Движение — это не только «сжигание калорий»!

Типы жировой ткани под микроскопом, окрашены. Белая (слева) состоит из клеток, почти полностью заполненных жиром, все важные компоненты клетки «прижаты» жировой каплей к краю. Бурая (справа) образована клетками с малыми капельками жира (из доступной русскоязычной статьи от 2014)

Чему поучиться у верблюда?

Почему верблюд может долго обходиться без воды? Она образуется прямо внутри его горба из находящегося там особого жира — бурого. Он также присутствует в щечках новорожденных детей. Его основная функция — несократительное теплообразование (то есть не связанное с работой мышц), и он препятствует ожирению за счет высокой энергетической активности: ведь тепло — это форма энергии.

Гормон ирисин, как и одноименный цветок, был назван в честь древнегреческой богини Ириды, которая считалась  вестницей других богов и разносила поручения с быстротой ветра. Гормоны, разносимые кровью, тоже являются средством обмена информации в организме. Ирисин вырабатывается в мышцах при выполнении упражнений на выносливость и способствует преобразованию белого жира в бурый. Кроме того, он препятствует укорачиванию ДНК, то есть, — старению.

Работа мышц способствует преобразованию белого жира в бурый (адаптировано из журнала «Diabetes»)

Как физические нагрузки помогают сердцу?

Инфаркт миокарда — грозное заболевание, способное привести к смерти в течение нескольких часов. Миокард — это сердечная мышца, а infarcire на латинском языке означает «начинять, набивать». То есть инфаркт миокарда возникает, если сосуд сердца по какой-то причине оказывается «забитым», и чтобы спасти человека, убирают то, что «закрыло» сосуд. Но иногда к этому времени сердце уже успело пострадать и, хотя человек выжил, оно стало слабее. И поскольку в наши дни борьба с инфарктом уже на таком уровне, что все чаще человека успевают спасти, увеличивается частота такого хронического состояния, как сердечная недостаточность — слабость сердечной мышцы из-за рубца, как на картинке:

Эксперимент с лабораторными крысами. Микроскопические флуоресцентные фотографии миокарда. На верхних фотографиях красные точки — это места, которые восприимчивы к сиртуину. Видно, что справа, то есть в клетках сердца тренированных мышей, красных точек больше, чем у нетренированных. Зеленым окрашены структуры, которые непосредственно отвечают за сокращение, синие точки — это ядра. На нижних фотографиях стрелками указаны места гибели клеток сердца — справа, то есть в тренированной группе, их меньше. Сократительные структуры окрашены красным, ядра также синие.

В 2019 году итальянские ученые в эксперименте с крысами показали, что сердечная недостаточность после инфаркта выражена меньше у тех, кто до этого занимался физическими нагрузками, и доказали связь этой закономерности с особыми белками — сиртуинами. Их открытие в 1991 году было связано с оплошностью аспиранта, который слишком долго держал изучаемые дрожжи в холодильнике. Ученые заметили, что штаммы, в большем количестве выжившие после приступа, были и более долгоживущими. Кстати, выработку сиртуина в организме стимулирует употребление в пищу гречневой крупы.

А те, кто уже сейчас хочет получить из надежных рук больше информации о влиянии на сердце бега, могут посмотреть записи лекции Симона Теймуразовича Мацкеплишвили, прочитанной в лектории «I LOVE RUNNING». В первой части — в чем уникальность сердца с точки зрения потребления кислорода, как вообще из кислорода получается энергия, почему не следует пить во время тренировок холодную воду, и многое другое. Во второй части — подробнее о безопасных значениях пульса, о белках теплового шока, полезной ходьбе и другие ответы на частые вопросы.

Генетика и эпигенетика

Эпигенетика (др.-греч. επί — «над», «сверху») — относительно новое и перспективное направление; оно говорит, что несмотря на генетическую запрограммированность внешности и даже характера мы способны влиять на эту предопределенность. Например, в 2012 году ученые Каролинского университета установили, что интенсивные физические нагрузки снижают метилирование (присоединение метильной химической группы, см. картинку) ДНК в мышцах, что приводит к улучшению обмена веществ.

Если представить ДНК в виде бус из нуклеотидов, то у одной из бусин — нуклеотида цитозина — можно заменить атом водорода (обозначен синим цветом) метильной группой (красным цветом)

Способность к движению — признак здоровья

При подозрении на некоторые заболевания врачи проводят тесты, связанные с двигательной активностью. Кардиологи используют так называемый «тест шестиминутной ходьбы», врачи функциональной диагностики исследуют пациента на беговой дорожке или велосипеде, а сосудистые хирурги конкретизируют диагноз в зависимости от того, может ли человек безболезненно пройти 200 метров. «Код здоровья», разработанный специалистами профилактической медицины, включает 30 минут ежедневной физической нагрузки (ходьбы, приседаний, отжиманий или других движений), а набирающие популярность «умные девайсы» помогают контролировать пройденное расстояние и пульс.

Также очевидно, что у тренированного человека есть некий физиологический резерв, обусловливающий его выносливость — не только объемные мышцы, но и параметры клеток крови.

Кстати, выбирая упражнения для своей утренней зарядки или занятий в тренажерном зале, не следует забывать о растяжке — ведь о гибкости врачи говорят как о синониме молодости!

Движение и психическое здоровье

Давно известно, что физическая активность положительно влияет на душевное здоровье, и ученые продолжают находить новые подтверждения этой идеи. Так, есть ряд исследований, в котором выявлено профилактическое действие умеренных физических нагрузок на развитие депрессии у молодых людей за счет изменения функционирования гиппокампа. А тот же ирисин оказывает положительное воздействие при нейродегенеративных заболеваниях.

Кстати, в состоянии максимальной сосредоточенности («потока», как о нем писал Чиксентмихайи) более активна часть нервной системы, отвечающая за стрессовые реакции — хотя, казалось бы, человек при этом может находиться в покое. Во время стресса выделяется гормон адреналин, который способствует учащенному сердцебиению и многим другим изменениям, направленным на то, чтобы можно было нападать или убегать. Если эта энергия не преобразуется в работу мышц, повреждается внутренняя стенка сосудов — эндотелий, — что в дальнейшем может привести к атеросклеротическому процессу.

Напротив, во время физической нагрузки, эндотелий выделяет релаксирующий медиатор — оксид азота. Он приводит ко многим положительным эффектам, в том числе со стороны сосудов гиппокампа — структуры мозга, отвечающей за когнитивные функции.

«Я на солнышке лежу», или Чем опасна гиподинамия

Малоподвижный образ жизни грозит ожирением, так как при этом размножаются и увеличиваются в размерах жировые клетки во всем организме. Напротив, регулярные физические нагрузки приводят к активации фермента, расщепляющего жир. В 2001 году были опубликованы результаты 10-летнего наблюдения за примерно 40 000 человек — каждого раз в неделю спрашивали, сколько времени он провел перед телевизором. Потом участников распределили по группам по количеству часов, проведенных перед телевизором, в неделю. Оказалось, что люди, смотревшие телевизор более 6 часов в неделю, в 3 раза чаще впоследствии заболевают сахарным диабетом второго типа. 

С другой стороны, в 2019 году ученые Китая обобщили имеющиеся знания о том, как регулярные физические упражнения улучшают состояние людей, уже страдающих этим заболеванием. Среди перечисленных механизмов — уже упомянутый нами ирисин, который действует непосредственно на причину сахарного диабета, то есть на обмен глюкозы в организме и на клетки поджелудочной железы. Так же действует более очевидный механизм, связанный с повышением чувствительности к инсулину во время и после физической активности, в результате чего глюкоза крови быстрее усваивается мышцами.

После  многих операций советуют как можно раньше начать двигаться, в том числе ходить, потому что иначе велик риск образования в венах ног тромба, который может с током крови «приплыть» в легкие. Но, конечно, в случае проблем со здоровьем нужно советоваться с врачом относительно меры физической активности.

Спорт для всех, но индивидуально…

В 2020 году было проведено исследование с участием 179 здоровых детей 5-7 лет, в ходе которого ученые исследовали 80 показателей состояния организма. Дети, выполнявшие физические упражнения высокой интенсивности (шестиминутный бег, прыжки в длину, челночный бег, поднимание туловища из положения «лежа на спине», наклон вперед), по степени выраженности положительных изменений превосходили ребят, занимавшихся менее интенсивно.

Для взрослых в 2019 году в ходе крупного мета-анализа были получены аналогичные результаты — интенсивные интервальные нагрузки предпочтительнее среднеинтенсивных непрерывных.

Иллюстрация к рекомендациям Европейского общества кардиологов, 2020 (перевод на русский — АП)