Клинико-физиологическое обоснование механизмов лечебного и реабилитационного действия физических упражнений

Введение

 

Лечебная физическая культура основана на одном из ведущих биологических факторов - потребности к движению. Здоровый организм обладает высокой способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды. При заболеваниях нарушается жизнедеятельность организма, ухудшается приспособляемость его к условиям внешней среды, а также снижается возможность выполнять мышечную работу. Следовательно, при заболевании, когда движения могут вызвать обострение или осложнение, необходим режим покоя, который резко ограничивает двигательную активность. Режим покоя снижает потребность организма в питательных веществах и кислороде, восстанавливает в ЦНС тормозные процессы, способствует более экономной работе внутренних органов. Но режим покоя имеет и отрицательные стороны: в связи со снижением процессов возбуждения в ЦНС, ухудшаются функциональные возможности сердечно - сосудистой и дыхательной систем, а также трофика всего организма. Длительный постельный режим может привести к целому ряду осложнений (застойная пневмония, инфаркт легкого, тромбоз вен и др.), поэтому покой необходимо сочетать с применением физических упражнений, как только позволит состоянии больного. В период болезни ЛФК уменьшает неблагоприятное влияние вынужденной пониженной двигательной активности, усиливает защитные реакции организма, предупреждает развитие осложнений, а также способствует развитию компенсаторных механизмов. Физические упражнения при некоторых заболеваниях и повреждениях имеют первостепенное значение в восстановлении строения и функции поврежденного органа. Применение средств ЛФК в период выздоровления помогают восстановить работоспособность, а постепенно увеличивающиеся физические нагрузки обеспечивают тренировку организма, способствуют нормализации и совершенствованию его функций. Такая тренировка в случаях хронического течения заболевания ускоряет формирование компенсаторных механизмов, повышает приспособленность организма и предупреждает обострения.

Лечебная физкультура улучшает нарушенные функции, ускоряет регенерацию, уменьшает неблагоприятные последствия вынужденной гипокинезии. Физические упражнения оказывают разнообразное действие в зависимости от их подбора, методики выполнения и физической нагрузки. Воздействие упражнений может быть общим и специальным. Общее воздействие проявляется в активизации всех функций организма, что способствует выздоровлению, предупреждению осложнений, улучшению эмоционального состояния, уменьшению неблагоприятных последствий вынужденной гипокинезии во время болезни, а специальное -- в направленном улучшении нарушенной болезнью функции определенного органа или в развитии компенсаций. Общее воздействие является неспецифическим, поэтому различные физические упражнения для различных мышечных групп могут оказывать одинаковое воздействие на организм, а одни и те же упражнения могут быть эффективными при различных заболеваниях. Специальные физические упражнения могут оказывать в некоторых случаях специфическое действие на патологический процесс. Например, при атрофии мышц вследствие иммобилизации конечности специальные упражнения, вовлекающие в движения данные мышцы, восстанавливают их структуру и функцию, обмен веществ в них; при контрактуре сустава наступившие изменения в строении суставной сумки, синовиальной оболочки, суставных хрящей могут восстановиться только благодаря специальным движениям в суставе.

 

 

 

 

 

1. Тонизирующее влияние физических упражнений.

 

 Тонизирующее влияние физических упражнений заключается в изменении интенсивности биологических процессов в организме (общего тонуса) под влиянием дозированной мышечной нагрузки. При заболеваниях изменяется общий тонус. В начале часто наблюдается усиление возбудительных процессов в центральной нервной системе, активизируются защитные и появляются патологические реакции, повышается температура тела, усиливается деятельность многих внутренних органов. В этот острый период заболевания больному показан режим покоя; физические упражнения, как правило, не применяются. По мере стихания острых явлений, а также при хронических заболеваниях происходит снижение уровня протекания основных жизненных процессов, что объясняется преобладанием процессов торможения в центральной нервной системе. Понижение общего тонуса является следствием самого заболевания (появление застойных очагов торможения или возбуждения — «патологическая» доминанта) и снижения двигательной активности больного во время болезни (уменьшение числа импульсов, поступающих от рецепторов опорно-двигательного аппарата). Эти же причины приводят к уменьшению активизирующей функции желез внутренней секреции (надпочечников, щитовидной железы и др.). Нарушение регулирующих влияний центральной нервной и эндокринной систем сказывается на уровне протекания вегетативных функций: ухудшается функция кровообращения, дыхания и других систем, снижается обмен веществ, сопротивляемость и реактивность организма.

            Ухудшение всех функций в организме снижает работоспособность и желание производить движения, а при выполнении какой-либо мышечной работы вызывает быстрое утомление.

В этот период для ускорения выздоровления бывает необходимо стимулировать интенсивность протекания процессов в организме. Наиболее биологически адекватным средством являются физические упражнения.

2. Трофическое действие физических упражнений.

 

При заболевании происходит изменение строения органов и тканей -- от незначительных тончайших нарушений химического состава клеток до выраженных структурных изменений и повреждений, а в некоторых случаях вплоть до гибели клеток. Эти патологические проявления болезни всегда связаны с нарушением обмена веществ. Лечение направлено на ускорение регенерации (восстановление строения) клеток, что достигается улучшением и нормализацией обмена веществ. Трофическое действие физических упражнений проявляется в том, что под их влиянием активизируются обменные процессы. При выполнении физических упражнений регулирующие системы (нервная и эндокринная) стимулируют деятельность кровообращения, дыхания, активизируют обменные процессы. На мышечные сокращения расходуется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Во время отдыха происходит усиление ресинтеза и синтеза АТФ, энергетические запасы увеличиваются (фаза сверхвосстановления). АТФ является источником не только энергии движения, но и пластических процессов. Поэтому увеличение АТФ обеспечивает обновление клеток и тканей, их регенерацию. В процессе мышечной деятельности в кровь из мышц поступают молочная и пировиноградная кислоты, которые используются как энергетический материал другими органами. Физические упражнения не только активизируют обмен веществ, но и направляют трофические процессы на регенерацию поврежденных клеток.Ярким примером влияния занятий лечебной физической культурой на регенеративные процессы в организме может служить лечение переломов. Образование костной мозоли при правильном сопоставлении отломков и иммобилизации происходит и без применения физических упражнений. Однако ее формирование в таких случаях протекает медленно, а структура неполноценна. Такая костная мозоль вначале по объему значительно больше кости (периостальная мозоль), ее структура рыхлая, расположенные в ней костные элементы не соответствуют неповрежденным окружающим участкам. Лишь после того,- как больной начинает выполнять различные производственные и бытовые действия, т. е. использовать функциональные нагрузки, происходит перестройка костной мозоли: лишние тканевые элементы рассасываются, строение костных элементов приходит в соответствие с неповрежденными участками. Если лечебную физическую культуру применяют с первых же дней после травмы, то регенерация кости значительно ускоряется. Физические упражнения, улучшая кровообращение и обмен веществ, способствуют рассасыванию погибших элементов и стимулируют рост соединительной ткани и образование кровеносных сосудов. Своевременное применение специальных физических упражнений (особенно эффективны упражнения с осевой нагрузкой) ускоряет процессы формирования и перестройки костной мозоли. Под влиянием мышечной деятельности задерживается развитие атрофии мышц, вызванной гиподинамией. А если атрофия уже развилась (при иммобилизации после травм, повреждениях периферических нервов и т. п.), восстановление структуры и функции мышц возможно только при выполнении физических упражнений, активизирующих обменные процессы. Трофическое влияние оказывают различные физические упражнения вне зависимости от локализации их воздействия. Степень влияния упражнений на общий обмен веществ зависит от количества мышц, участвующих в движении, и от интенсивности его выполнения. Некоторые физические упражнения оказывают направленное трофическое действие на определенные органы. Так, движения в суставе улучшают его трофику и способствуют восстановлению его строения при заболеваниях и артрогенных контрактурах, вызванных изменением строения. А упражнения для мышц брюшного пресса улучшают трофику органов брюшной полости.

Трофическое действие физических упражнений проявляется также в улучшении окислительных процессов в организме, а усиление тканевого обмена при этом стимулирует ликвидацию патологических процессов, например заживление вяло текущих ран.

При нарушениях обмена веществ трофическое действие физических упражнений способствует его нормализации. Причем не только за счет активизации обмена веществ из-за увеличения энергетических затрат, но и вследствие улучшения функции регулирующих систем. Например, при сахарном диабете физические упражнения повышают тканевой обмен, расход сахара и отложение его в мышцах, а также усиливают действие инсулина, что в ряде случаев позволяет уменьшать его дозу. При легких формах сахарного диабета физические упражнения, улучшая гормональную регуляцию, снижают уровень сахара в крови иногда до нормальных величин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Механизмы формирования компенсации.

 

Компенсация — это временное или постоянное замещение нарушенных функций. При заболеваниях нарушения функции возмещаются тем, что изменяется или усиливается функция поврежденного органа или других систем органов, замещая или выравнивая нарушенную функцию. Формирование компенсаций представляет собой биологическую закономерность. При нарушении функции жизненно важного органа компенсаторные механизмы включаются сразу же. Например, при ослаблении сократительной способности сердца и уменьшении в связи с этим его систолического объема компенсаторно учащаются сердечные сокращения и таким образом сохраняется минутный объем.

         Регуляция процессов компенсации происходит по рефлекторному механизму. Пути формирования компенсаций установлены П. К. Анохиным (1956). Схематически их можно представить следующим образом: сигналы о нарушении функций поступают в центральную нервную систему, которая перестраивает работу органов и систем таким образом, чтобы компенсировать изменения. Однако вначале формируются неадекватные компенсаторные реакции: или чрезмерные или недостаточные и лишь в дальнейшем на основании новых сигналов степень компенсаций корригируется и происходит их закрепление.

При многих заболеваниях для формирования и совершенствования компенсаций требуется время.

          Физические упражнения ускоряют формирование компенсаций и делают их более совершенными. Мышечная работа стимулирует деятельность внутренних органов, вызывая необходимое для компенсации изменение их функций. Физические упражнения способствуют появлению новых моторно-висцеральных связей, которые совершенствуют компенсацию и делают возможным выполнение мышечной работы в условиях нарушенной функции. Так, при нарушении функции дыхательной системы занятия лечебной физической культурой способствуют выработке и закреплению компенсаций за счет автоматически углубленного дыхания, тренировки сердца, совершенствования сосудистых реакций, увеличения количества эритроцитов и гемоглобина в крови, более экономного протекания окислительных процессов в тканях.

Компенсаторные процессы могут из защитных переходить в патологические. Например, при пороках сердца сердечной мышце приходится усиленно работать, чтобы обеспечить организм нормальным количеством крови.                   Компенсация в конечном счете происходит за счет увеличения мышечной массы сердца — гипертрофии миокарда. Но при очень большой гипертрофии питание миокарда нарушается, что приводит к снижению его сократительной способности и появлению болей. Занятия ЛФК вырабатывают более рациональный тип компенсации, тренируют и поддерживают надежность защитных свойств компенсации. Так, применяя физические упражнения при пороке сердца, удается длительно сохранять сократительную способность миокарда. Но всегда следует учитывать, что компенсаторные процессы ограничены, поэтому физические нагрузки надо правильно дозировать.

Компенсации подразделяются на временные и постоянные. Примером временных компенсаций является усиление грудного дыхания при операции на брюшной полости или диафрагмального дыхания — при операции на грудной клетке. Временные компенсации используются, главным образом, с целью приспособления во время болезни и иногда в течение какого-то периода после выздоровления.

Выработка постоянных компенсаций необходима при безвозвратной утрате или резком извращении функции.

При двигательных расстройствах и нарушениях функции внешнего дыхания формирование компенсаций возможно с помощью произвольно управляемых движений. Например, при повреждении кожно-мышечного нерва, иннервирующего двуглавую мышцу плеча, способность сгибать предплечье можно сохранить путем тренировки плечелучевой мышцы, иннервируемой этим же нервом и веточкой лучевого нерва. В случае ослабления грудного дыхания при эмфиземе легких компенсация достигается благодаря тренировке диафрагмального дыхания, обучению удлиненному выдоху, укреплению мышц брюшного пресса, обеспечивающих его, и увеличению подвижности грудной клетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Механизмы нормализации функций.

 

Для восстановления здоровья и работоспособности после заболевания или травмы необходимо нормализовать все функции организма. Физические упражнения активизируют различные функции. Вначале они помогают восстановить моторно-висцеральные связи, которые, в свою очередь, оказывают нормализующее действие на регуляцию других функций. В период выздоровления становятся возможными большие тренирующие физические нагрузки, которые нормализуют деятельность регулирующих систем. Физические упражнения повышают возбудимость двигательных центров в ЦНС.» Возбуждение их начинает преобладать над возбуждением других зон и тем самым заглушает патологические импульсы, поступающие от больных органов. Так как двигательные центры имеют связь с центрами, регулирующими работу внутренних органов, постепенно восстанавливается и функция последних. Нормализация процессов нервной регуляции под воздействием физических упражнений подкрепляется активизацией и восстановлением регулирующей функции эндокринной системы. 
При  многих заболеваниях сердца снижается его сократительная функция. Начинают действовать компенсаторные процессы, изменяющие деятельность сердечно-сосудистой системы, усиливающие функцию дыхательной системы. Защитные механизмы (сердцебиение, одышка, слабость, боли), щадящие сердце, ограничивают возможность выполнения мышечной работы. Лечение таких больных покоем, медикаментами, диетой и другими средствами улучшает их состояние, но полного восстановления мощности сердечных сокращений не происходит без мышечных нагрузок. Лечебная физическая культура с точно дозированной, постепенно увеличивающейся нагрузкой укрепляет сердечную мышцу, нормализует сократительную способность сердца и восстанавливает функцию регулирующих систем в соответствии с объемом нагрузки. Физические упражнения способствуют также ликвидации двигательных расстройств.

           Например, длительная иммобилизация нижней конечности при переломе формирует новый навык ходьбы — с прямой ногой, который остается и после снятия гипса. Ходьба нормализуется довольно быстро при помощи специальных физических упражнений. 
После болевой контрактуры, даже при ликвидации болей и изменений в суставе, может сохраниться ограничение движения как следствие патологического условного рефлекса. Восстановления полного объема движений в этом случае добиваются физическими упражнениями в расслаблении мышц, отвлекающими, игровыми заданиями в чередовании с движениями в пораженном суставе. В процессе болезни ослабевают или даже полностью исчезают те или иные рефлексы, присущие здоровому организму. Так, длительный постельный режим вызывает угасание сосудистых рефлексов, связанных с изменением позы. И когда больной получает разрешение вставать, его сосуды плохо реагируют на положение стоя, изменяющее условия гемодинамики: не происходит необходимого повышения тонуса артерий нижних конечностей. Вследствие этого кровь устремляется к нижним конечностям, и из-за недостаточного ее притока к головному мозгу больной может потерять сознание. Упражнения с постепенной переменой положения ног, головы и туловища способствуют восстановлению сосудистых рефлексов. Клиническое выздоровление не всегда сопровождается восстановлением работоспособности. У человека, перенесшего, скажем, воспаление легких, может нормализоваться температура, состав крови, восстановиться структура легочной ткани, но при первой же попытке выполнить физическую работу появятся обильное потоотделение, одышка, головокружение и слабость. Для восстановления работоспособности потребуется еще длительное время. 
Выполнение правильно  подобранных и точно дозированных физических упражнений в период выздоровления будет способствовать нормализации вегетативных функций организма, восстановлению двигательных качеств, сниженных в период болезни, и оптимальному функционированию всех систем организма во время  мышечной работы. С этой целью используются например, специальные физические упражнения, которые совершенствуют определенное двигательное качество ( силу мышц, координацию движений) или функцию органа (внешнее дыхание, перистальтику кишечника и т. п.). Они дозируются таким образом, чтобы оказывать тонизирующее воздействие, т. е. нагрузки в них должны постепенно, но постоянно возрастать. Такая тренировка вызывает приспособление организма к увеличивающимся физическим нагрузкам за счет совершенствования функций регуляторных и вегетативных систем и опорно-двигательного аппарата, т. е. ведет к нормализации всех функций организма в целом. 
Таким образом, лечебное действие физических упражнений многообразно. Оно проявляется комплексно (например, в виде одновременного тонизирующего и трофического влияния). В зависимости от конкретного случая и стадии заболевания можно подобрать такие специальные физические упражнения и такую дозировку нагрузки, которые обеспечат преимущественное действие одного механизма, необходимого для лечения в данный период болезни.