Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема сохранения здоровья нации, снижения темпов старения, предотвращения преждевременной смертности, заболеваемости, обеспечения активного профессионального долголетия человека занимает одно из центральных мест в современных медико-биологических исследованиях [И.А. Аршавский, 1982; А.В. Шабалин, 2006; М.А. Савенко, 2009; Н.В. Советкина, 2011]. В современной России сложилась парадоксальная ситуация, когда процесс старения населения сопровождается низкими показателями средней продолжительности жизни. В последние годы отмечается повышенная стрессогенность, ранняя инвалидизация и смертность мужской популяции, что включает мужчин в группу риска и негативно сказывается на экономической и социально-демографической обстановке и воспроизводстве населения. [А.В. Соколов, 2004; В.Г. Доброхлеб, 2008; Г.Л.Сафарова, 2009А.И. Вялков, А.Н. Разумов, И.П. Бобровницкий, 2011].
В поиске рациональных путей выхода из этого кризиса приоритетными направлениями в сфере физиологии становятся фундаментальные исследования, раскрывающие закономерности возрастной динамики физиологических процессов на всех стадиях онтогенеза, в различных условиях жизнедеятельности и взаимодействия с окружающей средой [Н.А. Агаджанян, 1983-2002; О.А.Бутова, 1998; А.В. Шаханова, 2008]. Это приобретает особую актуальность в связи с современными методологическими подходами к оценке здоровья с позиций функционального состояния и теории нормы. Динамическая оценка функционального состояния и адаптационных возможностей организма позволит сформулировать принципы сохранения здоровья человека [Г.М. Коновалова, 2004; А.Н. Разумов, И.П. Бобровницкий, 2007; А.Т. Быков, 2009]. Такой подход, ориентированный не столько на лечение больных, сколько на формирование и сохранение здоровья, предусматривает разработку и внедрение современных оздоровительных технологий для профилактики заболеваний, повышения физической работоспособности, увеличения периода активного долголетия [А.В. Соколов, 2004; А.Т. Быков, 2009; А.И. Вялков, А.Н. Разумов, И.П. Бобровницкий, 2011].
Одним из наиболее эффективных способов решения проблемы активного профессионального долголетия всегда считалось широкое использование средств физической культуры и спорта. При большом количестве публикаций о значимости физических упражнений, только единичные работы посвящены физиологическому обоснованию режимов повседневной физической активности, необходимых для долговременного сохранения функциональных возможностей стареющего организма, совместимых с текущим оптимальным состоянием здоровья [М.А. Савенко, 2009; Е.Ю. Голубева, 2009-2011]. В соответствие с концепцией физического здоровья, чем значительнее тренировочная нагрузка повышает функциональные резервы организма, тем эффективнее считается оздоровительное воздействие упражнения. [Е.А. Пирогова, Л.Я. Иващенко,
Н.П. Страпко, 1986; Н.М. Амосов, 1987]. При этом практически не встречается работ, анализирующих отдаленные последствия активной физической деятельности на онтогенетическую изменчивость функционального состояния организма у бывших спортсменов высокого класса.
Сложилось несколько альтернативных точек зрения ученых о влиянии активной двигательной деятельности на возрастную динамику функционального состояния организма и изменение темпов биологического старения индивида. Считается, что регулярное выполнение физических упражнений на всех возрастных этапах онтогенеза служит одним из наиболее эффективных способов сохранения здоровья и активного долголетия [А.В. Царик, 2002; Л.П. Матвеев 2005; Г.А. Апанасенко, 2006; А.Н. Разумов, О.В. Ромашин, 2007; И.А. Ивко, 2009]. Рациональное использование физических упражнений приводит не только к существенному улучшению физического и психического состояния человека, росту его умственной и физической работоспособности, но и замедляет процессы старения [Е.А. Пирогова 1985; Н.М. Амосов, 1987; Л.Я. Иващенко, 1988; К. Купер, 1987; О.В. Коркушко, 2004; Е.Ю. Голубева, 2011]. Рядом авторов выявлено следовое позитивное влияние на регресс функций организма у людей, занимавшихся спортом в юном возрасте [Н.Д. Граевская, 1996;
М.А. Савенко, 2002-2008].
Несмотря на снижение темпов возрастных инволюционных изменений в основных физиологических системах организма, достоверного увеличения продолжительности жизни у лиц с активным двигательным режимом не наблюдается [В.М. Зациорский 1988; Blair et al., 1989; В.А. Геселевич, 1993]. Исследования В.А. Гусева (2000), В.П. Скулачева (2001), К.Т. Турпаева (2002), С.А. Рукавишниковой с соавт. (2011-2012), A.M. Cardoso et al. (2013) и др., свидетельствуют, что в основе фундаментальных механизмов старения лежит интенсивность процессов свободно-радикального окисления. Это дает основание ряду авторов выдвинуть концепцию, что активная двигательная деятельность, улучшая текущее состояние, является лимитирующим фактором, снижающим продолжительность жизни индивида [P.Calow, R.M Sibly, 1983; E.J. Masoro, 1985; В.П. Скулачев, 1999-2001; Е.А. Дудина, 1999-2006; В.Н. Новосельцев с соавт., 2009]. Высокая работоспособность спортсмена в молодом возрасте рассматривается как предпосылка для развития низкой работоспособности в старости [Е.А.Дудина, 1999-2006]. Возникает недоверительное отношение специалистов к возможности увеличения продолжительности жизни за счет регламентированных физических нагрузок. В последнее время появились данные о том, что средняя продолжительность жизни бывших спортсменов высокого класса значительно уступает этому показателю в целом по России [А.В. Лысенко и др., 2005; О.М. Ивко, 2007; М.А. Бабаев и др., 2010].
С целью разрешения этого противоречия представляется актуальным изучение отставленного эффекта занятий физической культурой и спортом в возрастном диапазоне, включающем поздние периоды онтогенеза человека. Это позволит выявить качественные и количественные закономерности долговременного влияния различных режимов двигательной активности на организм человека, вплоть до начала фазы истощения в ведущих физиологических системах, обосновать «цену адаптации» при достижении текущего оздоровительного эффекта и внести вклад в понимание возрастной физиологической нормы как оптимума жизнедеятельности в конкретных условиях.
Цель диссертационного исследования: изучить особенности онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности.
Задачи исследования:
-
Исследовать возрастную динамику аэробных возможностей, гемодинамических показателей и выявить донозологические состояния функциональных систем организма у мужчин с различными режимами двигательной активности.
-
Оценить особенности процессов свободно-радикального окисления и возможности антиоксидантной системы у мужчин пожилого возраста с различными двигательными режимами.
-
Исследовать возрастную динамику умственной работоспособности и психоэмоционального состояния с учетом применяемых физических нагрузок у мужчин 40-79 лет.
-
Определить взаимосвязи между длительностью и характером физкультурно-спортивной деятельности на различных этапах жизненного цикла индивида и степенью инволюции основных физиологических систем организма на поздних этапах онтогенеза.
-
Выявить режимы двигательной активности, обеспечивающие оптимальные темпы снижения функциональных и резервных возможностей организма в течение жизни; раскрыть физиологические механизмы, способствующие замедлению темпов старения.
-
Создать модель онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин в зависимости от различных режимов двигательной активности.
-
Разработать научно обоснованные алгоритмы индивидуального программирования и применения комплекса физических упражнений, способствующих долговременному сохранению функциональных и адаптационных возможностей и замедлению темпов старения организма.
Теоретико-методологическая основа исследования.
Методологической основой исследования является системный подход к использованию фундаментальных положений:
- о роли развития индивидуальных адаптационно-приспособительных механизмов в повышении биологической надежности и жизнеспособности организма [Ф.З. Меерсон, 1975; А.С. Солодков 1998; Р.М. Баевский, 1979-2005; Н.А. Агаджанян и др., 1983 - 2012;];
- об общих закономерностях теории функциональных систем [М.Р. Могендович, 1957; В.В. Парин, 1974; П.К. Анохин, 1975];
- о сущности, механизмах и закономерностях онтогенетического развития индивидуального соматического здоровья [Н.М. Амосов, 1987; Г.Л. Апанасенко, 1988-2006; А.Г. Щедрина, 1989; А.Н. Разумов, 2007; К.В. Судаков, 2011];
- о фундаментальных механизмах физиологического и преждевременного старения человека [D. Harman, 1956; В.М. Дильман, 1986; В.П. Войтенко, 1986; В.В. Фролькис, 1988; А.М. Оловников, 1999; В.П. Скулачев, 1999-2009; В.Н. Анисимов, 2003; А.Г. Трубицын, 2006-2010];
- о системной организации высших психических функции, их изменчивости и пластичности [А.Р. Лурия,1982; Ю.И. Александров, 2003].
Теоретическую основу исследования составляют:
- теоретические представления о доминировании роли сердечно-сосудистой системы в процессах адаптации [В.В. Парин, 1962-1967; А.Г. Дембо, 1954-1990; А.А. Виру, 1974-1990; В.Л. Карпман, 1964-1993; Р.М. Баевский, 1980-2005; Н.А. Агаджанян и др., 1994-2003];
- - научные идеи о принципах донозологической диагностики [R. Voll, 1960; В. П. Казначеев, 1980; Р. М. Баевский 1993; А.В. Шаханова, 1998-2001];
- теории адаптации и стресса [Г. Селье 1960-1979; В.П. Казначеев, 1980; Н.А. Агаджанян, 1983-2009];
- фундаментальные исследования онтогенетических изменений энергопотенциала и отдельных функциональных систем организма [P.О. Astrand, 1970; О.В. Коркушко, 1983; Д.Ф. Чеботарев, 1987; Л.М. Белозерова, 2001; Н.М. Федоровский, 2005];
- исследования по изучению особенностей процессов свободнорадикального окисления при адаптации человека к физической нагрузке [Leeuwenburgh C. et. al., 1994-1997; Balakrishnan S. et. al., 1998; А.В. Игнатьев, 2002; V.Hugo Costa Gomes, 2008];
- концептуальные положения теории оздоровительной тренировки [Г.Л. Апанасенко, 1998; К.Д. Чермит, 2002; И.А. Ивко, 2009].
Научная новизна работы. В процессе проведения комплексных исследований и сравнительного анализа возрастной динамики функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности, впервые выявлено:
- возможность поддержания высоких возрастных значений МПК и адаптационно-мобилизующих возможностей сердечно-сосудистой системы у мужчин в возрасте от 30 до 69 лет, выполняющих регулярные физические нагрузки аэробного характера на уровне АнП; наличие компенсаторно-приспособительных механизмов, обеспечивающих повышенный уровень МПК на фоне выраженных донозологических отклонений у бывших спортсменов пожилого возраста с низкой двигательной активностью;
- снижение инотропных резервов кровообращения, регуляторно-адаптивных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем, желудочно-кишечного тракта, суставно-связочного аппарата у бывших спортсменов пожилого возраста (60-69 лет) с высокой двигательной активностью по сравнению с постоянно занимающимися оздоровительными формами физических упражнений;
- повышение к старческому возрасту напряженности механизмов регуляции суставно-связочного аппарата и сердечно-сосудистой системы у мужчин с активной двигательной деятельностью по сравнению с ведущими малоподвижный образ жизни;
- сближение напряженности механизмов соматовегетативной регуляции физиологических систем у мужчин с низкой двигательной активностью с показателями лиц, занимающихся оздоровительными формами физических упражнений в возрасте 70-79 лет;
- кумулятивное воздействие занятий спортом, выраженное в сочетании повышенного уровня умственной работоспособности и нервно-эмоционального напряжения в зрелом возрасте; решающая роль двигательной активности в обеспечении высокой умственной работоспособности и психического здоровья в пожилом и старческом возрасте;
- снижение стресс-лимитирующих возможностей АОС и возникновение хронического оксидативного стресса у мужчин пожилого возраста с высокой двигательной активностью; в то же время способность поддерживать функциональную активность сердечно-сосудистой системы в пределах физиологической нормы при наличии деструктивных тканевых процессов;
- ведущая роль энергетического дисбаланса в формировании дисфункциональных процессов, развитии дезадаптации и преждевременного старения;
- концептуальная модель онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности, раскрывающая взаимосвязь механизмов развития возрастных функциональных изменений при старении с механизмами адаптации систем организма к физической нагрузке.
Положения, выносимые на защиту:
-
Регулярные физические нагрузки, выполняемые на уровне АнП мужчинами в возрасте от 30 до 79 лет, вносят определенные изменения в логику функционального состояния, направленную на поддержание высокого уровня энергопотенциала биосистемы, формирования регуляторно-адаптивных возможностей организма, онтогенетическую изменчивость в ведущих функциональных системах, характер и степень изменений зависят от возраста и длительности воздействия физической нагрузки.
-
Высокие возможности аэробного энергообеспечения организма мужчин с активным двигательным режимом до пожилого возраста обеспечивают физиологический тип старения, возрастные показатели напряженности механизмов соматовегетативной регуляции ведущих функциональных систем и гемодинамики в пределах физиологической нормы, повышенный уровень психологического статуса и умственной работоспособности.
-
Пониженные возможности аэробного энергообеспечения у мужчин с низкой двигательной активностью, при отклонении условий жизнедеятельности от нормы и энергетическом дисбалансе приводят к развитию преждевременного типа старения, повышению риска развития соматических заболеваний и возрастных функциональных нарушений. Низкие адаптационные и резервные возможности ведущих функциональных систем не исключают физиологического типа старения, с напряженностью адаптивно-регуляторных механизмов в рамках возрастной физиологической нормы, при условиях жизнедеятельности близких к оптимальным.
-
Активизация процессов свободно-радикального окисления при двигательной активности на уровне АнП в периоды позднего онтогенеза вызывает кумуляцию эффектов регулярных физических нагрузок, снижение стрес-лимитирующих возможностей АОС, возникновение хронического оксидативного стресса, повышение напряженности адаптивно-регуляторных механизмов ведущих функциональных систем.
-
Увеличение длительности и силы воздействия физических нагрузок способствуют возникновению деструктивных тканевых процессов на более ранних этапах онтогенеза; развитые компенсаторно-приспособительные механизмы способны обеспечивать сохранение необходимого уровня функциональной активности ведущих функциональных систем на уровне возрастной физиологической нормы.
-
Модель онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности.
Теоретическая значимость исследования. Результаты настоящей работы уточняют и расширяют современные представления о физиологических механизмах долговременной адаптации к различным режимам двигательной активности к оценке уровня регуляторно-адаптивных возможностей и компенсаторно-приспособительных реакций на различных этапах онтогенеза, дополняют теорию общей адаптации и вносят существенный вклад в изучение физиологических механизмов старения.
Полученные новые знания о закономерностях динамики функционального состояния организма и формирования типов биологического старения, в зависимости от характера, силы и длительности воздействий режимов двигательной активности на различных этапах онтогенеза, обосновывают необходимость системного подхода к изучению фундаментальных проблем возрастной физиологии.
Результаты комплексного исследования существенно расширяют информационно-методологическую базу оценки функционального и донозологического состояния организма мужчин с позиции теории нормы и теории стресса.
Раскрыты противоречия между необходимостью поддержания энергопотенциала биосистемы и ценой долговременной адаптации, проявляющейся в снижении стресс-лимитирующих возможностей антиоксидантной системы, активацией процессов свободно-радикального окисления, возникновением хронического оксидативного стресса на поздних этапах онтогенеза.
Результаты проведенных исследований позволили разработать концептуальную модель онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности, что дает возможность целенаправленной коррекции адаптационных процессов и предупреждения развития дезадаптации. Это позволяет приблизиться к раскрытию механизмов индивидуальной адаптации, получить теоретическое обоснование дифференцированного подхода к применению оздоровительных технологий, позволяющих снизить темпы возрастных инволюционных изменений.
Практическая значимость работы. Представленные в работе возрастные показатели аэробных возможностей, гемодинамики, донозологического состояния ведущих физиологических систем, особенностей свободно-радикального окисления организма мужчин с различными режимами двигательной активности могут быть использованы при формировании единого методологического и информационного пространства по регламентации здоровьесберегающих оздоровительных технологий мужской популяции с этапа зрелости и до этапа старости.
Выявленные закономерности возрастных инволюционных изменений функционального состояния организма мужчин с различными режимами двигательной активности позволят определить целевые задачи при обучении студентов физкультурных, педагогических и медицинских вузов, на факультетах повышения квалификации тренеров, организаторов занятий физической культурой с взрослыми людьми разного возраста; в профессиональной деятельности спортивных медиков, врачей ЛФК и геронтологов.
Созданная модель онтогенетической изменчивости функционального состояния организма мужчин в зависимости от различных режимов двигательной активности может быть положена в основу практической реализации государственных программ сохранения здоровья нации, увеличения продолжительности жизни в различных условиях жизнедеятельности и взаимодействия с окружающей средой.
Разработанный алгоритм программирования оптимального двигательного режима и практические рекомендации могут быть использованы при разработке научно-обоснованных стратегий и тактик санаторно-курортного оздоровления отдыхающих, а также профилактических мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья широких слоев населения.
Апробация материалов исследования. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-технической конференции НИСИ (Новосибирск, 1994), 52-й и 53-й научно-технической конференции НГАС (Новосибирск,1995, 1996), 54-й научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 1997), 1-й Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы устойчивого развития туристско-рекреационного комплекса стран Черноморского бассейна» (Сочи, 2000), 3-й научно-методической конференции «Проектирование инновационных процессов в социально-культурной и образовательной сферах» (Сочи, 2000), 5-й Международной научно-методической конференции «Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах» (Сочи, 2002), научно-практической конференции «Физическая культура и формирование здорового образа жизни» (Сочи, 2006), 7-й Международной научно-практической конференции «Проблемы, инновационные подходы и перспективы развития индустрии туризма» (Сочи, 2007), региональной межвузовской научно-практической конференции «Современное профессиональное образование в сфере физической культуры спорта и туризма» (Сочи, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «100-летие курорта Сочи: историко-культурные, лечебно-оздоровительные и природно-географические аспекты» (Сочи, 2009), 2-й региональной межвузовской научно-практической конференции «Современные проблемы физической культуры спорта и туризма» (Сочи, 2009), научно-практической конференции «Спортивная медицина. Современное состояние, проблемы и перспективы» (Сочи, 2010), Всероссийской научно-практической конференции РГУФКиТ «Совершенствование подготовки кадров в области физической культуры и спорта в условиях модернизации профессионального образования в России» (Москва, 2010), XI научно-практической конференции «Проблемы и перспективы восстановительной медицины и лечения в здравницах России» (Сочи, 2010), региональной межвузовской научно-практической конференции «Современное образование, физическая культура, спорт и туризм» (Сочи, 2010), II Всероссийской научно-практической конференции «Спортивная медицина, здоровье и физическая культура» (Сочи, 2011), V Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров для XXII Олимпийских и XI Паралимпийских зимних игр» (Сочи 2012).
Внедрение результатов исследования. Материалы диссертационного исследования внедрены в учебный процесс ряда кафедр Сочинского государственного университета в рамках дисциплин: «Физиология», «Теория оздоровительно-рекреативной тренировки», «Физическая реабилитация», «Рекреация циклическими упражнениями», а также в практической деятельности санаторно-курортных организаций оздоровительно-рекреативной направленности: ФГУ «Научно-исследовательский центр курортологии и реабилитации ФМБА России» (354024, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Дорога на Большой Ахун, 14); пансионата санаторного типа «Факел» (354000, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Первомайская, 31а); ООО «Санаторий Заполярье» (354008, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Пирогова, 10); ЗАО «Санаторий «Золотой Колос», 354002, г. Сочи, Курортный проспект 86).
Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 03.03.01 – Физиология: п.5 - исследование динамики физиологических процессов на всех стадиях развития организма; п.8 – изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным географическим, экологическим, трудовым и социальным условиям.
Личный вклад автора. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны автором на основании многолетних (1995-2012 гг.) исследований. Во всех совместных исследованиях, автору принадлежало формулирование общей цели и задач исследования, личное участие в сборе материала и проведении исследований, а также анализ полученных результатов.
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 48 печатных работы, в том числе 22 журнальных статьи, из них 14 статей в журналах ВАК, 4 учебных пособия, 2 монографии.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 290 страницах, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 406 источников (261 отечественных и 145 иностранных), иллюстрирована 36 таблицами и 39 рисунками.
