Восстановительная медицина. Фитнес и лечебная физкультура

Константин Петрович Левченко, 2009

В монографии рассматриваются новые подходы в построении реабилитационных программ лечебно-профилактической направленности. Они основаны на научных работах автора и защищены им в виде кандидатской и докторской диссертаций, а также патентами и изобретениями РФ и СССР.Монография рассчитана на врачей восстановительной медицины, лечебной физкультуры и спортивной медицины, физиотерапии, мануальной терапии, рефлексотерапии, диетологии, психотерапии, фитотерапии и других медицинских специальностей, занимающихся составлением программ восстановительного лечения, а также лиц, стремящихся вести здоровый образ жизни.

Глава 1. Азотистая (метаболическая) теория медицинской реабилитации

Теория есть набор обоснованных и взаимосвязанных заключений.

1.1. Построение реабилитационных программ по метаболическому принципу

Азотистая (метаболическая) теория медицинской реабилитации это набор обоснованных, взаимосвязанных заключений представленных как самим автором, так и другими исследователями.

Целью работы является создание целостной системы взаимосвязанного применения различных средств медицинской реабилитации, единого понимания общего направления восстановительного процесса у конкретного пациента специалистами различных медицинских направлений восстановительной медицины.

К сожалению, нередко встречаются серьезные осложнения при нерациональном сочетании и дозировке различных средств физической реабилитации. Чаще это встречается, как в спорте, так и в оздоровительной физкультуре, в условиях широко развивающейся сети фитнес клубов. Осложнения могут быть от обмороков и перенапряжений организма до остановок сердца с летальным исходом.

Оптимизации подбора средств реабилитации в соответствии с функциональным состоянием всех лимитирующих систем организма больного, необходимо и врачам восстановительной медицины в условиях стационара. При этом необходимо корректировать общее воздействие на организм пациента всех используемых средств медицинской реабилитации.

Это может быть взаимоувязанное по метаболическому суммарному эффекту использование различных режимов физических нагрузок, форм и методик лечебной физкультуры, перегревания (сауна, парная баня, бальнеопроцедуры), питания, дегидратации, массажа и мануальной терапии, психоэмоционального воздействия, гипоксической тренировки, физиотерапии, фито и рефлексотерапии, гирудотерапии, гомеопатии и других средств медицинской реабилитации.

В работе на экспериментальном и клиническом уровне автор постарался обосновать целесообразность разделения средств реабилитации и их различных методик по анаболическому и катаболическому принципу с учетом показанного в работе “биохимического и морфологического эквивалента физического утомления”. Далее на этом основании, а также на оценке состояния всех или большинства лимитирующих систем организма целесообразно проводить подбор различных методик анаболической или катаболической направленности с учетом их суммарного эффекта. Предлагается биохимическое, гистохимическое, морфологическое и клиническое обоснование метаболического принципа построения реабилитационных программ на основе проведенных раннее исследований (К. П. Левченко, 1971, 1975, 1978, 1998 г.).

Основными задачами восстановительной медицины являются восстановление утраченных вследствие болезни организма функций, а также поддержание этих функций на уровне, обеспечивающем достаточные качество и длительность жизни.

Длительность жизни зависит от интенсивности процессов старения и прежде всего от преобладания процессов анаболизма или катаболизма белковых структур, т. е. состояния азотистого обмена. При изучении старения важно, в каком отношении старение стоит к процессам самообновления, изменению обмена веществ, как реагирует организм на условия внешней среды и как протекают процессы восстановления после воздействия адекватных и неадекватных функциональному состоянию организма физических нагрузок или других средств восстановительной медицины.

После периода роста (до 21–23 лет) наступает период стабилизации с накоплением в организме деструктивных процессов и собственно старение. Известно, что наиболее ясно причину старения объясняет второй закон термодинамики гласящий, что во времени идет старение любых не изменяющихся форм (это относится и к не живому). При этом отмечается неизбежность накопления хаоса в любой частично открытой, отграниченной от внешней среды системе, какой является живой организм. Следовательно, накопление хаоса в организме человека ведет к его смерти.

С другой стороны изменчивость организма обусловливают поступление энергии, вещества, информации извне. Это противодействует старению, как накоплению хаоса. В связи с этим одной из задач повышения длительности и качества жизни является усиление процессов интеграции и взаимодействия органов и систем организма между собой, оптимизация их работы и жизненного биоритма организма. Такое действие может достигаться путем сочетанного и взаимосвязанного применения средств медицинской реабилитации, повышающих адаптационные и функциональные возможности, поддерживающие биоритм организма, но не ведущие к его чрезмерному разрушению (катаболизму).

Еще с работ Ч. Дарвина известно, что основной принцип жизни всегда требует изменения в условиях существования, а небольшие изменения жизни являются благоприятными для растений и животных. Поэтому огромную роль в повышении качества и длительности жизни играет использование и оптимальный, адекватный возможностям организма, подбор средств физической реабилитации.

К настоящему времени накоплено достаточно информации о действии на организм физических нагрузок, питания, перегревания (сауна и парная баня), массажа и мануальной терапии, рефлексотерапии, психогигиены, фито — и физиотерапии, гомеопатии, гирудотерапии и других средств медицинской реабилитации. Однако чаще эти средства используются обособленно, без обоснованной взаимосвязи друг с другом, оценкой состояния целостного организма и всех его функциональных систем.

В данной работе делается попытка обоснования и создания принципа взаимосвязанного действия средств реабилитации в зависимости от функционального состояния большинства лимитирующих систем организма. Предлагаемые восстановительные программы строятся на принципах азотистой (метаболической) теории медицинской реабилитации.

Азотистая (метаболическая) теория медицинской реабилитации излагается на кафедре физической реабилитации и спортивной медицины Российской Медицинской Академии Последипломного Образования (ранее Центральный ордена Ленина институт усовершенствования врачей) с 1981 года. Она основывается на проведенных клинических, биохимических, гистохимических и морфологических исследованиях: экспериментах на животных (мышцы, печень — морфология, гистохимия, ферменты), а также на изучении биохимических методов оценки азотистого, углеводного, жирового обмена и клинических наблюдений у людей. В исследованиях на спортсменах и больных изучали действие на организм физических нагрузок, гипертермии, низкокалорийной диеты, обезвоживания, массажа, стресса и гипоксической тренировки, фито и рефлексотерапии (Левченко К. П. 1971, 1975, 1978, 1988, 1998 г). На базе азотистой (метаболической) теории созданы компьютерные программы медицинской реабилитации больных (12 ГКБ г. Москвы, 1988 г.).

Новизна работы подтверждена девятью авторскими свидетельствами СССР и патентами Российской Федерации.

Одним из главных выводов проделанной работы было то, что действие перечисленных факторов при значительной дозировке биохимически и морфологически эквивалентно действию на организм физической нагрузки (1975, 1978 г.), т. е. суммарное, направленное на катаболизм действие разных средств реабилитации может приводить к перенапряжению организма. Поэтому необходима их четкая дозировка в зависимости от катаболической или анаболической направленности применяемой в процессе реабилитации методики, т. е. целесообразно использование метаболического подхода при составлении комплексной реабилитационной программы.

Тогда же нами был введен термин «азотограмма мочи» и разработан способ дозирования физических нагрузок у спортсменов по уровню катаболизма, и дегидратации организма (авторское свидетельство СССР № 1327000). Сборная СССР по классической борьбе, где был применен этот метод на Олимпийских играх в Монреале (1976 г), признана лучшей среди всех сборных СССР. Она завоевала 7 золотых, 2 серебряных и 1 бронзовую медали из 10 возможных, а автор этой работы был награжден Почетной грамотой Председателя Спорткомитета СССР за создание научно обоснованной системы тренировки спортсменов. В дальнейших исследованиях опыт работы по дозированию физических нагрузок и средств реабилитации (восстановления) спортсменов был перенесен на методики реабилитации больных.

Азотистая (метаболическая) теория медицинской реабилитации дает единое представление о направлении процесса реабилитации специалистами различных медицинских специальностей у конкретного пациента. В основе метаболического подхода лежит способность различных методик средств реабилитации усиливать синтез или распад белка (азотистый обмен). Она позволяет дозировать различные средства медицинской реабилитации адекватно функциональному состоянию организма, оптимизируя этот процесс, исключая как передозировку, так и неэффективность восстановительного лечения. При этом на метаболическом принципе, и прежде всего с учетом состояния белкового (азотистого) обмена, должно осуществляться построение индивидуальных реабилитационных и фитнес программ.

Азотистая (метаболическая) теория медицинской реабилитации включает:

1. Учет эффекта «биохимического и морфологического эквивалента физического утомления» используемых средств реабилитации.

2. Комплексную оценку функционального состояния максимального количества лимитирующих нагрузки систем организма с оценкой их нарушений на доклиническом уровне, а также с учетом факторов риска для различных заболеваний. При этом необходимо учитывать состояние мышц и печени, азотистый метаболизм и другие обменные процессы, кардиореспираторную, центральную нервную системы и нервно-мышечный аппарат, мозговую гемодинамику, эндокринную, иммунную, кроветворную, пищеварительную, опорно-двигательную и другие системы организма.

3. Составление индивидуального тренировочно-реабилитационного биоритма, соответствующего конкретному уровню анаболической или катаболической программы, так как синхронизация средств реабилитации улучшает биоритмы и противостоит хаосу, а значит наступлению болезней и смерти.

4. Проведение оптимизации работы лимитирующих систем организма путем выполнения алгоритма подбора анаболической или катаболической составляющей самих средств реабилитации — учет разнонаправленного действия на организм различных режимов физических нагрузок, форм и методик лечебной физкультуры, перегревания, питания, дегидратации, массажа, психоэмоционального воздействия, гипоксической тренировки, физиотерапии, фито и рефлексотерапии, гомеопатии и других средств медицинской реабилитации.

При построении индивидуальных реабилитационных программ (в том числе компьютерных) и использовании различных средств восстановительной медицины необходимо учитывать перечисленные выше принципы.

Одно из условий оптимального восстановления больных и поддержания хорошего функционального состояния состоит в том, чтобы средствами реабилитации оптимизировать биоритм организма, выводя его системы из равновесия, но не допуская при этом чрезмерного суммарного катаболического эффекта (см. ниже биохимическое и морфологическое обоснование).

Приоритетным, при построении реабилитационных программ, является действие средств медицинской реабилитации на азотистый обмен — катаболизм или анаболизм белка, т. е. на изменения пластических процессов с вовлечением в обмен азотсодержащих веществ организма, активизируемых разнонаправленным действием средств реабилитации.

При этом сами средства реабилитации по используемым методикам также делятся на анаболические (седативные, релаксирующие, восстанавливающие, нормализирующие) и катаболические (тренирующие, возбуждающие, тонизирующие, акцентирующие биоритмы, активизирующие обменные процессы).

Азотистый обмен — это совокупность химических превращений азотсодержащх веществ в организме.

Азотистый обмен включает в себя обмен простых и сложных белков, нуклеиновых кислот, продуктов их распада (пептидов, аминокислот и нуклеотидов), содержащих азот жироподобных веществ (липидов), аминосахаров, гормонов, витаминов и др.

Для нормального течения процессов жизнедеятельности организм должен быть обеспечен необходимым количеством усвояемого азота. Главнейшей составной частью и основным источником азота пищи человека являются белковые вещества.

Катаболизм сопровождается освобождением энергии, заключенной в сложных структурах крупных органических молекул, и запасанием ее в форме энергии фосфатных связей аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Анаболизм — это ферментативный синтез из более простых соединений крупномолекулярных клеточных компонентов, таких как полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки, липиды, а также некоторых их предшественников. Анаболические процессы протекают с потреблением энергии. Катаболизм и анаболизм происходят в клетках одновременно и неразрывно связаны друг с другом. По существу, их следует рассматривать не как два отдельных процесса, а как две стороны одного общего процесса — метаболизма, в котором превращения веществ теснейшим образом переплетены с превращениями энергии.

Известно, что катаболический и анаболический пути отличаются, как правило, и по своей локализации в клетке. Так, окисление жирных кислот до ацетата (катаболизм) осуществляется с помощью набора ферментов, локализованных в митохондриях, тогда как синтез (анаболизм) жирных кислот катализирует другая система ферментов, локализующихся в цитозоле — части цитоплазмы, занимающей пространство между органеллами. Вместе с тем, согласно последним литературным данным известно, что в митохондриях происходит синтез белка, который осуществляется в рибосомах. Поэтому благодаря преимущественно разной локализации катаболические и анаболические процессы в клетке могут протекать одновременно (рис. 1). Следует отметить, что цитоплазма — это главное реакционное пространство клетки. В ней протекают большинство процессов деградации питательных веществ и синтеза структурных компанентов клетки, а так же почти весь промежуточный метаболизм: гликолиз, гексозомонофосфатнй путь, глюконеогенез, биосинтез жирных кислот, белков и т. п.

Прежде чем перейти к рассмотрению собственных исследований по катаболическому и анаболическому действию на организм средств медицинской реабилитации, уточним некоторые особенности патологии азотистого обмена (БМЭ).

Патология азотистого обмена проявляется в форме изменения синтеза белков и нарушений обмена азотсодержащих метаболитов (аминокислоты, мочевина, аммиак, креатин и креатинин, мочевая кислота и др.), циркулирующих в крови и выделяемых почками. Основная форма патологии синтеза белков — белковая недостаточность — наступает при нарушении соотношения между процессами биосинтеза и катаболизма белковых структур, приводящем к преобладанию процессов распада над синтезом.

Рис. 1. Разнонаправленное протекание обменных процессов в отдельных структурах клетки.

Общая белковая недостаточность, характеризующаяся ограничением синтеза многих белков (тканевых, плазменных, ферментных), развивается при алиментарном их дефиците — общем недоедании и дефиците энергетических компонентов пищи (углеводов и жиров). В последнем случае белки расходуются в организме в качестве источника энергии. Такой же механизм развития общей белковой недостаточности имеет место при нарушении усвоения отдельных пищевых продуктов в связи с патологией пищеварительного аппарата.

При недостаточном питании или питании преимущественно растительными белками и при нарушении усвоения пищевых белков ограничение синтеза разнообразных белков в организме происходит не только из-за количественного недостатка аминокислот, но и из-за нарушения соотношения в содержании отдельных незаменимых аминокислот (дисбаланс). В случае выраженной белковой недостаточности наступает состояние отрицательного азотистого баланса, при котором количество выделяющегося из организма азота больше, чем количество азота, поступающего в организм, т. е. преобладают катаболические процессы.

Известно, что причиной расстройства белкового обмена в форме усиленного распада является нарушение регуляции метаболизма белковых структур. Так, ослабление и выпадение нервных воздействий на ткани приводит к нарушению их трофики и развитию трофических язв. Недостаток гормонов анаболического действия (соматотропный гормон, инсулин, половые гормоны) сопровождается первичным ослаблением биосинтеза белков. Недостаток соматотропного гормона у детей вызывает выраженное торможение роста. Дефицит инсулина при некомпенсированном сахарном диабете приводит к преобладанию процессов распада и отрицательному азотистому балансу. Первичное усиление распада белков наблюдается при тиреотоксикозе и избыточном действии стероидных гормонов коры надпочечников. Усиление распада белков в тканях происходит также при повреждениях тканей (травмы, воспаление, аллергическая альтерация, ишемия, дегенерация).

Как показали проведенные исследования (Левченко К. П., 1975, 1978), наиболее выраженный распад белка наступает при комплексном воздействии таких средств реабилитации, как физические нагрузки, перегревание (сауна, парная баня) и гипокалорийная диета с ограничением жидкости. Такие комплексные воздействия на организм встречаются в практике спорта и при занятиях фитнесом.

Нарушения обмена веществ и энергии могут быть обусловлены действием как внешних, так и внутренних факторов. К внешним факторам следует отнести качественные и количественные изменения в составе пищи, поступление чужеродных токсических веществ (в том числе бактериальных токсинов), проникновение в организм патогенных микроорганизмов и вирусов.

Относящиеся к средствам реабилитации питание и гипоксическая тренировка также влияют на азотистый обмен. Это может быть обусловлено недостатком незаменимых аминокислот, микроэлементов и витаминов, несбалансированностью в соотношении белков, жиров и углеводов в пище, несоответствием количественного (по калорийности) и качественного состава пищи конкретным энерготратам организма, а также существенными сдвигами в величине парциального давления кислорода и СО₂ во вдыхаемом воздухе. К внешним факторам воздействия на обменные процессы относятся также и другие средства физической реабилитации и восстановительной медицины.

Разумеется, катаболическое и анаболическое действие средств реабилитации, помимо влияния на азотистый обмен, сопровождается целым рядом изменений углеводного и жирового обмена, обмена ферментов, морфологических и гистохимических изменений тканей организма. Тем не менее в определении понимания процессов, идущих в организме под воздействием на него различных средств медицинской реабилитации, ведущим является азотистый (белковый) обмен, включающий в себя процессы катаболизма или анаболизма белка, отражающие и в первую очередь обусловливающие целостность клеточных структур. При этом на метаболическом принципе воздействия на организм различных средств реабилитации и должно осуществляться построение индивидуальных восстановительных программ. С позиции изложенного рассмотрим обсуждаемые в азотистой (метаболической) теории положения основанные на проведенных автором исследованиях, а также на заключениях полученных другими учеными.

1.2. Биохимическое, гистохимическое, морфологическое и клиническое обоснование метаболического принципа построения реабилитационных программ

Представлялось важным оценить суммарное действие на организм различных средств медицинской реабилитации, поскольку оно имеет место при занятиях фитнесом, а также в восстановительной и спортивной медицине. Комплексному воздействию различных средств медицинской реабилитации на организм подвергаются спортсмены форсированно снижающие вес тела перед участием в соревнованиях, а также лица занимающиеся в фитнес клубах.

К снижению массы тела прибегают не только представители видов спорта, имеющих деление на весовые категории (все виды борьбы, бокс, тяжелая атлетика). К регулированию массы тела прибегают и представители таких видов спорта, как легкая атлетика, художественная и спортивная гимнастика, акробатика, конный спорт, игровые виды и др. Это вызвано тем, что при умеренном снижении массы тела увеличивается удельная сила спортсмена, что способствует его успешному выступлению в соревнованиях. Между тем спортсмены перед участием в соревнованиях зачастую прибегают и к очень значительному снижению массы тела (до 6–9 %, а иногда и более). Это бывает вызвано тактическими соображениями, когда в интересах команды спортсмена переводят в более низкую весовую категорию. Кроме того, избыток массы тела может быть следствием полноценного в качественном и количественном отношении питания во время выполнения больших по объему и интенсивности тренировочных нагрузок. Это естественно, так как недостаточное питание в период выполнения больших тренировочных нагрузок может отрицательно сказаться на здоровье спортсмена и эффективности тренировочного процесса.

Как модель и доказательство, получаемого суммарного катаболического эффекта при действии на организм различных средств физической реабилитации в условиях спорта и фитнеса, рассмотрим проведенное автором исследование.

Одной из целей проведенного исследования (Левченко К. П., 1971, 1975, 1976, 1978) было сравнить влияние на клинические проявления, обменные процессы, гистохимию и морфологию тканей физической нагрузки, гипертермии (сауны), гипокалорийной диеты, обезвоживания организма и оценить в количественном и качественном соотношении эти воздействия. При этом важно было сравнить эффект действия на организм физической нагрузки в сочетании с перечисленными факторами.

Полученные после проведенного исследования результаты указали на то, что все перечисленные средства медицинской реабилитации были фактически биохимически и морфологически эквивалентны действию на организм физической нагрузки. Хотя они и имели количественные отклонения и некоторые особенности протекания энергетических процессов. Их одновременное применение при выраженной экспозиции вызывало суммарный катаболический эффект и при значительных степенях воздействия вело к перенапряжению организма. Рассмотрим подробнее полученные результаты.

1.2.1. Биохимические, гистохимические и морфологические изменения в мышцах и печени под воздействием средств медицинской реабилитации

Экспериментальное биохимическое, гистохимическое и морфологическое исследование проводили на 70 белых крысах-самцах массой 160–180 г, которые с момента рождения выращивались в одинаковых условиях. Изучали действие на организм животных физических нагрузок: 40-минутная нагрузка на горизонтальном электротредбане при скорости движения дорожки 26 м/мин, а также перегревания в термокамере (при 40,5 градуса до повышения ректальной температуры на 2 градуса) и гипокалорийной диеты с ограничением жидкости (рыба, сухари, овес). После 48 и 96 часов такого режима проводили изучение тканей мышц и печени. То есть проводилась имитация влияния на организм тех же средств реабилитации, что и у спортсменов, форсированно снижающих вес тела. При этом появилась возможность сравнить отдельное и суммарное действие на организм основных средств физической реабилитации.

Действие физических нагрузок, перегревания, гипокалорийной диеты и дегидратации на мышечную ткань

Поперечно-полосатая мышечная ткань входит в состав скелетных мышц и образована многоядерными вытянутыми клетками (волокнами) с поперечно-полосатой исчерченностью. Ядра в клетках располагаются у периферии мышечного волокна. Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань образует сердце и состоит из многоядерных вытянутых клеток с поперечной исчерченностью, связанных между собой, что обеспечивает их одновременное сокращение. При этом ядра расположены в центре клеток. Мышечные волокна состоят из миофибрилл. Миофибриллы это цилиндрические нити толщиной 1–2 мкм, идущие вдоль от одного конца мышечного волокна до другого.

Возбуждение и сокращение мышечного волокна инициирует импульс с мотонейрона, а энергия для сокращения образуется при гидролизе аденозинтрифосфата (АТФ) — основного энергетического источника сократительной функции мышцы. АТФ взаимодействует с белками мышечной клетки: миозином и актином, образуя акто-миозиновый комплекс. Процесс сокращения мышцы объясняет теория скольжения актиновых и миозиновых нитей, генерируемых энергией высвобождаемой при гидролизе АТФ.

Сократимые единицы миофибрилл легко различимы в световом микроскопе и обусловливают поперечно-полосатую исчерченность скелетных мышц (рис. 2, 3). Каждая из таких единиц — саркомеров имеет длину около 2,5 мкм. Границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, поэтому вся мышечная клетка приобретает регулярную исчерченность. На продольном срезе мышцы при большом увеличении в пределах каждого саркомера видны чередующиеся светлые и темные полосы (Рис. 3). Темные полосы называются А-дисками, светлые — I-дисками. Плотная линия в центре I-диска, отделяющая один саркомер от другого, называется Z-линией. При уменьшении длины саркомера сжимается только I-диск, тогда как плотный А-диск не изменяет своих размеров. При помощи электронного микроскопа удалось увидеть на толстых филаментах (от англ. — нити) множество боковых отростков, образующих поперечные мостики между толстыми филаментами и расположенными на расстоянии 13 нм от них тонкими филаментами. В настоящее время известно, что при сокращении мышцы толстые и тонкие нити перемещаются относительно друг друга именно с помощью этих поперечных мостиков, которые работают циклично. Взаимодействующие белки толстых и тонких филаментов были выделены и получили названия соответственно миозин и актин.

Кроме них, в миофибриллах имеется еще целый ряд вспомогательных белков. Предполагается, что белок альфа-актинин обеспечивает надлежащую упаковку филаментов в саркомере, а десмин связывает между собой соседние саркомеры.

Конец ознакомительного фрагмента.