Роль бега для организма с точки функциональных систем: Всё что нужно знать о влиянии бега на организм человека: физиология процесса, польза, вред

Всё что нужно знать о влиянии бега на организм человека: физиология процесса, польза, вред

Сохрани себе, чтобы не потерять:

1. Что происходит с организмом во время бега
2. Какие системы организма тренирует и на что оказывает положительное влияние?
3. Когда бег может приносить вред?

Многие обещают себе начать бегать с завтрашнего дня. Или с понедельника. Или со следующего месяца. А в итоге так никогда и не приступают к осуществлению этого плана. Скорее всего, причина кроется в недостаточной мотивации. В этой статье мы расскажем, как бег влияет на организм человека и какую колоссальную пользу приносит здоровью. Обсудим, какие процессы запускаются в теле при повышении скорости движения. А также затронем тему негативных сторон бега.

Что происходит с организмом во время бега

В первые несколько секунд бега человек обычно чувствует себя довольно комфортно: сил еще много, дыхание ровное, пульс — тоже. В то же время мышцы в ответ на появившуюся нагрузку начинают искать источник дополнительной энергии. Эту роль берет на себя молекула, которая называется аденозинтрифосфат. Чтобы обеспечить организм необходимой энергией, аденозинтрифосфат начинает превращаться в другую молекулу, со схожим названием, а именно в аденозиндифосфат. Однако через короткое время и этого запаса «топлива» оказывается мало. Происходит обратный процесс: уже аденозиндифосфат преобразуется в аденозинтрифосфат.

Итак, представим, что полторы минуты бега уже позади. Тело начинает ощущать нагрузку, повышается пульс и давление. Организму нужно больше энергии. Чтобы ускорить процесс расщепления аденозинтрифосфата, клетки «накидываются» на гликоген. Они разрушают гликоген в мышцах и крови. Организм расщепляет глюкозу, а мышцы запускают выработку молочной кислоты. Отсюда то самое ощущение жжения в мышцах.

В промежуток между второй и девятой минутой бега нагрузка стремительно нарастает. Это сказывается и на пульсе, и на давлении. Организму срочно требуется кислород. Ведь повышение нагрузки влечет за собой и быстрый расход энергии. В итоге спортсмен замечает, что его дыхание учащается. Ускоряется сердцебиение. Повышается температура. Лицо краснеет и покрывается потом. Из более приятных процессов стоит отметить расщепление жиров и углеводов.

Начиная с десятой минуты бега, многие ощущают настоящую усталость. Дышать становится тяжело, давление подскакивает на 10-20 единиц выше нормы. Из-за нарушения оттока молочной кислоты, которая начинает накапливаться в мышцах, эти самые мышцы становятся будто отлитыми из железа. Нехватка кислорода, требующегося для достаточной выработки аденозинтрифосфата, приводит к тому, что ощущение усталости нарастает. Сердце буквально готово выпрыгнуть из груди, а дыхание давно сбилось.

Тренировка длится около получаса? Значит, пора заканчивать пробежку, восстанавливать пульс, давление и дыхание. Уже очень скоро они придут в норму. А организм ощутит, что потребность в увеличенном количестве энергии пропала. Какое-то время тело еще будет чувствовать напряжение, зато мозг — прилив радости за счет выброса в кровь дофамина (так называемого «гормона желаний»). Именно поэтому после бега многие спортсмены ощущают прилив сил, бодрость. Хорошее настроение не покидает на протяжении еще нескольких часов.

Хит продаж

Какие системы организма тренирует бег и на что оказывает положительное влияние?

Сердечно-сосудистая система. При беге активно работает сердечная мышца — она вынуждена прогонять через себя больше крови, чем обычно. Усиленное кровообращение приводит к улучшению доступа кислорода к клеткам. Происходит расширение сосудов, а к каждому капилляру поступают кровяные тельца. Сама сердечная мышца укрепляется, становится эластичнее. Из системы кровотока выходят шлаки и токсины, минимизируется риск появления застоев. По этой причине бег считается отличной профилактикой инфарктов, инсультов, тромбоза, способом нормализации артериального давления и укрепления сосудов. Если хотите развить выносливость и улучшить работу сердца, обязательно включите бег в свою программу тренировок.

Дыхательная система. Говоря о том, как бег влияет на организм, нельзя не упомянуть о его способности улучшать тонус мышц диафрагмы (ведь при учащенном дыхании диафрагма активно двигается). Постепенно спортсмен учится дышать ровно, без сбоев, независимо от интенсивности нагрузок.

Кроме того, грамотно подойдя к вопросу организации пробежек, можно со временем значительно улучшить состояние легких и бронхов. Это особенно актуально для людей, страдающих бронхиальной астмой и другим заболеваниями дыхательной системы. Однако в подобных случаях обязательна предварительная консультация с лечащим врачом. Он должен в индивидуальном порядке определить для пациента, как часто, как долго и с какой скоростью тому можно бегать.

Опорно-двигательная система. Во время бега и предвосхищающей его разминки удается включить в работу мышцы, суставы и сухожилия, которые обычно остаются без движения и с годами серьезно слабеют. Отсюда такие распространенные проблемы, как хруст и боли в суставах, потеря гибкости, ухудшение осанки. Многим знакомо состояние, когда после долгого сидения в одном положении тело становится «деревянным». Так вот бег обеспечит должную нагрузку суставам, мышцам, костям, сухожилиям и позволит попрощаться с дискомфортными ощущениями. Кроме того, укрепление опорно-двигательного аппарата снижает риск развития остеохондроза, остеопороза, остеомиелита. А гибкие суставы и связки меньше подвержены растяжениям и другим травмам.

Еще один интересный факт: при беге вырабатываются минералы, обеспечивающие повышение плотности костной ткани, то есть фактически позволяющие укрепить кости.

Помимо этого, специалисты отмечают, что бег положительно влияет на другие системы организма: эндокринную, нервную, зрительную и даже слуховую. Позитивное воздействие распространяется даже на пищеварительную систему. Ведь нагрузка, которую испытывает организм во время бега, провоцирует появление эффекта естественного массажа органов ЖКТ. Нормализуется работа кишечника, очищается от вредных веществ печень, желчный пузырь, поджелудочная железа.

В процессе бега задействуются разные группы мышц. Работают не только мышцы ног, но и бицепсы, ягодицы, пресс, плечи. Польза регулярных тренировок проявляется в укреплении мышечного корсета.

Кроме того, доказано, что бег помогает сбросить лишние килограммы. Для женщин это хороший способ избавиться от типичных «дамских» проблем: застоев жидкости, ненужных сантиметров в проблемных зонах, потери тонуса и и упругости кожи, целлюлита.

Мужчинам, желающим подкорректировать фигуру, бег тоже будет полезен. Данный вид тренировок предпочитают и профессиональные спортсмены при подготовке к соревнованиям, когда стоит задача «подсушиться». Бег помогает сжечь жировую прослойку и вывести излишки воды из организма. В результате быстро уходят лишние килограммы и становится заметен красивый мышечный рельеф.

Не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что бег косвенно влияет на состояние имунной системы. Дело в том, что при подобной нагрузке меняется биохимический состав крови: становятся выше показатели ее кислородной емкости, растет количество иммуноглобулинов. Все это приводит к тому, что усиливаются собственные защитные функции организма — он становится более устойчивым к различного рода заболеваниям.

Когда бег может приносить вред?

Даже у такого полезного вида физической активности могут быть негативные стороны.

1. Бег дает сильную нагрузку на суставы ног.

Если здоровому человеку это ничем не грозит, то для людей, которые уже имеют проблемы с суставам или проблемы с лишним весом, может быть критично. Поэтому крайне важно перед тем, как начать тренировки, грамотно оценить состояние своего здоровья.

Одно из проверенных решений для людей с избыточным весом, которые хотят бегать — начать с быстрой ходьбы. Поверьте, это тоже эффективно! А главное — более полезно. Регулярные занятия ходьбой помогут вам избавиться от нескольких лишних килограммов, укрепить мышечный корсет. Со временем можно будет повышать скорость движения и переходить на бег.

2. Бег может спровоцировать чрезмерную нагрузку на сердце.

Поэтому важно дозировать нагрузки и увеличивать их постепенно, а также контролировать свое самочувствие. Особенно это актуально для новичков. Если организм не привык к подобным нагрузкам, слабой сердечной мышце будет трудно успевать перекачивать увеличившееся количество крови.

3. Бег доставляет моральный дискомфорт.

Обычно это случается, когда человек заставляет себя заниматься спортом, игнорируя собственные биоритмы. Если вы тоже попадали в подобную ситуацию, попробуйте возобновить тренировки, но только измените время занятий. Например, бегайте не с утра, а, наоборот, вечером.

Хит продаж

Хит продаж

• 1576 пунктов выдачи заказов
  по всей РФ

• 1 356 450
  довольных клиентов

• Работаем
  7 дней в неделю

• 50 000 товаров
  на складе

• 12 лет
  на онлайн-рынке

Ваша корзина загружается. ..

Бегом за здоровьем! — «Клиники Чайка»

Что происходит с организмом во время бега?

Эту фразу мы слышим с детства, но мало кто задумывается над буквальным смыслом этих слов. Бегать полезно в любом возрасте, а после 45 лет это становится просто необходимым условием поддержания здоровья и замедления процессов старения. Подробно рассмотрим воздействие бега на все системы организма.

Бег вызывает напряжение всех функциональных систем организма, сопровождается гипоксией, что тренирует механизмы регуляции, улучшает восстановительные процессы, совершенствует адаптацию к неблагоприятным условиям среды. Влияние бега настолько велико, что под его длительном воздействием изменяются активность генетического аппарата и биосинтез белка, замедляется старение и предупреждаются многие заболевания. Организм становится менее восприимчивым к вредным факторам.

Под влиянием умеренных регулярных физических нагрузок совершенствуются механизмы регуляции различных органов и систем, а функции организма приобретают более экономный характер. Снижается частота сердечных сокращений и уровень артериального давления, повышается коэффициент использования кислорода и уменьшается кислородная стоимость работы.

Бег и сердечно-сосудистая система

Бег способствует улучшению кровоснабжения различных тканей, особенно скелетных мышц, что снижает гипоксические явления. Благодаря бегу замедляется снижение физических качеств и сохраняется умственная и физическая работоспособность. Бег снимает стресс благодаря положительным эмоциям, а также повышению устойчивости гипоталамо-гипофизарной системы. Все это способствует активному долголетию, предупреждению заболеваний и старения, а значит, продлению жизни.

У регулярно бегающих людей сердечно-сосудистая система работает экономнее, длительное время сохраняя на оптимальном уровне основные функциональные константы. В частности, у бегунов более стабильные показатели частоты сердечных сокращений, нет значительного повышения артериального давления, сохраняются сократительная сила миокарда, его метаболизм, возбудимость и проводимость. Кроме того, у тех, кто бегает не отмечается существенного снижения ударного и минутного объемов кровотока, его скорости и объема циркулирующей крови.

Бег и эндокринная система

Регулярный оздоровительный бег помогает регулировать и эндокринную систему. Функции эндокринной системы организма с возрастом также снижаются. После 40-45 лет ухудшаются функции гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы, после 50 лет — функции щитовидной и половых желез. Бег задерживает снижение функций этих желез и восстанавливает их работу. выглядит схема адаптации к бегу системы: гипоталамус-гипофиз –надпочечники Гипоталамус преобразует нервный сигнал реальной или предстоящей физической нагрузки в эфферентный, управляющий, гормональный сигнал. В гипоталамусе освобождаются гормоны, активирующие гормональную функцию гипофиза. Ведущую роль в выработке адаптивных реакций среди этих гормонов играет кортиколиберин. Под его влиянием освобождается адренокортикотропный гормон гипофиза (АКТГ), который вызывает мобилизацию надпочечников. Гормоны надпочечников повышают устойчивость организма к физическим напряжениям. В обычных условиях жизнедеятельности организма уровень АКТГ в крови служит и регулятором его секреции гипофизом. При увеличении содержания АКТГ в крови его секреция автоматически затормаживается. Но при напряженной физической нагрузке система автоматической регуляции изменяется. Интересы организма в период адаптации требуют интенсивной функции надпочечников, которая стимулируется повышением концентрации АКТГ в крови.

Адаптация к физической нагрузке сопровождается и структурными изменениями в тканях надпочечников. Эти изменения приводят к усилению синтеза кортикоидных гормонов. Глюкокортикоидный ряд гормонов активирует ферменты, ускоряющие образование пировиноградной кислоты и использование ее в качестве энергетического материала в окислительном цикле. Одновременно стимулируются и процессы ресинтеза гликогена в печени. Глюкокортикоиды повышают и энергетические процессы в клетке, освобождают биологически активные вещества, которые стимулируют обменные процессы.

Воздействие бега на организм в пожилом возрасте

Показатели функций внешнего дыхания при регулярных занятиях остаются достаточно высокими у лиц пожилого возраста. Это проявляется сохранением у них должной глубины дыхания и легочной вентиляции, жизненной емкости легких и максимальной вентиляции легких.

В пожилом возрасте все виды обмена веществ (белковый, углеводный, жировой и энергетический) снижены. Это проявляется в избыточном содержании в крови холестерина, липопротеидов и молочной кислоты (даже при незначительных нагрузках). Регулярные умеренные физические нагрузки повышают уровень метаболизма и существенно снижают показатели холестерина и липопротеидов, уменьшая возможность развития атеросклероза.

В то же время физические нагрузки, даже умеренной мощности, но проводимые эпизодически, сопровождаются избыточным накоплением молочной кислоты и снижением уровня глюкозы в крови, сдвигом рН в сторону ацидоза, повышением недоокисленных продуктов в крови и моче (креатинин, мочевина, мочевая кислота и др. ). Даже умеренная работа у людей старше 40 лет энергетически обеспечивается, главным образом, за счет анаэробного гликолиза, что обусловлено ухудшением удовлетворения кислородного запроса.

Физиология, физические упражнения — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

По сравнению с нашим состоянием покоя физические упражнения предъявляют организму более высокие требования. В покое наша нервная система поддерживает парасимпатический тонус, который влияет на частоту дыхания, сердечный выброс и различные обменные процессы. Упражнения стимулируют симпатическую нервную систему и вызывают комплексную реакцию организма; Этот ответ работает для поддержания надлежащего уровня гомеостаза для увеличения потребности в физических, метаболических, дыхательных и сердечно-сосудистых усилиях.

Проблемы, вызывающие озабоченность

Сердечно-сосудистые заболевания остаются распространенной проблемой среди наших пациентов, несмотря на достижения в методах профилактики и лечения. Основные факторы риска включают гиперхолестеринемию, гипертонию, диабет, ожирение и употребление табака; эти упомянутые факторы риска охватывают почти 50% доли смертности. Отсутствие физических упражнений, как правило, усугубляет вредное воздействие этих факторов риска, в то время как внедрение физических упражнений в повседневную жизнь снижает уровень смертности. В частности, отсутствие физических упражнений напрямую связано с ожирением, а также играет роль в развитии диабета и гипертонии.[1][2][3]

Исследования показывают, что физические упражнения в сочетании с другими модификациями образа жизни могут снизить риск гипертонии независимо от врожденной генетической предрасположенности; Кроме того, было показано, что физические упражнения повышают чувствительность к инсулину при лечении диабета.

• Здоровая масса тела может быть достигнута путем изменения образа жизни для дальнейшего снижения смертности от сердечно-сосудистых заболеваний.

• Поскольку физические упражнения являются неинвазивным и немедикаментозным вмешательством, они играют ключевую роль в обеспечении доступности и повышении качества жизни.

Сотовый уровень

Работая от общей анатомии к клеточной анатомии, мы начинаем с уровня скелетных мышц. В каждой скелетной мышце есть сотни мышечных волокон, которые разделены организованным линейным образом. Они работают в тандеме, чтобы укоротить мышцу при сокращении.

Наружный слой мышцы — эпимизий. Внутри этого слоя мышечные волокна объединены в мышечные пучки. Глубже этого находится перимизиальный слой, который охватывает эндомизиальный слой, который в конечном итоге содержит отдельные мышечные волокна (также известные как миоциты).

На уровне мышечного волокна находится сарколемма (плазматическая мембрана мышечного волокна). Саркоплазма аналогична цитоплазме, а саркоплазматический ретикулум подобен гладкому эндоплазматическому ретикулуму. Наконец, у нас есть миофибриллы, состоящие из сократительных актиновых и миозиновых нитей.

При этом функциональной единицей миофибриллы является саркомер. Он состоит из организации сократительных миофиламентов. Этими миофиламентами являются актиновая нить (тонкая нить) и миозиновая нить (толстая нить). Один саркомер определяется как нити между двумя Z-дисками. В центре саркомера находится М-линия, которая закрепляет толстые миозиновые филаменты. I-диск представляет собой область, примыкающую к Z-линиям, где миозиновые филаменты не перекрываются с актиновыми филаментами. Саркомеры расположены встык по всей длине мышечного волокна, и синхронизированное сокращение каждой единицы вызывает видимое мышечное сокращение.

Вовлеченные системы органов

Физическая активность в форме упражнений вызывает скоординированный ответ нескольких систем органов.[7][8][9][10]

Опорно-двигательный аппарат

Опорно-двигательный аппарат на первом месте.

Три типа мышечных волокон имеют разные характеристики.

Более высокая активность миозин-АТФазы прямо пропорциональна более высокой скорости сокращения мышц, в то время как более высокая окислительная способность связана с утомляемостью.

Волокна типа I известны как медленно сокращающиеся волокна. Эти волокна имеют обильные митохондрии и миоглобин с большим кровоснабжением.

• Обладают низкой активностью миозин-АТФазы, высокой окислительной способностью, низкой гликолитической способностью.

• Устойчивы к утомлению

• Эти волокна преобладают в постуральных мышцах, поскольку они обеспечивают небольшую силу, но не так быстро утомляются, как другие.

Волокна типа IIa известны как быстросокращающиеся окислительные волокна.

• Обладают высокой активностью миозин-АТФазы, высокой окислительной, высокой гликолитической способностью.

• Относительно устойчивы к утомлению

• Эти волокна задействуются для силовых упражнений, требующих длительных усилий, таких как поднятие тяжестей с большим количеством повторений.

Волокна типа IIa занимают промежуточное положение между медленными, но устойчивыми к утомлению волокнами типа I и быстрыми, но склонными к утомлению волокнами типа IIb.

Волокна типа IIb известны как быстросокращающиеся гликолитические волокна.

• Обладают высокой активностью миозин-АТФазы, низкой окислительной, высокой гликолитической активностью.

• Быстрая утомляемость

• Эти волокна задействуются для высокоинтенсивных кратковременных упражнений, таких как спринты с полной нагрузкой.

С введением упражнений с постепенной перегрузкой можно ожидать гипертрофии волокон скелетных мышц, то есть увеличения их диаметра и объема.

Сокращение мышц воздействует на скелет и инициирует движение. Когда к мышцам со временем прикладывается прогрессивная сила, они адаптируются к возрастающей нагрузке.

Сателлитные клетки играют роль в этом процессе восстановления и роста. Процесс упражнений, будь то бег на длинные дистанции или пауэрлифтинг, создает нагрузку на мышечные волокна и кости, что вызывает микроразрывы и травмы. В ответ на это сателлитные клетки активируются и мобилизуются для регенерации поврежденной мышечной ткани. Этот процесс стал возможен благодаря донорству дочерних ядер от сателлитных клеток после размножения и слияния. Кости со временем увеличат свою минеральную плотность, чтобы справиться с этой растущей нагрузкой.

Система кровообращения

Система кровообращения играет решающую роль в поддержании гомеостаза во время физических упражнений.

Чтобы приспособиться к повышенной метаболической активности в скелетных мышцах, система кровообращения должна должным образом контролировать транспорт кислорода и углекислого газа, а также помогать буферизовать уровень pH активных тканей. Это действие достигается за счет увеличения сердечного выброса (увеличение частоты сердечных сокращений и ударного объема) и модуляции микроциркуляции. Также действие местных вазомедиаторов, таких как оксид азота из эндотелиальных клеток, способствует обеспечению адекватного кровотока.

Кровоток предпочтительно направляется от желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и почечной системы к активным мышцам за счет избирательного сужения и расширения капиллярного русла. Этот усиленный кровоток в скелетных мышцах обеспечивает поступление кислорода и способствует удалению углекислого газа. Повышенная метаболическая активность увеличивает концентрацию углекислого газа и сдвигает pH влево, что дополнительно способствует извлечению эритроцитами углекислого газа (CO2) и выделению кислорода (O2). На механическом уровне эритроциты, которые находились в циркуляции в течение длительного времени, как правило, менее податливы, чем более молодые эритроциты, а это означает, что во время физической нагрузки старые эритроциты могут подвергаться внутрисосудистому гемолизу при прохождении через капилляры в сокращенных мышцах. Эта активность приводит к среднему снижению возраста эритроцитов, поскольку более молодые эритроциты имеют более благоприятные реологические свойства. Более молодые эритроциты также имеют повышенное выделение кислорода по сравнению со старыми эритроцитами. Упражнения повышают уровень эритропоэтина (ЭПО), что приводит к увеличению производства эритроцитов. Оба эти фактора улучшают снабжение кислородом во время тренировки. Со временем васкуляризация мышц также улучшается, что еще больше улучшает газообмен и метаболические способности.

Дыхательная система

Дыхательная система работает совместно с сердечно-сосудистой системой. Легочный контур получает почти весь сердечный выброс. В ответ на увеличение сердечного выброса перфузия увеличивается в верхушке каждого легкого, увеличивая доступную площадь поверхности для газообмена (уменьшение альвеолярного мертвого пространства).

За счет большей площади альвеолярной поверхности, доступной для газообмена, и увеличения альвеолярной вентиляции за счет увеличения частоты и объема дыхания можно поддерживать баланс газов крови и рН.

Если говорить более подробно, CO2 является одним из продуктов метаболизма мышечной деятельности.

CO2 уносится из периферических активных тканей в различных формах. Большая часть транспортируется в форме бикарбоната, но часть также перемещается в виде растворенного СО2 в плазме и в виде карбаминогемоглобина в эритроцитах.

CO2 легко растворяется в цитозоле эритроцитов, где на него действует карбоангидраза с образованием угольной кислоты. Затем угольная кислота самопроизвольно диссоциирует на ион водорода и бикарбонат.

После переноса в легкие, в среду с высоким содержанием кислорода (эффект Холдейна), эта реакция катализируется в противоположном направлении, чтобы полностью измениться и произвести CO2, который выдыхается и удаляется из организма.

При упражнениях более высокой интенсивности объем углекислого газа (VCO2), выводимого в единицу времени, поддерживается за счет уменьшения альвеолярного мертвого пространства и увеличения дыхательного объема, как упоминалось ранее.

Эндокринная система

• Уровни кортизола, адреналина, норадреналина и дофамина в плазме увеличиваются при максимальных физических нагрузках и возвращаются к исходному уровню после отдыха. Увеличение уровней согласуется с усилением активации симпатической нервной системы организма.

• Гормон роста вырабатывается гипофизом для усиления роста костей и тканей.

• Чувствительность к инсулину повышается после длительных упражнений.

• Уровень тестостерона также повышается, что приводит к усилению роста, либидо и настроения.

Функция

Упражнения продемонстрировали множество преимуществ для здоровья.[11][12] Благодаря функциональным упражнениям мы можем увидеть преимущества в, но не ограничиваясь:

• Познание: Исследования показали, что тренирующиеся субъекты имеют более высокие показатели концентрации, чем не тренирующиеся субъекты.

• Гибкость и подвижность 

• Здоровье сердечно-сосудистой системы

• Улучшение гликемического контроля и чувствительности к инсулину

• Повышение настроения

• Снижение риска рака

• Повышение минеральной плотности костей

Благодаря правильно выполненной программе упражнений тело адаптируется и становится более эффективным упражнения.

Некоторые из этих адаптаций:

Опорно-двигательный аппарат

• Повышение перфузии мышечных капилляров

• Увеличение силы за счет мышечной гипертрофии

• Повышение выносливости за счет увеличения содержания митохондрий в мышцах

• Повышение плотности костей

Сердечно-сосудистые заболевания

• Улучшение сократимости 9 0005

• Увеличение диаметра кровеносных сосудов

• Увеличение плотности капилляров

• Улучшение вазодилатация

• Снижение среднего АД в покое или при субмаксимальной активности за счет повышения работоспособности

Механизм

Чтобы мышцы сокращались, организм должен гидролизовать аденозинтрифосфат (АТФ) для получения энергии. То, как мышцы поддерживают уровень АТФ, зависит от состояния организма.

Мышцы могут утилизировать глюкозу или гликоген как аэробным, так и анаэробным образом. Гликолитическая энергетическая система имеет тенденцию приводить к накоплению лактата и последующему снижению рН в мышечной ткани, особенно в анаэробных условиях.

Аэробный метаболизм обычно используется в таких упражнениях, как ходьба, в то время как анаэробный метаболизм участвует в высокоинтенсивных видах деятельности, таких как поднятие тяжестей.

Основным источником АТФ для клеток является путь окислительного фосфорилирования; это часть аэробного пути, который происходит на внутренней митохондриальной мембране и производит гораздо больше АТФ, чем другие метаболические пути.

• Комплекс I: Получает электроны от НАДН.

• Комплекс II: Получает электроны от сукцината; электроны от НАДН и сукцината переносятся коферментом Q10 на комплекс III

• Комплекс III: отсюда электроны переносятся цитохромом С на комплекс IV

• Комплекс IV: Электроны этой субъединицы принимаются кислородом, что дает воду.

• Комплекс V: АТФ образуется, когда протоны движутся обратно по градиенту электронов.

Во время высокоинтенсивных упражнений, таких как HIIT (высокоинтенсивные интервальные тренировки) или интенсивных силовых тренировок, циклы мышц через АТФ происходят довольно быстро, что приводит к накоплению АДФ. Фосфокреатин может отдавать фосфатную группу АДФ для регенерации дополнительного АТФ, который дает мышечную энергию. Креатинкиназа катализирует эту реакцию.

Во время отдыха и упражнений низкой интенсивности мышцы могут использовать жирные кислоты в качестве субстрата для производства энергии. Жирные кислоты со средней длиной цепи подвергаются бета-окислению в митохондриальном матриксе. Длинноцепочечные жирные кислоты необходимо транспортировать из цитозоля в митохондрии с помощью карнитина.

Когда двигательная единица получает сигнал возбуждения, окончание аксона высвобождает ацетилхолин, нейротрансмиттер, на рецепторы сарколеммы. Этот сигнал открывает потенциалзависимые каналы и создает потенциал действия, который проходит по Т-трубочкам, чтобы провести скоординированный сигнал глубоко в мышцу. Когда эта деполяризация достигает саркоплазматического ретикулума, это вызывает высвобождение хранящихся в нем ионов кальция.

Когда эти ионы кальция высвобождаются, они связываются с тропонином С в саркоплазме, что инициирует разблокировку сайта связывания актина на миозине за счет тропомиозина. По сути, кальций связывается с тропонином, что вызывает отсоединение тропомиозина от участка связывания актина и миозина, обнажая участок, что теперь позволяет связывать актин и миозин вместе, что создает сократительную силу и укорачивание саркомерной единицы. АТФ гидролизуется до АДФ и фосфата, когда головка миозина вызывает это сокращение. Чтобы выйти из сокращенного состояния, АТФ должна связаться с миозином, что вызывает высвобождение участка актина и возврат миозина в высокоэнергетическое состояние. Эта модель укорочения и удлинения объясняется теорией скользящих филаментов, согласно которой актиновые и миозиновые филаменты скользят относительно друг друга, сокращая длину саркомера. Существует несколько различных типов мышечных сокращений.

Изометрическое сокращение: мышца активно сокращается, но ее длина не изменяется из-за действия равных и противоположных сил в противоположных направлениях.

• Удержание положения планки или переноска продуктов с рукой, наполовину согнутой и удерживаемой в этом положении.

Концентрическое сокращение: Мышца активно сокращается и уменьшается в длину из-за большей мышечной силы по сравнению с противодействующей силой, которая приближается к ее прикреплению и началу.

• Сгибание рук с гантелями, жим лежа, приседания

Эксцентрическое сокращение = мышца активно сокращается, но продолжает увеличивать свою длину; мышца сокращается с меньшей силой, чем ее противодействующая сила.

• «Негативная» часть упражнения, упомянутого выше сгибание рук и разгибание грудных мышц), а также часть приседания с опусканием из положения стоя в положение приседа

Связанные исследования

Толерантность к физическим нагрузкам может быть полезным показателем сердечно-сосудистой и легочной функции. Нарушение толерантности к физической нагрузке может отражать дисфункцию любой из вовлеченных систем органов. Появление симптомов во время контролируемого теста с физической нагрузкой может свидетельствовать о таких состояниях, как стенокардия, заболевание периферических сосудов или даже астма, вызванная физической нагрузкой. Часто тщательный сбор анамнеза пациента также может рекомендовать эти состояния, но тест с физической нагрузкой под наблюдением может быть гораздо более объективным.

В ходе опроса для количественной оценки толерантности к физическим нагрузкам медицинский работник может спросить, сколько лестничных пролетов пациент может выдержать, или сколько кварталов он может пройти без остановки. Важно отметить временные рамки, в течение которых могут происходить изменения толерантности к физической нагрузке. Острые и хронические изменения дееспособности могут указывать на различную этиологию заболевания.

VO2 – это потребление кислорода, которое можно объяснить уравнением Фика.

Это уравнение утверждает, что VO2 = [Сердечный выброс] x [Разница в артериальном и венозном уровнях кислорода].

VO2max является мерой аэробной физической нагрузки, определяемой как наивысшая скорость поглощения кислорода, которую человек может поддерживать во время интенсивной активности.

VO2max (в л кислорода в минуту) можно измерить, попросив субъекта выполнять упражнения на беговой дорожке или велосипеде с возрастающей интенсивностью. Во время тренировки потребление кислорода рассчитывается путем измерения объемов и концентраций вдыхаемого и выдыхаемого газа.

По мере того, как пациенты тренируются и тренируются, их VO2max может улучшаться, но это, как правило, является функцией доставки кислорода, а не экстракции кислорода скелетными мышцами. Благодаря тренировке доставка кислорода улучшается в результате увеличения сердечного выброса и плотности капилляров.

Мотивированные пациенты без симптомов могут воспроизвести VO2max во время тестирования. Симптоматические пациенты с застойной сердечной недостаточностью (ЗСН) или хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) могут быть не в состоянии полностью достичь VO2Max. В таких случаях мы можем использовать тест 6-минутной ходьбы в качестве стандартной меры.

Симптомы физической нагрузки, такие как одышка, стенокардия, учащенное сердцебиение или перемежающаяся хромота, предполагают наличие заболевания, требующего обследования.

Патофизиология

У пациентов, которые прилагают разумные усилия во время теста и достигают нормального VO2peak (хорошее усилие без достижения VO2max), которые утверждают, что одышка или утомляемость были их ограничивающим фактором во время нагрузки, мы можем предположить, что они имеют нормальную толерантность к нагрузке.

В этом случае мы можем предположить, что сердечно-легочные заболевания, такие как ЗСН, интерстициальное заболевание легких (ИЗЛ) или ХОБЛ, отсутствовали. При тестировании этих пациентов мы с большей вероятностью увидим аномальный пик VO2 со значительной одышкой.

При легочных заболеваниях, таких как ХОБЛ и ИЗЛ, непереносимость физической нагрузки может быть связана с нарушением газообмена, являющимся ограничивающим фактором.

Бронхоспазм, вызванный физической нагрузкой (астма, вызванная физической нагрузкой), является еще одной легочной патологией, которую следует учитывать. Он проявляется затрудненным дыханием и хрипами во время или после физической нагрузки. Объективно на это может указывать снижение ОФВ1 более чем на 10% по сравнению с исходным уровнем.

При сердечных заболеваниях, таких как пороки клапанов, ЗСН или ИБС, упражнения могут быть особенно опасны. Повышенная нагрузка на сердце может привести к перенапряжению миокарда. Эта проблема обостряется в условиях высокой температуры или высокой влажности. В ответ на нарушение испарительного охлаждения будет происходить вазодилатация для снижения температуры тела, что приводит к компенсаторному увеличению частоты сердечных сокращений, что вызывает дополнительную нагрузку на ткань миокарда.

Непереносимость физической нагрузки также может возникать из-за метаболически/структурно дисфункциональной мышечной ткани. Миопатии предполагаются при отсутствии каких-либо серьезных сердечно-легочных проблем. Миопатии могут проявляться мышечными спазмами или болью и в некоторых случаях диагностируются с помощью биопсии или генетического тестирования.

Непереносимость физической нагрузки при тестировании может быть результатом слабых усилий или чрезмерного восприятия ограничивающих симптомов. В обоих случаях объективные показатели, такие как уровень лактата, помогают отличить истинные ограничения физической активности от альтернативных объяснений непереносимости.

Со временем, при длительном бездействии, скелетные мышцы атрофируются, а тело также приходит в негодность. Рекомендуется иметь одобренную консультацию и программу физиотерапии для пациентов, которые госпитализированы в течение длительного периода времени.

Наконец, важно отметить, что системам органов требуется время для адаптации. Если интенсивность упражнений резко возрастает сверх способности организма к самовосстановлению, это может привести к негативным последствиям, таким как растяжение мышц, разрывы и стрессовые переломы. Чрезмерные тренировки также могут вызвать неблагоприятный ответ иммунной системы, в то время как исследования показывают, что упражнения средней интенсивности немного усиливают иммунный ответ.

Клиническое значение

Понимание базовой физиологии физических упражнений имеет решающее значение, поскольку нарушение толерантности к физическим нагрузкам у пациентов может указывать на признаки основного заболевания в сочетании с такими модальностями, как ЭКГ. Тестирование с физической нагрузкой также может помочь определить цели лечения и контролировать прогноз и ход лечения.[13][14]

С помощью стандартизированного теста с физической нагрузкой можно определить общую этиологию ограничения физической нагрузки, а затем провести тестирование, чтобы сузить дифференциал до конкретной причины.

В целом, понимание и применение физиологии упражнений может помочь сократить время постановки диагноза, улучшить результаты и, в конечном счете, улучшить качество жизни пациентов.

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Ссылки

1.

Абдин С., Лавалле Дж. Ф., Фолкнер Дж., Хастед М. Систематический обзор эффективности вмешательств в области физической активности у взрослых с раком молочной железы по типу физической активности и способу участия. Психоонкология. 201928 июля (7): 1381-1393. [PubMed: 31041830]

2.

Кремер К.А., Сампене Э., Сафдар Н., Энтони К.М., Уотлет К.К. Стратегии питания и физических упражнений для предотвращения чрезмерного увеличения веса во время беременности: метаанализ. Представитель AJP, январь 2019 г.; 9 (1): e92-e120. [Бесплатная статья PMC: PMC6424817] [PubMed: 31041118]

3.

van Rijckevorsel-Scheele J, Willems RCWJ, Roelofs PDDM, Koppelaar E, Gobbens RJJ, Goumans MJBM. Влияние медицинских вмешательств на качество жизни ослабленных пожилых людей: систематизированный обзор. Clin Interv Старение. 2019;14:643-658. [Бесплатная статья PMC: PMC6453553] [PubMed: 31040654]

4.

Kordonouri O, Riddell MC. Использование приложений для физической активности при диабете 1 типа: текущее состояние и требования к будущему развитию. The Adv Endocrinol Metab. 2019;10:2042018819839298. [Бесплатная статья PMC: PMC6475849] [PubMed: 31037216]

5.

Young C, Campolonghi S, Ponsonby S, Dawson SL, O’Neil A, Kay-Lambkin F, McNaughton SA, Berk M, Jacka FN . Поддержка участия, приверженности и изменения поведения в онлайн-диетических вмешательствах. J Nutr Educ Behav. 2019Июнь; 51 (6): 719-739. [PubMed: 31036500]

6.

Карбон С., Биллингсли Х.Е., Родригес-Мигелес П., Киркман Д.Л., Гартен Р. , Франко Р.Л., Ли Д.К., Лави С.Дж. Аномалии мышечной массы при сердечной недостаточности: роль саркопении, саркопенического ожирения и кахексии. Курр Пробл Кардиол. 2020 ноябрь;45(11):100417. [PubMed: 31036371]

7.

Bjørke ACH, Sweegers MG, Buffart LM, Raastad T, Nygren P, Berntsen S. Какие предписания упражнений оптимизируют V̇O ₂ max во время лечения рака? — систематический обзор и метаанализ. Scand J Med Sci Sports. 2019 сен;29(9):1274-1287. [PubMed: 31034665]

8.

Осадник Ч.Р., Сингх С. Легочная реабилитация при обструктивных заболеваниях легких. Респирология. 2019 сен; 24 (9): 871-878. [PubMed: 31038835]

9.

Ibeneme SC, Omeje C, Myezwa H, Ezeofor SN, Anieto EM, Irem F, Nnamani AO, Ezenwankwo FE, Ibeneme GC. Влияние физических упражнений на биомаркеры воспаления и сердечно-легочную функцию у пациентов, живущих с ВИЧ: систематический обзор с метаанализом. BMC Infect Dis. 201929 апреля; 19(1):359. [Бесплатная статья PMC: PMC6489236] [PubMed: 31035959]

10.

Гонсалес-Гальвес Н., Хеа-Гарсия Г.М., Маркос-Пардо П.Дж. Влияние программ упражнений на кифоз и угол лордоза: систематический обзор и метаанализ. ПЛОС Один. 2019;14(4):e0216180. [Бесплатная статья PMC: PMC6488071] [PubMed: 31034509]

11.

Бергер П. Обзор физических модальностей и возможности расширения лечения пациентов с черепно-мозговой травмой. Иглоукалывание Мед. 2019Декабрь; 37 (6): 365-369. [PubMed: 31032621]

12.

Гриммет С., Корбетт Т., Брюнет Дж., Шеперд Дж., Пинто Б.М., Мэй С.Р., Фостер С. Систематический обзор и метаанализ изменения поведения в отношении поддержания физической активности у выживших после рака . Int J Behav Nutr Phys Act. 2019 27 апр; 16(1):37. [Статья PMC бесплатно: PMC6486962] [PubMed: 31029140]

13.

Kramer SF, Hung SH, Brodtmann A. Влияние физической активности до и после инсульта на риск инсульта и выздоровление: описательный обзор. Curr Neurol Neurosci Rep. 201922 апр;19(6):28. [PubMed: 31011851]

14.

Liu N, Gou WH, Wang J, Chen DD, Sun WJ, Guo PP, Zhang XH, Zhang W. Влияние упражнений на качество жизни беременных женщин: систематический обзор . Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2019 ноябрь; 242: 170-177. [PubMed: 30992151]

8 полезных свойств бега для тела и разума

Вы начинаете заниматься спортом, чтобы улучшить здоровье сердечно-сосудистой системы, нарастить мышечную массу, а иногда и компенсировать лишний кусок шоколадного торта. Но знаете ли вы, что пока вы заботитесь о своем теле, вы также заботитесь о своем разуме?

Бегуны уже много лет рекламируют прекрасное ощущение бегуновского кайфа. Когда вы начинаете бегать, ваше сердце начинает биться сильнее и прогонять кровь по телу с большей скоростью. Ваша дыхательная система начинает работать интенсивнее, и вы мысленно готовитесь к энергичным упражнениям. По мере того, как вы продолжаете заставлять себя работать сильнее и быстрее, ваше тело начинает выделять эндорфины. Эти гормоны действуют как стимуляторы в организме, что приводит к тому, что многие называют «естественным кайфом».

Несмотря на то, что опыт бегуна является одним из лучших способов почувствовать себя счастливым и расслабленным, бег и другие формы энергичных упражнений на самом деле обеспечивают ряд преимуществ для психического здоровья:

Управление стрессом

Бег может контролировать стресс и повышать способность организма справляться с существующим умственным напряжением. Упражнения также повышают концентрацию норадреналина — химического вещества, которое помогает смягчить реакцию мозга на стресс.

Витамин D

Пробежка на свежем воздухе в солнечный день помогает вашему организму вырабатывать витамин D, питательное вещество, которое снижает вероятность появления симптомов депрессии.

Профилактика снижения когнитивных функций

Хотя бег не «лечит» болезнь Альцгеймера, он может помочь повысить способность мозга сводить к минимуму и замедлять ухудшение когнитивных функций, которое начинается после 45 лет. Тренировки, особенно в возрасте от 25 до 45 лет, повышают уровень химических веществ в мозге, которые поддерживают и предотвращают дегенерация гиппокампа, важной части мозга для памяти и обучения.

Более спокойное состояние души

Химические вещества, выделяемые во время и после бега, могут помочь людям, испытывающим тревогу, чувствовать себя спокойнее. Независимо от того, прыгаете ли вы на беговой дорожке, беговой дорожке, тропе или тротуаре, заставить ваше тело двигаться — это здоровый способ справиться с трудными временами.

Повышение умственной мощности

Сердечно-сосудистые упражнения могут создавать новые клетки мозга и улучшать общую работу мозга. Тяжелая пробежка увеличивает в организме уровень белка, полученного из мозга, который, как считается, помогает в принятии решений, более высоком мышлении и обучении.

Помощь со сном

Для некоторых умеренная пробежка может быть эквивалентом снотворного, даже для людей с бессонницей.