Во всём мире процесс старения приносит людям физические и когнитивные проблемы. Специалистам в области физических упражнений (СУ) представляется уникальная возможность помочь людям, уменьшив негативное влияние динамического и прогрессирующего процесса старения. СУ предлагают множество стратегий для клиентов, положительно влияющих на здоровье и физическую форму: контролируемый стресс, здоровое питание, достаточный сон, позитивный взгляд на жизнь, активное участия в общественной жизни, воздержание от курения и ограничение потребления алкоголя. Упражнения с отягощениями (УО) являются ключевым компонентом в связи с тем, что функция скелетных мышц (сила) необходима для здоровой жизни и выполнения ежедневных функций.
Американский колледж спортивной медицины (29) сообщает, что в результате саркопении (возрастная потеря мышечной ткани) 25% способности производить максимальное усилие утрачивается по достижению возраста 65 лет и 40% в течение всей жизни. Значительное уменьшение мышечной силы может потребовать индивидуального ухода, в связи с тем, что скелетные мышцы используются людьми для осуществления повседневных функций: одевание, вставание со стула, приём пищи, покупка продуктов или личная гигиена. Недостаточная нагрузка на скелет или активность, возникающие в результате травм или заболеваний, проявляются уменьшением мышц и их силы всего лишь спустя несколько дней неиспользования (25).
На протяжении человеческой жизни накопление коротких периодов атрофии мышц от неиспользования, по-видимому, способствует развитию возрастной саркопении (35). Постельный режим, связанный с госпитализацией при заболеваниях, представляет угрозу для мышечной ткани и функциональных способностей (13). Например, уменьшение мышечной активности может приводить к снижению силы на 3 – 6% в день только за первую неделю. Более того, 10 дней иммобилизации здорового человека могут вызывать уменьшение 1 повторного максимума (1 ПМ) на 40% (26). Таким образом, поддержание и увеличение силы при иммобилизации и нахождении на постельном режиме и после них являются ключом к предотвращению потери функций в повседневной жизни.
В исследовании Fiatarone et al (14) УО высокой интенсивности с постепенным увеличением нагрузки выполняли люди со средним возрастом 90 лет. Эксперимент показал, что пожилые мужчины и женщины в возрасте 86 – 96 лет в результате тренировок с отягощениями увеличили силу и улучшили функциональные способности (14). В другом, более обширном исследование Fiatarone et al (15) среди немощных мужчин и женщин из домов престарелых в возрасте 76 – 98 лет, обнаружено, что УО высокой интенсивности - целесообразный и эффективный способ противодействия мышечной слабости и физической немощи у пожилых людей.
Помимо утраты физической независимости, затрудняется выполнение повседневных функций, таких, как потребление пищи, приём ванны, одевание, отправление естественных потребностей и ходьба, могут нарушаться когнитивные функции (также известны как организующие функции). Снижение или нарушение когнитивной функции ухудшает качество жизни и сопровождается проблемами во взаимодействии с обществом, выполнении рабочих задач, финансовом учёте, управлении транспортом, процессе покупок в магазине и в пользовании устройствами для коммуникации, например, телефоном (22). Когнитивную функцию (способность к познанию) можно определить как навыки мышления, использования языка, восприятия, рассуждения, аргументации, обучения, интеллектуальной деятельности, общения и воображения (34).
Аэробные и силовые упражнения исследовали для выявления пользы по предотвращению снижения когнитивной функции с возрастом. Выполнено несколько мета-анализов, определяющих отдельные положительные эффекты упражнений и тренированности на когнитивную функцию (7, 11, 19, 21). Специфические исследования аэробных упражнений показали их положительное воздействие на когнитивную функцию (10, 20). Хорошо известна безопасность и эффективность УО для увеличения силы, мощности и функциональной активности, а также уменьшение слабости у пожилых людей (1, 9). Большое количество экспериментов выполнено для оценки УО как средства улучшения умственной работоспособности (3, 4, 6, 8, 18, 24, 27).
В статье выполнен короткий обзор данных о выполнении УО для улучшения когнитивных функций. Специалисты в области упражнений узнают о пользе физической активности разной продолжительности для улучшения когнитивной функции у пожилых людей.
Долговременные тренировки с отягощениями
В статье под долговременными УО подразумевают программы тренировок, продолжительностью ≥24 недель. В 24-недельном исследовании Cassilhas et al (3) оценивали влияние тренировки высокой (80% ПМ) и средней (50% ПМ) интенсивности на когнитивные функции 62 малоподвижных мужчин в возрасте 65 – 75 лет. Согласно результатам, улучшение в экспериментальных группах (тренировки с высокой и средней интенсивностью проводились три раза в неделю) по сравнению с контрольной (один раз в неделю разминка и растягивания без перегрузки) оценивалось на основе тестирования 1 ПМ, оценки самочувствия и рейтинга качества жизни (на основе вопросника Medical Outcomes Study Questionnaire SF-36, Geriatric Depression Scale и Profile of Mood Sates), а также теста умственной работоспособности и концентрации инсулиноподобного фактора роста – 1 (ИФР-1). Ранее другими исследователями было показано, что высокую концентрацию ИФР-1 в периферических тканях можно считать показателем увеличения умственной работоспособности (2, 33). Учёные пришли к выводу, что УО в группах средней и высокой интенсивности оказывают положительное влияние на когнитивные функции у пожилых людей (3).
В 52-недельном эксперименте Liu-Ambrose et al (24) выясняли эффективность УО один и два раза в неделю для улучшения когнитивной функции 155 женщин в возрасте 65 – 75 лет. Согласно результатам исследованиям, УО даже один раз в неделю могут оказывать положительное влияние на организующую функцию у женщин. Тем не менее, авторы обратили внимание, что польза относительная, так как в группе, занимающейся УО раз в неделю, отмечались значительные негативные явления со стороны скелетно-мышечной системы. Исследователи также сообщили о неожиданном уменьшении объёма мозга в результате тренировок с отягощениями в обеих группах. Они осторожно допускают, что подобный результат связан со снижением содержания бета-амилоида, обнаруженного в других работах, посвящённых болезни Альцгеймера (17, 32).
Исследования тренировок с отягощениями средней продолжительности
Под исследованиями средней продолжительности подразумеваются эксперименты, включающие более 3 тренировок, но в общей сложности меньше 24 недель. В работе Fragala et al (18) оценивали влияние УО на пространственное восприятие, а также визуальные и двигательные аспекты времени реакции у 25 мужчин и женщин в возрасте 60 лет или старше в течение 6 недель. Авторы определили пространственное восприятие как компонент когнитивной функции и показали, что время реакции – важный компонент, позволяющий человеку воспринимать окружающую обстановку и правильно реагировать, избегая несчастных случаев. Исследование подразумевало 2 тренировки для пожилых людей в неделю в течение 6 недель, каждое занятие включало 7 или 8 упражнений для верхней и нижней части тела. На каждой тренировке упражнения выполнялись в 3 подходах из 8 – 15 повторений, с регулированием нагрузки (5 – 6 из 10) на основе шкалы воспринимаемого усилия для УО OMNI. Учёные отметили, что механизм, посредством которого УО способствуют улучшению пространственного восприятия, неизвестен. Они пришли к выводу, что УО эффективный путь предотвращения ухудшения или улучшения пространственного восприятия, а также визуального и физического времени реакции у пожилых людей.
В эксперименте Ozkaya et al (27) определяли влияние аэробной и силовой тренировки на умственную работоспособность у 36 здоровых мужчин и женщин в возрасте 60 – 80 лет в течение 9 недель. Группа аэробных упражнений тренировалась с интенсивностью 70% резерва ЧСС три раза в неделю, начиная с 20 минут ходьбы на первом занятии, которые постепенно увеличивали до 50 минут к третьей неделе. Группа силовой тренировки выполняла 7 упражнений по 1 подходу из 12 повторений на 1 неделе и по 3 подхода со второй недели. Интенсивность нагрузки в начале занятий составляла 60% ПМ, затем каждые 2 недели прибавляли 5%, пока не достигли уровня 80% ПМ. Учёные пришли к выводу, что силовые тренировки оказывают положительное влияние на обработку первичной информации и мышление.
Кратковременные тренировки с отягощениями
Под кратковременными УО в этой статье подразумеваются тренировки, включающие ≤3 занятий. В исследовании Chang et al (8) оценивали влияние кратковременных тренировок с отягощениями на мышление мужчин и женщин. Целью исследования было определить воздействие УО на когнитивную функцию у 30 мужчин и женщин в возрасте 55 – 70 лет. Испытуемых оценивали в 3 отдельных дня, и каждая группа подвергалась воздействию в разном порядке, чтобы избежать влияния последовательности на результат. Субъекты выполняли 7 УО по 2 подхода из 10 повторений с интенсивностью 70% ПМ в каждом упражнении в течение 20 – 25 минут после 10-минутной разминки. На основании результатов кратковременного воздействия учёные сделали вывод, что только известными физиологическими механизмами (например, ЧСС и уровнем катехоламинов) нельзя объяснить изменения когнитивных функций в результате срочного выполнения упражнений, как это представили в другом исследовании (5). Авторами предложены несколько возможных путей (например, возбуждение, вызванное упражнениями, в результате повышения уровня катехоламинов и ЧСС, а также мозгового нейротрофического фактора в плазме), связывающих когнитивные функции и упражнения. Тем не менее, они отметили, что для понимания, как и почему УО влияют когнитивные функции, ещё предстоит провести исследования. Учёные подтвердили положительное влияние упражнений на многие когнитивные функции у людей старшего среднего и пожилого возраста (8).
В работе Chang et al (6) провели эксперимент, включающий 3 занятия, с интервалом ≥48 часов с мужчинами и женщинами в возрасте 55 – 70 лет. В исследовании измеряли влияние срочного выполнения УО на взрослых людей старшего среднего возраста, включая оценку работоспособности и нейрофизиологических показателей (например, задание Tower of London для измерения долгосрочной и оперативной памяти как компонентов организующих функций). Испытуемые выполняли 7 УО в 2 подходах по 10 повторений с интенсивностью 70% ПМ для каждого из упражнений в течение 20 минут, после 10-минутной разминки. Авторы объяснили положительное влияние УО на когнитивные функции нейрогормональными механизмами (например, ИФР-1). Исследователи пришли к выводу, что УО вызывают возбуждение и улучшают умственную работоспособность через влияние на ожидание, планирование действий и ориентацию.
И наконец, ещё одно кратковременное исследование показало улучшение когнитивной функции в результате выполнения УО. В эксперименте Chang and Etnier (4) приняли участие мужчины и женщины. Субъектов оценивали в течение 2 посещений. В исследовании определяли влияние срочного выполнения УО на когнитивные функции у 41 мужчины и женщины возрастом 35 – 65 лет. Испытуемые выполняли 6 УО в 2 подходах по 10 повторений с интенсивностью 75% ПМ в каждом из упражнений в течение 45 минут. Авторы сообщили о срочном влиянии УО через повышение ЧСС (4). Таким образом, исследователи показали соответствие результатов с данными исследования аэробных упражнений (20), согласно которым вызванное упражнениями возбуждение (измеряемое через ЧСС), является предполагаемым механизмом, улучшающим когнитивную функцию. Также зафиксировано положительное влияние УО не когнитивные функции у взрослых людей среднего возраста. Необходимы дополнительные исследования, подтверждающие, что механизм улучшения когнитивной функции, связанный с повышением ЧСС, – увеличение кровообращения в мозге или количества белков плазмы, например катехоламинов. С другой стороны, могут существовать механизмы улучшения, связанные с другими биологическими переменными или психологическими факторами, не упомянутые в этой статье?
Механизмы улучшения когнитивных функций
Несмотря на то, что мы не знаем в точности, как УО улучшают мышление в пожилом возрасте, на основе исследований можно представить некоторые возможные механизмы. Перечислим эти механизмы:
Систематические УО по мнению Cassilhas et al (3) увеличивают кровообращение в мозге, что приводит к повышенному притоку нутриентов и кислорода в ЦНС. Эти данные подтверждаются предыдущими исследованиями (27, 28).
Увеличение вязкости крови отрицательно коррелирует с умственной работоспособностью (31). Несмотря на то, что в исследовании Cassilhas et al (3) не выявили увеличение текучести крови, они предположили, что аэробная тренировка, в общем, может улучшать кровоток, и за счёт этого снижать вязкость крови, улучшая умственную работоспособность.
Cassilhas et al (3) показано, что систематические УО повышают концентрацию ИФР-1 в сыворотке, также установлено, что ИФР-1 вовлечён в модуляцию молекул, произведённых головным мозгом. ИФР-1 способствует росту, жизнедеятельности и дифференциации нейронов, улучшая умственную работоспособность (2, 12).
Согласно предположениям Cassilhas et al (3) физические упражнения, в общем, повышают активность антиоксидантных ферментов и, таким образом, улучшают восстановление после повреждений от окислительного стресса (30).
По мнению Liu-Ambrose et al (24), уменьшение содержания бета-амилоида, является одним из факторов улучшения когнитивных функции, которое наблюдали в других исследованиях (17, 32).
Вызванное упражнениями возбуждение (зафиксированное как повышение ЧСС), согласно гипотезе Chang and Etnier (4), вероятно, обуславливает положительное влияние УО на когнитивную функцию.
Chang et al (8) показано, что изменение возбуждения и специфические физиологические механизмы могут объяснить улучшения, которые наблюдались в их исследовании.
Нейрогормональными механизмами (например, ИФР-1) объясняется положительное влияние УО на мышление в работе Chang et al (6).
Несмотря на то, что механизм положительного воздействия УО на пространственное восприятие не выяснен, Fragala et al (18) обсуждали роль медиаторов в этом процессе (медиатор – любая субстанция, передающая информацию между двумя клетками, тканями или органами): факторов роста, питания и адаптации нейронов, а также способа влияния упражнений на функции мозга, путём увеличение кровотока, улучшения транспорта и использования нутриентов, нейротрансмиттеров и факторов нейрогенеза (34).
По гипотезе Ozkaya et al (27), силовая тренировка способна вызывать нейробиологические изменения функций нейротрансмиттеров, церебральный кровоток или увеличивать межклеточные взаимодействия в различных регионах мозга.
В перечисленных исследованиях предлагаются некоторые возможные механизмы улучшения когнитивных функций при УО; тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить точный механизм, который могут использовать СУ при разработке программ УО. Например, улучшение когнитивных функций, измеряемое при помощи различных тестов, может быть связано с формированием групп и аспектами социализации при УО. Кроме того, люди, выполняющие УО, возможно, больше стремятся добиться результата и за счёт этого выполняют тесты лучше (23). Другими исследователями показано, что улучшение мышления, по-видимому, отчасти обусловлены когнитивным стимулом для людей, впервые выполняющих УО, связанным с запоминанием названий упражнений, настроек тренажёров, принципов дозирования нагрузки и названиями нагружаемых мышечных групп (16). Ozkaya et al (27) также продемонстрировали, что просто участие в группе физической активности, требующее соблюдение рекомендаций инструктора и обмена информацией, может предрасполагать к улучшению когнитивной функции. А может, улучшение когнитивной функции произошло под воздействием других биологических и физиологических факторов, не указанных в данном обзоре?
Практические рекомендации
Несмотря на то, что старение прогрессирующий и динамический процесс, УО способны помочь и даже предотвратить некоторые наблюдаемые изменения. СУ играют ключевую роль в разработке простых и эффективных программ УО для всех возрастных групп, особенно для пожилых людей, чтобы улучшить и поддерживать когнитивные функции.
Необходимо следовать рекомендациям по УО для пожилых людей, предложенным Американским колледжем спортивной медицины (29). Для улучшения когнитивных и физических функций у пожилых людей следует начать выполнение УО с низкой интенсивности (40 – 50% ПМ), потом перейти на среднюю интенсивность (60 – 70% ПМ), а со временем, при хорошей физиологической и психологической переносимости, можно применить высокую интенсивность нагрузки. Низкая интенсивность применяется для преодоления страха у некоторых людей перед УО и любыми другими упражнениями, в том числе из-за наличия травм. Таким образом, лучше подбирать упражнения той интенсивности, которая хорошо переносится, чем избегать УО с отягощениями вообще.
СУ необходимо планировать в программе тренировок упражнения для основных мышечных групп в каждом занятии по 1 – 2 подхода из 10 – 15 повторений, в общей сложности 7 – 10 упражнений, не менее 2 раз в неделю. Программа должна предусматривать разминку и заминку, а общая продолжительность УО – 30-45 минут или дольше при хорошей переносимости. Основываясь на исследованиях из этого обзора, УО необходимо рекомендовать как составную часть недельной фитнес- программы для всех возрастных групп, с целью улучшения и поддержания умственных и физических функций на протяжении жизни.
Оригинал статьи и ссылки на исслеодования в он-лайн библиотеке FPA.
Комментариев нет:
Отправить комментарий