Регулярная физическая активность критически необходима для нашего здоровья – это аксиома, известная всем. Мы регулярно слышим о том, что отсутствие физнагрузок значительно повышает риск развития множества патологий – от гипертонии и ожирения до онкологии и ранней деменции.
И это действительно так. Но как именно влияет на работу нашего организма физическая активность? Как она отражается на жизненно важных процессах, протекающих в нашем теле на молекулярном уровне? Разберемся в некоторых неочевидных эффектах физнагрузок вместе со специалистами от медицины.
Физнагрузки и биохимия нашего организма
Во время физической активности в нашем теле запускается каскад биохимических реакций, в первую очередь для выработки энергии и адаптации организма к нагрузке: усиливается энергетический метаболизм, меняются процессы клеточного дыхания, активируется гормональная регуляция.
Представьте, что вы решили поплавать в бассейне, поиграть с друзьями в волейбол или заняться силовыми упражнениями в спортзале. Сразу после начала физической нагрузки в организме резко возрастает потребность в энергии. Главный и универсальный ее источник для всех биологических процессов – это молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые в небольшом количестве всегда содержатся в наших мышцах. Эти запасы расходуются очень быстро – в первые же минуты физической активности, после чего в организме запускаются процессы, которые дают клеткам организма (в первую очередь мышечным) те самые заветные молекулы АТФ. И влияние таких процессов на организм гораздо глубже, чем может показаться на первый взгляд.
Врач-эндокринолог медицинского центра «УРО-ПРО» Глухов Артур Владимирович:
Когда мы занимаемся спортом, мышцы потребляют большое количество энергии. Для ее обеспечения включаются основные системы генерации энергии – окисление жиров и глюкозы под влиянием поступающего в больших объемах во время физнагрузки кислорода. Эти сложные, многоступенчатые процессы приводят к синтезу дополнительных молекул АТФ из глюкозы и ее запасов в виде гликогена, который хранится преимущественно в наших мышцах и печени, а также жировых запасов организма. Это происходит особенно интенсивно при длительной физнагрузке – чтобы обеспечить себя энергией, мышцы все активнее потребляют жирные кислоты и глюкозу. И если человек дает организму регулярную нагрузку, то эти процессы помогают постепенно снижать вес и поддерживать нормальный уровень сахара в крови.
Особую роль в обеспечении нашего организма энергией играют митохондрии – энергообразующие структуры каждой клетки. Митохондрии – это «заводы» по производству молекул АТФ, и чем чаще мы даем нашему организму нагрузку, тем выше их производительность: повышается количество синтезируемых митохондриями молекул АТФ, улучшается способность митохондрий перерабатывать глюкозу и жиры, и во время каждой последующей нагрузки мышцы будут предпочитать в качестве источника энергии именно жировые запасы. Этот эффект – часть адаптации организма к нагрузкам на митохондриальном уровне, которая дает нам несомненные бонусы: приходит в норму масса тела и улучшается способность мышц работать в условиях интенсивного расхода энергии, что делает нас сильнее и выносливее.
Врач– уролог-андролог медицинского центра «УРО-ПРО» Карпов Антон Андреевич:
Регулярная физическая нагрузка улучшает работу митохондрий, увеличивает их массу в мышечной ткани и способность митохондрий утилизировать кислород, поступающий во время нагрузки, что усиливает аэробный потенциал и стимулирует синтез молекул АТФ. Это особенно важно, если человек занимается упражнениями на выносливость, – увеличение митохондриальной массы и ее производительности помогает нам поддерживать темп во время длительных нагрузок: мышцы могут работать дольше, медленнее устают, повышается наша физическая работоспособность в целом. Хорошо иметь баланс между силой, функционалом и выносливостью – мышечные группы должны быть функциональными, а не просто гипертрофированными, это даст и необходимый уровень физической силы. Митохондриальная система любит разнообразие физнагрузок, и она не только отвечает за уровень энергии, но также влияет на работу иммунитета и гормональный фон.
Гормоны и энергия
Гормоны участвуют практически во всех процессах в нашем организме, и энергетический метаболизм во время физической активности не исключение. Гормональные изменения во время нагрузки направлены на поддержание энергетического обмена, адаптацию организма, восстановление и увеличение мышечной массы.
Врач-эндокринолог медицинского центра «УРО-ПРО» Кузнецова Елена Рудольфовна:
–С первых минут физической нагрузки в крови увеличивается концентрация адреналина и норадреналина – гормонов, которые выделяются надпочечниками. Они усиливают биение сердца, улучшают кровообращение, приток крови к мышцам, стимулируют расщепление запасов глюкозы и жиров, чтобы дать организму энергию. Растет и уровень кортизола – так называемого гормона стресса, который помогает организму адаптироваться к нагрузке и поддерживать нужный энергетический баланс. Особенно важна роль кортизола при длительной и активной нагрузке.
Во время физической активности под влиянием гормона глюкагона происходит выброс запасов глюкозы в кровь, что поддерживает необходимый для адаптации к нагрузке уровень сахара в крови. Параллельно повышается чувствительность тканей к инсулину – гормону, который помогает клеткам, в том числе мышечным, усваивать глюкозу. Мышцы с помощью инсулина начинают активно поглощать глюкозу, из которой они получают энергию, что способствует не только поддержанию нужного уровня сахара в крови, но и снижению инсулина (это является профилактикой инсулинорезистентности – одного из факторов риска диабета второго типа) – 70% всего объема инсулина и сахара потребляют именно мышцы.
После физической активности важно, чтобы мышечная ткань восстановилась, и здесь на помощь мышцам приходит соматотропный гормон, или гормон роста – именно благодаря ему происходит восстановление и регенерация мышечной ткани после нагрузки. Если физическая активность регулярна, мышечная масса и ее сила растут благодаря гормону роста и синтезу тестостерона, концентрация которого увеличивается при регулярных и умеренных нагрузках как у мужчин, так и у женщин.
Миокины – «гормоны» мышц
Работа и состояние мышц меняются во время физической активности. Исследования показали, что мышечная ткань выполняет не просто механическую, но и своего рода эндокринную функцию. Дело в том, что в ответ на физическую нагрузку в мышцах активно синтезируются особые биологически активные вещества – миокины. Эти белковые молекулы были открыты в начале 2000-х годов, и сегодня науке известны более 1000 разновидностей миокинов.
Работа миокинов напоминает работу гормонов – они выполняют сигнальную функцию, являясь по сути связующим звеном между клетками и целыми органами. Миокины влияют на определенные ткани-мишени, в том числе в головном мозге, печени, жировой, костной ткани, иммунных клетках.
Врач-эндокринолог медицинского центра «УРО-ПРО» Глухов Артур Владимирович:
– Особенность миокинов в том, что они выделяются в основном в скелетных мышцах только во время их работы, то есть сокращения, что и происходит во время физнагрузок. И чем значительнее нагрузка на мышцы, тем интенсивнее продуцируются миокины. Данные вещества участвуют в регуляции обмена веществ, влияют на уровни глюкозы и липидов в крови, улучшают чувствительность тканей к инсулину, обладают противовоспалительными свойствами. Некоторые виды миокинов усиливают выработку тепла в бурой жировой ткани, что помогает сократить избыточные жировые запасы. Ускорение восстановления сосудистых стенок, повышение активности иммунных клеток, регуляция мышечного роста и восстановление мышечной и костной ткани, а также улучшение нейропластичности и защита нейронов от повреждений – все это заслуги миокинов, которые организм получает только во время физической активности.
Один из наиболее изученных видов миокинов – нейротрофический фактор мозга BDNF, который, в отличие от других миокинов, синтезируется не только в мышцах, но и в головном мозге во время физической нагрузки. Особенно активно стимулируют выработку миокина BDNF аэробные упражнения – например, плавание, бег или интенсивная быстрая ходьба.
Научные исследования показали, что миокин BDNF помогает поддерживать здоровье нейронов – нервных клеток, способствует их росту и выживаемости, а также стимулирует создание новых нейронных связей и улучшает работу синапсов – контактов между нервными клетками. Такой эффект помогает профилактировать когнитивные нарушения и нейродегенеративные заболевания, в том числе в долгосрочной перспективе, а также депрессивные расстройства. Это одно из доказательств того, что физическая нагрузка полезна для работы головного мозга и поддержания когнитивных функций – памяти, концентрации, внимания, способности к обучению и логическому мышлению.
Врач-эндокринолог медицинского центра «УРО-ПРО» Глухов Артур Владимирович:
– Отсутствие регулярной физической активности (что нередко наблюдается, например, у офисных сотрудников) приводит к снижению концентрации миокинов в крови. Низкий уровень миокинов связан с повышенным риском развития диабета второго типа, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, инсулинорезистентности, метаболического синдрома, атеросклероза, системного воспаления в организме. Кроме того, при низкой выработке миокинов растет риск депрессии и тревожных расстройств.
На данный момент миокины являются объектом научных исследований, однако уже сегодня ясно, что они играют важную роль в области профилактики хронических заболеваний через физическую активность. Миокины являются своего рода «мостиком» между физнагрузкой и улучшением общего состояния организма, что в очередной раз подтверждает истинность постулата «движение – это жизнь».
Ну а какие еще изменения в организме, связанные с физической активностью, оправдывают это утверждение, разберем в следующей части нашей статьи.
Медицинский центр «УРО-ПРО»
Екатеринбург, ул. Кузнечная, 83
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. ТРЕБУЕТСЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА
На правах рекламы. ООО «Международный медицинский центр «УРО-ПРО», www.ekaterinburg.upclinic.ru
