Роль коры головного мозга в развитии двигательных навыков

    3. Физиологические  механизмы влияния  двигательной активности  на

    процессы  старения 

    Современный человек двигается значительно  меньше, чем его предки. Это обусловлено  в первую очередь достижениями НТП: лифты, машины, общественный транспорт  и т.д. Особенно актуальна проблема недостаточной двигательной активности у работников умственного труда.

    Но, может быть, минимизация мышечной деятельности - это благо? Может быть, таким образом мы уменьшаем изнашиваемость опорно-двигательного аппарата, внутренних органов и систем, так сказать, бережем организм? Ответы на эти  и некоторые другие вопросы вы найдете в этой статье.

    Для того, чтобы разобраться, как двигательная активность влияет на органы и системы  организма, нужно понять, каким образом  осуществляется и регулируется деятельность мышц.

    Движения  нужны для эффективной адаптации  организма к окружающей среде. То есть, если здесь горячо, то мы перейдем туда, где прохладней, если нам угрожает опасность, то мы убежим от нее или начнем защищаться.

    Большинство из нас, увы, не живет в идеальном  мире и весьма пренебрежительно относиться к своему здоровью, особенно, в возрастном периоде 13-30 лет. Именно тогда многие приобретают столь пагубные для нашего здоровья привычки, среди которых лидируют, безусловно, курение, потребление алкоголя (не обязательно в начале крепкого), нерегулярное и несбалансированное питание, прогрессирующее снижение двигательной активности. Как результат - к тридцатилетнему рубежу человек имеет одно или сразу несколько хронических (а значит неизлечимых) заболеваний, которые медленно, но уверенно, будут ухудшать его физические и функциональные кондиции, ускоряя при этом процессы старения. Как результат снижается не только продолжительность биологической, но и интеллектуальной, социально-значимой жизни.

    В настоящее время старение организма  рассматривают как результат  воздействия на него разных факторов. Многочисленные данные отечественных и зарубежных ученых подтверждают, что скорость возрастных изменений на 50-55% зависит от образа жизни, на 20-25% от окружающей среды, на 15% от наследственных факторов и на 10% - от медицины. Эти цифры убедительно показывают, что значительный резерв в сохранении здоровья и молодости человека заложен в организации его образа жизни.

    Концепция И. А. Аршавского, названная им «правилом  скелетных мышц» доказывает, что есть связь между двигательной активностью и видовой продолжительностью жизни - заяц живет больше, чем его малоактивный родственник кролик, лошадь больше коровы, белка больше крысы.

    Дозированными нагрузками удалось продлить «кроличью» жизнь до «заячьих» сроков.

    Согласно  В. Козловскому соответствующая  двигательная активность – наиболее эффективный путь отсрочки изменений, связанных с процессом старения, поскольку движение – биологическая потребность человека.

    Ограничение движения приводит к ослаблению интенсивности  восстановительных процессов, не стимулируемых напряженной деятельностью, к ограничению поступления потока импульсации с рецепторов мышц в нервные центры, к перестройке нейрогормональных взаимоотношений и т.д. Отсюда изменение возбудимости нервных центров, снижение интенсивности процессов генерации энергии в клетке, падение обновления белка и др. Все это в конечном итоге ограничивает приспособительные возможности организма. Вот почему в гиподинамичном организме чаще возникают и тяжелее протекают многие патологические процессы.

    Профессор Ф. Бурльер отметил, что в то время, как у машин изнашиваются, прежде всего, те их части, которые больше всего работают, у человека это происходит наоборот: стареют меньше всего те органы его тела, которые больше всего работают.

    Постоянное  самообновление характерно для живого организма. Оно возникает в результате возбуждения органа. Каждый орган нашего тела для функционирования и для прихода в рабочее состояние должен быть приведен в состояние возбуждения, а не покоя. Чтобы работали мышцы, они должны быть возбуждены, чтобы работали железы, они также должны быть возбуждены (так, железы кишечника и желудка начинают активно работать - «выделять свой секрет» в результате поступления пищевых веществ). Бездействие всех этих органов ведет к их атрофии. С другой стороны, в результате работы всех этих органов наступает их утомление, за которым следуют отдых и процесс восстановления их деятельности. Эта деятельность не только доходит до своего нормального уровня, но в течение некоторого времени превышает его. Это называется фазой экзальтации работы органа. Она появляется после возбуждения органа и последующего за ним торможения и была описана нашими крупными физиологами Н. Е. Введенским, А. А. Ухтомским и др. При физической нагрузке фаза экзальтации остается постоянной и орган все более и более развивается и совершенствуется.

    А. Пекиньо подчеркивает, что мышечная, двигательная и сенсорная тренировка, упражнения могут «поднять некоторые физиологические механизмы до степени совершенства, значительно более высокой, чем нормальные способности», - то есть путем возбуждения можно усилить деятельность соответствующих органов, а следовательно, и продлить их жизнь, замедлить старение.

    Исследования  ряда ученых показали, что функционально  нагруженные нейроны не атрофируются, что в мозгу людей, работавших до своего последнего дня, признаки атрофии очень слабы или даже совсем отсутствуют.

    В отношении других органов интересны  наблюдения В. М. Гордиенко. Он иммобилизовал у кроликов одну заднюю лапу, в результате чего обнаружил процессы инволюции и атрофии в таких важных органах, как печень, селезенка, сердце и т. д. Это показало, что и для этих органов необходима функциональная нагрузка, иначе они атрофируются. Всякое отсутствие такой нагрузки любого органа ведет к прекращению процесса самообновления в организме.

    Исследователи прямо пытались установить влияние  активного двигательного режима на долголетие. Есть немало клинико-физиологических наблюдений о высокой двигательной активности долгожителей. Долгожители ведут более активный образ жизни, отличаются более высоким уровнем трудоспособности. Экспериментальные данные доказывают, что система мышечной тренировки, дозированные физические нагрузки ослабляют тяжесть моделируемого у животных атеросклероза, коронарной недостаточности, артериальной гипертонии. Вместе с тем очень мало исследований в области доказательств влияния систематических мышечных усилий на старение, на продолжительность жизни.

    Высокая двигательная активность, тренируя системы  организма, улучшает качество жизни, повышает уровень его адаптации, надежность, делает его более устойчивым к действию повреждающих факторов. Двигательная активность, физические нагрузки вызывают ряд эффектов, ведущих к тренировке, к совершенству адаптационно-регуляторных механизмов:

    а) экономизирующий эффект (уменьшение кислородной стоимости работы, более экономная деятельность сердца и др.);

    б) антигипоксический эффект (улучшение  кровоснабжения тканей,

    больший диапазон легочной вентиляции, увеличение числа митохондрий и др.);

    в) антистрессовый эффект (повышение устойчивости гипоталамо-гипофизарной системы и др.);

    г) геиорегуляторный эффект (активация синтеза многих белков, гипертрофия клетки и др.);

    д) психоэнергетизирующий эффект (рост умственной работоспособности, преобладание положительных эмоций и др.).

    Весь  этот комплекс эффектов повышает надежность, устойчивость организма и способствует увеличению продолжительности жизни, предупреждению ускоренного старения. При высокой физической активности усиливаются энергетические процессы и системы их обеспечения. В этот период активируются механизмы контррегуляции, что способствует установлению метаболизма и ряда функций организма на более экономном уровне - брадикардия, увеличение ударного объема сердца, замедление ритма дыхания, снижение основного обмена, уменьшение энергетической стоимости мышечной работы и др. Все это может вызывать пролонгирующий эффект.

    Важным  генотипическим механизмом витаукта является бесконечная смена состояния кислородного голодания (гипоксия) и покрытия кислородного долга всю нашу жизнь. Гипоксия – физиологическое состояние организма, но возрастные изменения могут вызвать изменения, когда кислородное голодание организма становится длительным и значительным, в организме возникают грубые нарушения в обмене веществ, развивается патология. Организм имеет мощную антигипоксическую систему. Система эта связана с усилением легочной вентиляции, работы сердца, кровоснабжения органов, увеличением числа работающих капилляров, улучшением использования кислорода в клетке и др. При каждой мышечной нагрузке возникает та или иная степень кислородного голодания. В результате этого тренируется, совершенствуется антигипоксическая система, что способствует оптимальному течению восстановительных процессов в течении всей жизни.

    Влияние мышечной активности настолько велико, что изменяет активность биосинтеза белка, если снижается надежность системы синтеза, то это в конечном итоге приводит к снижению работоспособности клетки, органа. Снижение всей системы биосинтеза белка приводит к менее выраженному росту содержания ферментов, сократительных белков, ионных каналов клеток, ведет к недостаточности сердца, к снижению надежности его работы, к ослаблению функции печени, почек. Биосинтез белка активируется при продолжительной напряженной деятельности, что является одним из молекулярных механизмов защиты от атеросклероза и состоит в том, что с увеличением мышечной активности возрастает синтез белков – липопротеидов высокой плотности, являющихся, по образному выражению академика Е.И. Чазова, «белками - уборщиками холестерина». При умеренных физических нагрузках нормализуется обмен холестерина, уменьшается риск отложения его в сосудистой стенке и, следовательно, снижается риск развития атеросклероза. При этом может усиливаться также синтез защитных ферментов - супероксиддисмутазы и каталазы.

    В процессе старения снижаются энергетические траты организма. Об этом свидетельствуют изменения основного обмена - количества кислорода, потребляемого организмом в состоянии покоя.

    Снижение  энергетических трат организма связано  с двумя причинами:

    1) с уменьшением числа активных клеток, характеризующихся высоким уровнем течения энергетических процессов;

    2) с изменением потребления кислорода каждой клеткой, так называемым тканевым дыханием.

    При старении происходит снижение количества митохондрий в клетках, появляются разрушенные митохондрии, снижается интенсивность окис-лительного фосфорилирования, меняется мембранный потенциал митохондрий, что приводит к снижению процессов генерации энергии. Использование энергии, запасенной в форме АТФ, осуществляется при помощи фермента АТФазы (аде-нозинтрифосфатазы), отщепляющей фосфорные группы от этой молекулы. Этот фермент расположен в разных местах клетки, там, где нужна энергия. Важный механизм витаукта - повышение или же сохранение активности ряда АТФаз. Это способствует использованию энергии в условиях недостаточного ее образования. Этому же способствует сохранение активности креатин-фосфокиназы в местах ресинтеза АТФ.

    Единственно возможный путь поддержания энергетического  потенциала клеток, органов, организма в целом - оптимальный режим их деятельности, восстановление в ходе нагрузок. Поэтому высокая двигательная и умственная деятельность, эмоциональные нагрузки - путь, обеспечивающий необходимый уровень энергетических процессов.

    Возрастные  изменения приводящие к существенному  нарушению структур, обеспечивающих энергетический обмен, обнаружеваются и в скелетных мышцах. Это наряду с ограничением функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем (особенно с уменьшением функциональной способности капилляров), увеличением соотношения между содержанием норадреналина и адреналина (и другими изменениями симпатоадреналовой регуляции) приводит к существенному снижению функциональных способностей в организме. Такие изменения усугубляются нарушением липидного обмена и сниженной способностью скелетных мышц использовать продукты липолиза (что приводит к увеличению концентрации жирных кислот в крови).

    Исследования  показали, что в результате физической тренировки часть из перечисленных биохимических симптомов старения можно ослабить. После курса физической тренировки на выносливость наблюдают усиление адаптационных способностей скелетных мышц, улучшение способности использовать продукты липолиза в метаболизме, совершенствование регуляции этого метаболизма и функции мышц. При этом увеличивается максимальный уровень поглощения кислорода при определенной физической нагрузке. Показателем увеличения под влиянием тренировки функциональной способности мышечной системы и организма в целом является и то, что содержание лактата в крови уменьшается. Образование большого количества молочной кислоты в мышцах является следствием усиления процессов гликолиза в интенсивно работающих, особенно нетренированных мышцах и может оказывать неблагоприятное воздействие на клетки. Ведь если количество этого метаболита будет большим, то рН тканей снизится, а это, в свою очередь, должно  изменить структуру и функцию мембран, активность многих ферментов. А если уменьшение рН произойдет в нуклеозоле («ядерном соке»), то усилится даже процесс спонтанного повреждения ДНК, интенсивность которого возрастает с уменьшением рН.