованию в адаптированном организме.

Это позволяет предполагать, что тренированность ограничивает гиперинсулинемию при ожирении путем коррекции чувствительности тканей к инсулину, т. е. за счет исключения основной причины гиперсекреции гормона.

Вторая черта системного структурного следа адаптации состоит в повышении резерва и рационализации функционирования двигательного аппарата. Структурные изменения в аппарате управления мышечной работой на уровне ЦНС создают возможность использовать большое число моторных единиц при нагрузке и приводят к совершенствованию межмышечной координации [68, 97].

В скелетных мышцах на основе активации синтеза нуклеиновых кислот и белков развивается выраженная рабочая гипертрофия, реализующаяся за счет увеличения массы имеющихся мышечных волокон «быстрого» или «медленного» типа в зависимости от вида нагрузки, увеличивается энергообеспечение мышц, рост активности липопротеинлипаз в мышцах повышает доступность триглицеридов, что вместе с усилением митохондриальной активности способствует утилизации жирных кислот в мышцах.

Увеличение плотности капилляров и концентрации миоглобина обеспечивает эффективность системы транспорта кислорода [126], что совместно с повышением количества митохондрий усиливает способность мышечной ткани утилизировать кислород из крови.

Снижение резервной мощности природной антиоксидантной системы вследствие старения способствует подавлению неспецифической резистентности организма [66, 74]. Многочисленные исследования показали, что при срочной адаптации и в условиях сформировавшейся долговременной адаптации происходит инициирование свободнорадикального окисления, сопровождающееся активацией механизмов антиоксидантной защиты. Важный фактор, определяющий повышение выносливости тренированного организма, работоспособность мышц и организма в целом при интенсивных нагрузках — рост возможностей митохондриальной системы и повышение оксидативной способности. В результате увеличивается способность синтезировать АТФ, утилизировать жирные кислоты и пируват, тем самым уменьшая переход пирувата в лактат и накопление последнего в мышцах, где увеличение количества митохондрий способствует снижению свободнорадикального окисления при интенсивных нагрузках за счет уменьшения продукции радикальных форм кислорода. Усиление активности антиок-сидантных ферментов в миоцитах также способствует уменьшению активации перекисного окисления липидов в мышцах при максимальных нагрузках. Активация антиоксидантной стресс-лимитирующей системы является значимым фактором, ограничивающим или предупреждающим повреждающее действие стресс-реакции на уровне скелетной мускулатуры.

Известно, что антиоксидантная система организма сложна. Её ферменты включены во многие функциональные и метаболические процессы на клеточном и организменном уровнях. Соотношение активности окислительных реакций и антиоксидантной системы не только отражает, но и во многом определяет интенсивность метаболизма, адаптационные возможности организма, включая формирование неспецифической резистентности организма к повреждающим воздействиям.

По данным литературы в антиок-сидантный механизм вовлечены две функции: продуцирование радикалов (свободнорадикальное окисление) и нейтрализация их повреждающего эффекта (антиоксидантная система), в связи с чем в прогностическом плане для оценки действия неблагоприятных факторов среды и резервных возможностей организма правомерен акцент на установление эмпирической зависимости между степенью радикальной защиты и показателями общей резистентности.

Третья черта системного структурного следа адаптации проявляется в повышении резерва экономности деятельности аппарата внешнего дыхания и кровообращения.

Вследствие развития гипертрофии и увеличения скорости и амплитуды сокращения дыхательной мускулатуры [16, 21] увеличивается ЖЕЛ и возрастает коэффициент утилизации кислорода. Рост максимальной вентиляции легких при физической работе и числа митохондрий в скелетных мышцах приводит к выраженному усилению аэробной способности организма. Повышение возможности дыхательного центра к длительному поддержанию возбуждения на предельном уровне обеспечивает в тренированном организме осуществление максимальной гипервентиляции при сверхинтенсивных мышечных нагрузках в течение продолжительного времени [92, 114]. Её сочетание с рациональной работой аппарата внешнего дыхания в виде увеличения объема вдоха и ёмкости легких с поддержанием адекватного (вплоть до максимального) минутного объема вентиляции при меньшей частоте дыхания (соответственно при меньших энергетических затратах), повышением кислородной емкости крови, способности скелетной мускулатуры и других тканей утилизировать кислород из крови ведет к созданию условий для уменьшения легочной вентиляции в покое и при стандартных нагрузках. Адаптационная перестройка на уровне ЦНС обеспечивает ритмичность дыхания и четкую координацию его с работой двигательного аппарата, что также способствует экономности функционирования дыхательной системы.

Система кровообращения реагирует формированием структурного следа адаптации в виде гистоморфологических и биохимических изменений в сердце. Адаптация приводит к расширению звеньев, лимитирующих при нагрузках в нетренированном организме адекватное функционирование сердца, приобретающего большую максимальную скорость сокращения и расслабления, в свою очередь обеспечивающую больший конечный диастолический, ударный и максимальный минутный объем в условиях максимальных нагрузок [7, 29]. Вследствие высокого минутного объема и более экономичного функционирования скелетных мышц перераспределение крови при интенсивных нагрузках не приводит в тренированном организме к резкому уменьшению кровотока во внутренних органах, чему способствуют также адаптационные изменения в системе регионарного кровообращения в органах и тканях. Видную роль здесь играют регуляторные депрессорные системы организма — в частности, кининовая система, активация которой в тренированном организме предупреждает снижение кровотока в почках при максимальных нагрузках. Увеличение резерва функционирования сердца сочетается при тренированности с экономизацией его функции в покое и при непредельных нагрузках, что характеризуется более низкими (чем в нетренированном организме в аналогичных условиях) значениями общей работы сердца, интенсивности функционирования его структур и меньшими энергетическими затратами, обусловленными брадикардией покоя и меньшим приростом частоты сердечных сокращений при непредельных нагрузках, что связано с адаптационными изменениями пейсмейкера и его нейрогуморальной регуляции. Экономность работы сердца определяется при тренированности также указанными выше перестройками в органах и тканях ответственной за адаптацию функциональной системы, обеспечивающими более эффективную утилизацию кислорода и его использование, тем самым понижая свои требования к системам кровообращения и дыхания.

Изменения, происходящие в процессе длительной адаптации к физическим нагрузкам в ответственной функциональной системе, формируют сложный структурный след — основу устойчивой адаптации организма к интенсивной и экономичной мышечной работе.

Выделяют и третий этап адаптации — «изнашивание» ответственной за адаптацию функциональной системы. Вероятность его реализации невысока в связи с сохранением устойчивой адаптации к физическим нагрузкам в течение многих лет, однако, риск увеличивается с возрастом, при старении. Стимуляция развития третьего этапа — длительные перерывы в тренировках, ведущие к утрате системного структурного следа.

Основа повышения работоспособности организма, возможности выполнения определенной мышечной работы большей интенсивности и длительности с высокой степенью точности без утомления — формирование определенного структурного следа адаптации. В основе положительных перекрестных эффектов адаптации к физическим нагрузкам лежит материальный базис адаптации — её структурный след. Известно, что адаптация к физическим нагрузкам обладает также положительными и отрицательными перекрестными эффектами. Положительные перекрестные эффекты определяют роль такой адаптации как средства профилактики, реабилитации и лечения при различных заболеваниях. Описанные положительные адаптационные изменения, составляющие преимущества тренированного организма, развиваются, как правило, при наиболее естественных динамических (аэробных) нагрузках — при тренировках на выносливость. При некоторых видах физических нагрузок, например, при направленной тренировке к силовым нагрузкам, культуризме, адаптация в большинстве случаев не приводит к повышению резистентности организма к повреждающим воздействиям. Положительные перекрестные эффекты адаптации реализуются лишь при рациональном дозировании и адекватном подборе физических нагрузок.

Важность положительных перекрестных эффектов адаптации к физическим нагрузкам состоит в повышении резистентности организма не только к физическим нагрузкам, но и к действию других факторов окружающей среды и заболеваниям, то есть является средством профилактики или коррекции повреждений, вызываемых этими факторами. При этом в каждом конкретном случае положительный эффект адаптации обеспечивается определенными компонентами структурного следа.

Существует мнение, что именно характер следа определяет степень пригодности тренированности для воздействия на патогенез каждого конкретного неинфекционного заболевания с целью профилактики его обострений и лечения.

Многими исследователями отмечен широкий спектр профилактического эффекта адаптации к физическим нагрузкам: от увеличения резистентности к боли и отрицательным эмоциям до повышения способности к выработке поведенческих условно-рефлекторных связей. Влияние физически активного образа жизни, тренированности к физическим нагрузкам на резистентность организма человека к таким ситуациям было продемонстрировано в исследованиях Е. Hull и соавт. (1984). Показано, что при действии одних и тех же стрессорных факторов стресс-реакция организма у тренированных к физическим нагрузкам практически здоровых людей старше 60 лет менее выражена, а устойчивость к стрессорным воздействиям и физическая работоспособность выше, чем у малоподвижных, нетренированных людей.

Профилактический антистрессорный эффект адаптации к физической нагрузке обусловлен предупреждением стрессорной активации свободно-радикального окисления липидов за счет значительно меньшей выраженности стресс-реакции, возникающей в ответ на воздействие факторов среды в тренированном организме, чем в нетренированном. При стрессе в состоянии тренированности существенно уменьшен выброс катехоламинов в кровь в исполнительных органах и в том числе — в сердце и, как следствие, — ограничено их активирующее влияние на процессы свободнорадикального окисления. В адаптированном организме увеличена мощность антиоксидантных ферментных систем, что ограничивает активацию перекисного окисления липидов при стрессе. В регуляции процесса липидной пероксидации в клетке и защите биологических мембран от повреждающего действия агрессивных ли-пидных перекисей ведущая роль принадлежит защитным ферментным системам, важную роль играет активность супероксиддисмутазы [95, 109]. Данные об активности ферментов антиоксидантной системы в тканях и крови здоровых людей противоречивы, что связано с использованием различных методик выделения форменных элементов крови, определения активности супероксиддисмутазы, глутатионредуктазы, глутатионпероксидазы и продуктов перекисного окисления липидов с не всегда оптимальным сочетанием условий проведения реакций: рН среды, буферные растворы, активаторы, концентрации реагентов, температура.

Адаптация к физическим нафузкам — важный фактор предупреждения или ограничения стрессорных повреждений сердца. Этот перекрестный эффект адаптации имеет большое значение для превентивной медицины, поскольку стрессорный компонент занимает важное место в патогенезе ряда заболеваний человека.

Профилактическое действие тренированности при неинфекционных заболеваниях характеризуется следующими особенностями: предварительная адаптация организма к физическим нагрузкам может способствовать более легкому течению возникшей болезни (например, уже свершившегося инфаркта миокарда или острой транзиторной ишемии) и более быстрому выздоровлению.

Тренированность — фактор, предупреждающий само возникновение заболевания, что статистически выражается более низкой заболеваемостью неинфекционными заболеваниями среди лиц, тренированных к физическим нагрузкам.

Эти особенности адаптации связаны в значительной степени с уменьшением вероятности у тренированных людей развития факторов риска (атеросклероза, нарушений углеводного обмена, в том числе нарушения толерантности к глюкозе, нарушений жирового обмена и ожирения, гиперхолестеринемии), обусловленных также наличием у них соответствуюш, их компонентов структурного следа адаптации. Возникновение и развитие описанных факторов в основном обусловлено социальными явлениями, в число которых входит малоподвижный образ жизни, психо-эмоциональные стрессы, вредные привычки — курение, употребление алкоголя, потребление высококалорийной пищи, богатой холестерином и насыщенными жирами, употребление большого количества соли; кроме того, существенную роль в генезе факторов риска играет генетически обусловленная предрасположенность.

При адаптационных изменениях в ответ на физиологические раздражители умеренной силы стрессорные гормоны (катехоламины и глюкокорти-коиды) прямо и опосредованно влияют на активность липаз, фосфолипаз, интенсивность перекисного окисления, то есть на основные процессы, ответственные за обновление липидного бислоя мембран.

Адаптация к физическим нагрузкам оказывает глубокое влияние на липидный обмен и тем самым на формирование предпосылок атеросклероза нарушения соотношения между содержанием липопротеидов низкой и высокой плотности в сторону преобладания липопротеидов низкой плотности, а также повышение содержания холестерина в плазме крови. Как установлено в наблюдениях за людьми, тренированность приводит к увеличению степени мобилизации, утилизации и окисления свободных жирных кислот из жировых депо. Показано, что развитие тренированности сопровождается не только редукцией жировой ткани, но также значительным снижением содержания триглицеридов в ряде тканей и одновременным повышением в плазме крови концентрации липопротеидов высокой плотности и понижением концентрации липопротеидов низкой плотности и холестерина. Нормализующее жировой обмен действие эпизодической физической нагрузки у нетренированных людей весьма кратковременно, а у тренированных сохраняется значительно дольше. У лиц пожилого возраста регулярная мускульная работа также способствует нормализации массы тела, коррекции гиперлипопротеи-демического профиля [8], что обосновывает необходимость создания рациональных тренирующих программ для лиц пожилого возраста.

Важное звено патогенеза ишемической болезни сердца, артериальной гипертонии, инсультов, а также факторы их риска — нарушения реологических свойств крови, нормального соотношения в ней активности систем фибринолиза и свертывания, недостаточность вазодилататорной и депрессорной систем крови, нарушения микроциркуляции [12, 13]. Тренированность к физическим нагрузкам повышает фибринолитический потенциал крови [93, ПО] и может способствовать ограничению процессов свертывания при различных воздействиях, а также повышать мощность вазодилататорной, депрессорной гуморальных систем, в том числе кининовой.

Исследования продемонстрировали положительные действия занятий физической культурой на работоспособность, заболеваемость и иммунологическую реактивность. Установлено, что основная реакция иммунной системы на мышечные нагрузки небольшой и средней интенсивности — стимуляция, выражающаяся в повышении активности ряда факторов неспецифической резистентности и иммунологических показателей. Физические нагрузки высокой интенсивности могут стать причиной нарушений механизмов гомеостаза, приводящих к развитию различных форм патологии. Длительные и однократные физические нагрузки высокой интенсивности угнетают активность гуморальных и клеточных факторов неспецифической резистентности организма.

Структурные изменения в организме, развивающиеся в процессе адаптации к физическим нагрузкам, не только обеспечивают положительные профилактические её эффекты, но и создают основу для применения такой адаптации с целью коррекции нарущений метаболизма и функций организма.

Возможность использования системы физических упражнений, тренингов как фактора реабилитации привлекает все большее внимание исследователей и клиницистов, особенно в области сердечно-сосудистой патологии.

Приспособление организма к факторам, вызывающим мышечную работу, — реакция целого организма, направленная на решение двух задач: обеспечение мышечной деятельности и поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма, его гомеостаза.

Двигательная активность, физические нагрузки вызывают эффекты, приводящие к тренированности и совершенствованию адаптационно-регуляторных механизмов, повышая надежность, устойчивость организма, способствуя увеличению продолжительности жизни и предупреждению преждевременного старения — экономизирующий (более экономная деятельность органов и систем), антигипоксический, антистрессовый, генорегуля-торный и психоэнергетизирующий.

Такая совокупность процессов закономерно возникает в ответ на нагрузку в любом организме, однако их течение в нетренированном организме (на этапе срочной адаптации к нагрузке) будет отличаться от явлений в организме тренированном (при сформировавшейся долговременной адаптации).

Понимание механизма формирования тренированности составляет необходимую предпосылку активного управления этим процессом, которое может обеспечить наиболее рациональное достижение преимуществ адаптации и снижение её «цены».

Всякий организм адаптирован к определенным величинам отдельных условий внешней среды. Выход за пределы привычного вызывает процесс адаптации, проявляющийся в повышении порога активации метаболизма, то есть в расширении границ оптимума и смещении его, а также в замедлении нарастания интенсивности метаболизма с нарастанием отклонения условий от оптимума.

Таким образом, ситуации напряжения при тренировке обеспечивают уменьшение стресса в соответствующих жизненных ситуациях. На вопрос о возможности выигрыша от адаптации пока нет исчерпывающего ответа. Можно предполагать, что адаптация к воздействиям средней силы позволяет избежать (или уменьшить вероятность, выраженность) реальных неблагоприятных последствий от воздействий большей силы, встречающихся в жизни. Данные литературы свидетельствуют, что относительно краткие, но интенсивные воздействия, например, физические нагрузки, могут поддерживать такое состояние организма, при котором взаимодействие с очень широким кругом жизненных условий является более безопасным и экономным — энергетически оптимальным.

1.2 Особенности использования физических тренировок в пожилом возрасте Современная клиническая геронтология располагает подробными характеристиками основных показателей функционального состояния организма на различных этапах онтогенеза.

В геронтологической литературе широко применяются термины «физиологическое» и «преждевременное» старение, однако представление об этих двух типах старения дискутируется почти 100 лет.

Под физиологическим старением понимают естественное начало и постепенное развитие старческих изменений, свойственных данному виду и ограничивающих способность организма адаптироваться к окружающей среде. Преждевременное старение характеризуется возрастными изменениями, наступающими раньше, чем у здоровых людей соответствующего возраста, то есть при таком типе старения биологический возраст опережает календарный.

С возрастом многие физиологические показатели организма человека достоверно изменяются, что позволяет по их измерениям судить о реальном возрасте организма — биологическом возрасте — показателе уровня износа структуры и функции определенного элемента, группы элементов и организма в целом, выраженном в единицах времени путем соотнесения значений замеренных индивидуальных биомаркеров с эталонными среднепопуляционными кривыми их зависимостей от календарного возраста.

Один из факторов риска преждевременного старения — гиподинамия — конфликт между биологической сущностью и созданными самим человеком условиями существования. Механизм влияний гиподинамии сложен: на фоне малоподвижного образа жизни в организме происходят значительные функциональные расстройства, теряется способность рационально использовать поступающий в ткани кислород. Рефлексы с работающих мыщц действуют стимулирующе на все органы и системы. При склеротических изменениях и на фоне гиподинамии у стареющих людей возникают изменения в сердечнососудистой системе, приводящие к ограничению подвижности. Гипокинезия вызывает нарушения в двигательных центрах, опорно-двигательном аппарате.

В гиподинамичном организме чаще возникают и тяжелее протекают многие патологические процессы. Установлено, что в пожилом и старческом возрасте гипокинезия отрицательно сказывается на функциональном состоянии различных органов и систем, течении обменных процессов. Даже краткие сроки гиподинамии у старых людей приводят к накоплению недоокисленных продуктов в крови, изменению кислородного режима, сокращению адаптационных возможностей сердечно-сосудистой системы. Создается своеобразный порочный круг. С одной стороны, старение ограничивает мышечную активность человека, а с другой, возрастная гипокинезия может способствовать преждевременному старению.

При старении снижается мышечная работоспособность, быстрее развивается утомляемость, нарушается координация двигательных актов. Однако, очень мало прямых доказательств влияния систематических мышечных усилий на старение.

Отрицательное влияние гиподинамии объяснимо с позиций концепции о значимости моторно-висцеральных рефлексов, согласно которой каждое движение не только результат нервных импульсов, но и причина возникновения множества сигналов, поступающих с двигательного аппарата в различные органы и системы организма, стимулируя их работу и ускоряя обменные, восстановительные процессы, обновление деятельных тканей с повышением их функциональных возможностей.

Человек, как и все живые организмы, на протяжении своего онтогенетического развития подвержен воздействию физической нагрузки. При любом виде деятельности двигательная активность обязательна. В настоящее время накоплены многочисленные экспериментальные и клинические данные, указывающие на существенную роль необходимого условия сохранения здоровья и функциональной активности физиологических систем организма для лиц, ведущих малоподвижный образ жизни — увеличения физических нагрузок до оптимального уровня.

Клинико-физиологические исследования свидетельствуют, что у людей, систематически занимающихся физическими упражнениями, с возрастом медленнее снижаются мышечная сила, физическая работоспособность, более высокой остается толерантность к физической нагрузке.

Неоднозначны результаты влияния физических нагрузок на состояние здоровья в старших возрастных группах. Обнаружено, что у занимающихся спортом пациентов старше 60 лет и с высоким уровнем риска старение происходит тяжелее, чем у тех, кто прекратил занятия, а в группе без медицинского риска не обнаруживается существенного влияния физических занятий на возникновение и развитие возрастной патологии, что, по видимому, связано с использованием интенсивных спортивных тренировок и предельных нагрузок на фоне инволютивных изменений.

В связи со значительным снижением работоспособности, связываемым в организме пожилых с физиологическими изменениями, уменьшением двигательной активности, ослаблением общего состояния здоровья важен индивидуальный подход к систематическим занятиям физическими упражнениями. Диапазон двигательной активности, двигательного режима очень широк. Важно использовать оптимальный, предельно индивидуальный двигательный режим, физическую активность с учетом не календарного, а биологического возраста. Дозированная мышечная нагрузка положительно влияет на общий эмоциональный тонус в пожилом возрасте, что способствует профилактике переутомления (в связи с развитием спазма капилляров, изменяющим кровоснабжение работающих мышц), характерного для пожилых людей при часто повторяющихся нагрузках.

Для старых людей необходим особенный режим мышечной работы с целью формирования тренированности и предупреждения хронического истощения в связи с увеличением восстановительного периода сердечнососудистой и дыхательной систем после нагрузки, периода врабатывания, сокращением времени устойчивой работоспособности.

Как показали многочисленные исследования, мышечная деятельность, физические упражнения — эффективные лечебно-профилактические мероприятия при преждевременном старении. Установлено, что лучший эффект у пожилых людей достигается при применении упражнений, биоэнергетические режимы которых осуществляются в аэробных условиях окисления. И в пожилом возрасте, используя оптимальную систему нагрузок, можно достичь тренирующего эффекта. Под влиянием систематических занятий физической культурой у пожилых людей улучшается общее состояние, заметно восстанавливаются двигательные функции, увеличивается скорость развития вегетативных реакций, снижается тонус церебральных сосудов, улучшается кровоснабжение сердца, мозга, растет работоспособность, увеличивается сократительная способность сердца, более экономичными становятся энергетические траты, уменьшается потеря костной массы (защита от остеопороза). Но при излишних нагрузках часто возникают явления перегрузки — обостряется коронарная недостаточность, дестабилизируется артериальное давление, возникают аритмии.