Механизмы действия физических упражнений

Физические упражнения оказывают на организм тонизирующее (стимулирующее), трофическое, компенсаторное и нормализующее действие.

Тонизирующее (стимулирующее) действие физических упражнений

Во время заболевания организм находится в особенно неблагоприятных условиях как из-за нарушения функций, обусловленного патологическим процессом, так и вследствие вынужденной гипокинезии, ухудшающей состояние больного и способствующей прогрессированию болезни. Тонизирующее действие физических упражнений выражается прежде всего в стимуляции моторно-висцеральных рефлексов. Усиление афферентной импульсации проприоцепторов стимулирует клеточный метаболизм в нейронах центрального звена двигательного анализатора, в результате усиливается трофическое влияние ЦНС на скелетную мускулатуру и внутренние органы, т.е. на весь организм.

Преимущества физических упражнений: их физиологичность и адекватность, универсальность (широкий спектр действия), отсутствие отрицательного побочного действия (при правильной дозировке нагрузки и рациональной методике занятий), возможность длительного применения (практически без ограничений) с переходом из лечебного в профилактическое и общеоздоровительное качество.

Трофическое действие физических упражнений

Один из механизмов физиологического регулирования тканевого метаболизма- трофические рефлексы. Трофическую функцию выполняют различные отделы ЦНС, в том числе кора большого мозга и гипоталамус. Реализация любого вида нервной деятельности- от простого рефлекторного акта до сложных форм поведения- связана с изменением уровня обменных процессов, особенно если в качестве исполнительного эффекторного механизма выступает опорно-двигательный аппарат. Информация, исходящая от его проприорецептеров, обладает высоким уровнем трофического влияния на все органы, в том числе клетки нервной системы.

Общеизвестно трофическое влияние физических упражнений в фазе формирования регенерата, замещающего дефект. В основе его лежит активизация пластических процессов при повышенной доставке белков, обеспечивающей компенсацию затрат энергии на мышечную работу. Лечебное применение физических упражнений не только стимулирует трофические процессы, но и, направляя их по функциональному руслу, способствует формированию наиболее полноценной структуры регенерата.

Трофическое действие физических упражнений может проявиться в виде регенерационной, или компенсаторной, гипертрофии. Регенерационная гипертрофия протекает в виде более интенсивной физиологической реакции тканевых элементов. Например, активные мышечные нагрузки у больных с травматическими повреждениями нижних конечностей ведут к усилению нервно-трофического влияния на определенную группу мышц, активизации ситемы РНК-белок, усилению белкового синтеза и снижению распада (особенно миофибриллярных белков), возрастанию мощности энзиматических систем анаэробного и особенно аэробного синтеза макроэргов за счет усиления утилизации липидов и углеводов. Увеличение функциональной нагрузки (по оси трубчатой кости) усиливает гидродинамическое влияние упругих деформаций кости на микроциркуляцию и трофику тканей и приводит к преобладанию костеобразовательных процессов над резорбционными.

При заболеваниях и повреждениях центральной и периферической нервной системы нарушения функции мышц (парезы, параличи) могут вызвать развитие тугоподвижности в суставах, контрактур. При длительном отсутствии активных движений в суставах в них развиваются вторичные изменения, в свою очередь уменьшающие амплитуду движений. В процессе выполнения специальных физических упражнений улучшается крово- и лимфообращение в околосуставных тканях, увеличивается подвижность, что в свою очередь ведет к более полноценному функциональному восстановлению всей конечности. Используя таким образом висцеро-висцеральные и моторно-висцеральные взаимоотношения, можно подобрать физические упражнения с учетом локализации их трофического действия , в конкретной области или органе.

Формирование компенсаций

Компенсация- это временное или постоянное замещение нарушенных функций. Компенсаторные процессы проходят два этапа: срочная и долговременная компенсация. Так, например, при травматическом повреждении правой руки больной немедленно начинает действовать в различных бытовых ситуациях левой рукой- это срочная компенсация, она необходима в экстремальных ситуациях, однако заведомо неполноценна. В дальнейшем, в результате тренировки физическими упражнениями и формирования в головном мозге системы новых структурно закрепленных связей развиваются навыки, обеспечивающие долговременную компенсацию - относительно свободное выполнение левой рукой бытовых манипуляций, которые обычно выполняют правой.

В результате изучения компенсаторных процессов при нарушении двигательных функций и функций внутренних органов П. К. Анохин сформулировал несколько общих принципов, характеризующих процесс формирования функциональных систем, которые компенсируют дефект. Эти принципы могут быть применены к компенсаторным процессам при повреждении различных органов. Например, повреждение нижней конечности вызывает нарушение равновесия и ходьбы. Это влечет за собой изменение сигнализации от рецепторов вестибулярного аппарата, проприорецепторов мышц, рецепторов кожи конечностей и туловища, а также зрительных рецепторов (принцип сигнализации дефекта). В результате переработки этой информации в ЦНС функция определенных моторных центров и мышечных групп меняется таким образом, чтобы восстановить в той или иной мере равновесие и сохранить возможность передвижения, хотя и в измененном виде. По мере увеличения степени повреждения сигнализация о дефекте может нарастать, тогда в компенсаторные процессы вовлекаются новые области ЦНС и соответствующие им мышечные группы (принцип прогрессирующей мобилизации запасных компенсаторных механизмов). В дальнейшем, по мере эффективной компенсации или устранения самого повреждения состав афферентного импульсного потока, поступающего в высшие отделы нервной системы, меняется. Соответственно выключаются определенные отделы функциональной системы, ранее участвовавшие в компенсаторной деятельности, или включаются новые компоненты (принцип обратной афферентации этапов восстановления нарушенных функций). Сохранение достаточно стабильного анатомического дефекта после регулярных занятий физическими упражнениями будет давать о себе знать определенной комбинацией афферентации, поступающих в высшие отделы нервной системы, которые на этой основе обеспечат образование стабильной компенсации временных связей и оптимальную компенсацию, т.е. минимальную хромоту при данном повреждении (принцип санкционированной афферентации).

Длительная тренировка компенсаторных механизмов (ходьба на костылях, с палочкой, самостоятельно) может обеспечить достаточную компенсацию нарушенных или утраченных функций, однако на определенной стадии дальнейшее совершенствование сложных рефлекторных механизмов уже не приводит к существенному изменению, т.е. наступает стабилизация компенсации (принцип относительной устойчивости компенсаторных приспособлений). В этом периоде устанавливается динамически устойчивое равновесие организма больного с определенным структурно-функциональным дефектом во внешней среде.

Роль коры большого мозга в компенсаторных процессах при повреждении нижележащих отделов нервной системы состоит в том, что корковые отделы анализаторов чутко реагируют на любое изменение взаимоотношений организма с окружающей средой. Этим объясняется решающая роль коры в компенсации нарушений движения после травм и реконструктивных операций. Например, после операции расщепления предплечья (создание руки Крукенберга) имеются лишь анатомические предпосылки для компенсации отсутствующей кисти. Для того чтобы вновь образованные бранши руки в той или иной мере приняли на себя функцию отсутствующей кисти, необходимы глубокие изменения функций плеча и предплечья, связанные с перестройкой соответствующих нервных центров. Без обучения, основанного на словесном разъяснении тренировки определенных групп мышц, показа рисунка самого движения и закрепления его в процессе тренировки такая перестройка невозможна даже в течение нескольких лет. Для развития компенсации в данном случае необходимы активная деятельность корковых механизмов, в частности механизмов второй сигнальной системы, и тренировка физическими упражнениями определенных групп мышц плеча и предплечья.