Физиологические проявления стресса
Активация гипоталамуса. Гипоталамус выполняет ряд важных функций в организме человека, которые имеют непосредственное отношение к стрессу:
- является высшим центром вегетативной нервной системы;
- отвечает за координацию нервной и гуморальной систем организма;
- управляет секрецией гормонов передней доли гипофиза, в частности, адренокортикотропного гормона, стимулирующего надпочечники;
- формирует эмоциональные реакции человека;
- регулирует интенсивность питания, сна и энергетического обмена.
Таким образом, при первичном эмоциональном возбуждении, возникающем при столкновении человека со стрессором, именно гипоталамус во многом определяет характер первых нервногуморальных реакций.
С одной стороны, он повышает активность симпатической нервной системы, а с другой — вызывает секрецию антистрессорных гормонов коры надпочечников.
Повышение активности симпатического отдела нервной системы
Нервная регуляция метаболизма в организме человека является итогом динамического баланса двух подсистем вегетативной нервной системы: ее симпатического и парасимпатического отделов. Задача симпатического отдела — помочь выжить организму в критический момент, дать ему столько ресурсов, сколько нужно для борьбы (если можно победить) или бегства (если враг сильнее). При активации симпатического отдела сердце бьется сильнее, зрачки расширяются, в крови появляется адреналин (при страхе) или норадреналин (при гневе), мышцы напрягаются и работают более интенсивно, но со временем запасы энергии в организме заканчиваются, и нужно думать об их пополнении. При истощении запасов питательных веществ и энергии в организме происходит возбуждение парасимпатического отдела, задачей которого является восстановление и сохранение ресурсов, а его активация происходит во время сна, еды и отдыха.Соответственно на начальных этапах стресса первым повышается активность симпатического отдела, и в результате сердце бьется сильнее, дыхание учащается, мышцы напряжены, кожа бледнеет, и на ней может выступать холодный пот.
Включение гормональных механизмов. Следует отметить, что Ганс Селье получил Нобелевскую премию за открытие именно этого аспекта стрессорных реакций — активации коркового слоя надпочечников, которые помогают организму человека и животных преодолевать различные трудности при помощи специальных антистрессорных гормонов. Данная реакция также запускается гипоталамусом, но существенно отличается от предыдущей. Под действием гормонов коркового вещества надпочечников (глюкокортикоидов) усиливаются все обменные процессы, в крови появляется больше глюкозы, подавляются воспалительные процессы, организм становится менее чувствительным к боли — в результате повышается степень адаптации к повышенным требованиям среды обитания.
Дальнейшее развитие событий зависит от того, как быстро организму удастся справиться со стрессом, который последовательно проходит стадии тревоги, адаптации и истощения.
На первой стадии организм пытается приспособиться к стрессу или преодолеть его. То, что мы описали ранее, фактически и составляет суть этой стадии.
Если стрессфактор продолжает воздействовать на организм, то наступает адаптация — стадия равновесия стрессора и защитных механизмов, на которой организму удается болееменее компенсировать ущерб от негативного воздействия. Эту стадию может испытывать спортсмен на середине длинной дистанции, руководитель фирмы во время выполнения ответственного проекта, студент в первой половине экзаменационной сессии.
Однако пребывание в состоянии стресса не может продолжаться бесконечно долго, так как запасы адаптационной энергии, согласно учению Селье, ограниченны. Поэтому, если стрессорный фактор продолжает воздействовать на организм, физиологический стресс сменяется на патологический, другими словами — человек заболевает.
Такие психосоматические заболевания, как артериальная гипертония, неспецифический колит, язвенная болезнь желудка и ряд других заболеваний, являются частыми осложнениями длительных психологических стрессов.
Роль сердечнососудистой системы при формировании стрессорных реакций. Согласно результатам многочисленных клинических наблюдений и экспериментальных работ, сердечнососудистая система в первую очередь реагирует на стресс, а также становится одной из первых мишеней стресс. По мнению большинства исследователей, ведущим патогенным фактором в отношении сердечнососудистой системы при стрессах является активация катехоламинового и адренокордикоидного механизмов, которые через нарушение проницаемости мембран сердечных клеток приводят к расстройствам их метаболизма и гипоксии. При этом исследователи подчеркивают двустороннюю связь стресса и ишемии сердечной мышцы: с одной стороны, ишемия нередко возникает как результат стрессреакции, вызывающей спазм и тромбоз коронарных сосудов, а с другой стороны, ишемия, обусловленная любой причиной, вызывает боль, страх смерти, а в итоге — выраженный эмоциональный стресс.
Отмечая несомненные заслуги Г. Селье, следует отметить, что в его теории явно недостаточное значение отведено роли нервной системы — главной регулирующей системе нашего организма, активно участвующей во всех процессах адаптации к неблагоприятным факторам среды. Изучая механизмы адаптации организма к возмущающим факторам, нельзя не коснуться ставших классическими работ У. Кеннона, И. П. Павлова, Л. А. Орбели, Э. Геллгорна и других ученых, отметивших важнейшую роль нервной системы в формировании адаптивных реакций организма в условиях стресса.
Как отмечал академик К. В. Судаков:
«центр тяжести исследований проблемы стресса из сферы нейроэндокринных взаимоотношений все более отчетливо перемещается в так называемую психическую сферу, основу которой бесспорно составляют эмоциональные переживания человека».
Начало физиологическому направлению исследований проблемы стресса положили работы У. Кеннона, создавшего теорию гомеостаза. Ведущее место в поддержании гомеостаза и во взаимодействии организма с окружающей средой принадлежит, по Кеннону, центральной и вегетативной нервной системе.
Большой вклад в изучение механизмов стресса внесли физиологи отечественной школы И. П. Павлов, Л. А. Орбели, П. В. Симонов. Физиолог Л. А. Орбели открыл феномен «трофического» действия симпатических нервов, одним из первых обнаружив возможность нервной системы напрямую влиять на обмен веществ в тканях, минуя эндокринные механизмы. В результате исследования закономерностей протекания нервных процессов в критических условиях И. П. Павлов создал теорию экспериментального невроза, согласно которой при определенных внешних воздействиях, требующих максимального функционального напряжения высшей нервной деятельности (ВНД), происходит срыв слабого звена нервных процессов и извращение функционирования сильного звена. В его опытах в условиях экспериментального невроза нарушалось взаимодействие процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий головного мозга.
Как отмечал П. В. Симонов:
«отрицательные эмоции возникают в ситуациях прагматической неопределенности, дефицита информации, необходимой для организации действий».
На важную роль фактора неопределенности в возникновении и развитии психических стрессовых реакций указывается как отечественными, так и зарубежными исследователями.
В других работах было показано значение иных условий, способствующих развитию стресса:
- иммобилизации;
- дефицита времени;
- нарушения биологических ритмов;
- изменения условий жизни и упроченного динамического стереотипа.
Интересно отметить, что все эти факторы в той или иной степени встречаются у студентов при подготовке и сдаче ими экзаменов. Ожидание сначала самого экзамена, а потом и оценки вносит элемент неопределенности, способствующий развитию стрессовых реакций. Длительное ограничение движений, связанное с повторением большого количества материала, является формой частичной иммобилизации, а необходимость уложиться в жесткий лимит времени, отпущенный на подготовку к экзаменационному ответу, создает дополнительное напряжение.
К этому надо добавить нарушение режима сна и бодрствования, особенно в ночь перед экзаменом, и нарушение привычных динамических стереотипов (образа жизни) в период сессии. С учетом всего вышеизложенного придется согласиться, что во время экзаменационной сессии студентам приходится сталкиваться с широким диапазоном синергично действующих стрессогенных факторов, приводящих в итоге к развитию выраженного стресса.
Министерство здравоохранения
Термин «стресс» в физиологию и психологию ввел Уолтер Кэннон в своей классической работе по универсальной реакции «Бороться и бежать».
Впервые физиологический стресс описан Гансом Селье как общий адаптационный синдром. Термин «стресс» он начал использовать позднее. «Стресс есть неспецифический ответ организма на любое предъявление ему требования» – писал Ганс Селье в работе «Стресс жизни».
Каким бы ни был стресс, «хорошим» или «плохим»,
эмоциональным или физическим (или тем и другим одновременно), воздействие его
на организм имеет общие неспецифические черты.
Стресс (от англ. stress – давление, нагрузка, напряжение) – неспецифическая (общая) реакция организма на воздействие (физическое или психологическое), нарушающее его гомеостаз, а также соответствующее состояние нервной системы организма (или организма в целом). В медицине, физиологии, психологии выделяют положительную (эустресс) и отрицательную (дистресс) формы стресса. Психологи различают стрессы по мощности. Стрессы большой силы возникают в ответ на ситуации, несущие угрозу жизни или её привычному укладу, например, природные или техногенные катастрофы. Причиной стресса большой силы могут стать значимые личные события: смерть или тяжелая болезнь близкого человека, развод, крупные финансовые потери, вынужденная миграция или потеря работы.
МИФЫ О СТРЕССЕ
Мифы о стрессе – это общераспространённые ошибочные
представления о нём. Осознание их ошибочности является важным условием
эффективного управления стрессом.
МИФ № 1. Стресс не может причинить реального вреда моему здоровью, потому что он существует только в воображении.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: стресс влияет не только на психические процессы, но и на физиологические. Заболевание, развивающееся в результате стресса, может представлять реальную опасность для здоровья. Примерами могут служить стенокардия, гипертония, иммунодефицит, язвенная болезнь и т. д.
МИФ № 2. От стресса страдают только слабые люди.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: cкорее наоборот. Наиболее сильные стрессы обычно испытывают активные волевые индивидуумы, которые ставят себе сложные цели и стремятся достичь их в минимальный отрезок времени. Высокий уровень притязаний вызывает перегрузку, перегрузка приводит к стрессу.
МИФ № 3. Единственное, что нужно сделать при чрезмерном стрессе, –просто отдохнуть.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: если человек не может избавиться от
избыточного напряжения, то выходные или отпуск не принесут существенного
результата.
Чтобы уметь эффективно справляться с чрезмерным стрессом, научитесь
методам расслабления.
МИФ № 4. Я всегда знаю, что испытываю чрезмерный стресс. ОПРОВЕРЖЕНИЕ: это не всегда так. Стресс – это реакция битвы или бегства. Его предназначение – обеспечить выживание в экстремальных условиях, когда нужно действовать, а не думать или чувствовать. Поэтому чем сильнее стресс, тем меньше человек способен его ощущать. При очень сильных стрессах симптомы обычно появляются уже после того как угроза миновала и напряжение начало уменьшаться.
МИФ № 5. Установить причины стресса несложно.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: это утверждение верно для слабого стресса,
когда симптомы стресса появляются сразу же после воздействия какого-либо
фактора. Но при сильном стрессе, как уже говорилось в опровержении предыдущего
мифа, признаки стресса не развиваются до тех пор, пока не исчезнет его причина.
В таких ситуациях поиск причин стресса существенно усложняется.
МИФ № 6. Я не могу отвечать за стресс в моей жизни, так как стресс в наше время неизбежен и мы все его жертвы.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: подавляющее большинство стрессов вызывается психологическими причинами, каждая из которых содержит две составляющие. Одна из них – ситуация, которая вызывает стресс, вторая – отношение человека к этой ситуации. Стрессовую реакцию запускает не столько происходящее с человеком, сколько то, что он об этом думает, т. е. чаще всего причиной стресса являются его собственные мысли.
МИФ № 7. Все люди реагируют на стресс одинаково.
ОПРОВЕРЖЕНИЕ: каждый человек уникален. Каждый имеет свои особенные причины стресса, симптомы, свои способы преодоления стресса и т. д. Хотя стрессовая реакция развивается по определённым законам, общим для всех людей, проявления стресса у разных людей могут быть совершенно разными.
КАК ПЕРЕНОСИТСЯ СТРЕСС И ЧЕМ ОН ОПАСЕН?
Насколько серьёзными окажутся стресс и его последствия для
здоровья человека, зависит как от мощности и длительности стресса, так и от
психологических и генетических особенностей человека.
Не все люди, пережившие
стресс сопоставимого уровня, страдают от него одинаково. На то, какими
окажутся последствия стресса, оказывают влияние и условия жизни человека, его
окружение. Если есть семья, близкие, друзья – стресс переносится легче. Стрессы
большой силы или длительный хронический стресс могут способствовать развитию и
прогрессированию как телесных, так и психических заболеваний. Стресс обычно
способствует “выходу из строя” наиболее ослабленных систем организма.
Гипертония, ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма, язвенная болезнь –
вот далеко не полный список заболеваний, развитие которых способен ускорить
сильный или длительный стресс.
КАК УБЕРЕЧЬСЯ ОТ СТРЕССА?
В современном обществе бегство от стресса – занятие сложное,
но не безнадёжное. Есть рациональный подход: обучение навыкам преодоления
стресса, повышения стрессоустойчивости. Помочь в этом могут занятия
релаксацией, аутотренингом, йогой и регулярный отдых, желательно на природе.
Вот
несколько простых, но действенных советов для тех, кто хочет научиться
самостоятельно преодолевать стресс. Старайтесь замедлить темп Вашей жизни.
Заранее планируйте рабочий день; чередуйте периоды интенсивной работы с
полноценным отдыхом. Высыпайтесь! Взрослому человеку в среднем необходимо 7–8
часов сна в сутки. Не ешьте на ходу: завтрак, обед и ужин должны стать временем
отдыха. Не пытайтесь снять стресс с помощью табака или алкоголя. Проблемы,
вызвавшие стресс, и сам стресс никуда не денутся, а здоровье пострадает.
Снять эмоциональное напряжение поможет физическая нагрузка, особенно связанная с водой: займитесь плаванием или аквааэробикой.
Физиологический стресс | Психология Вики
в: Страницы, использующие магические ссылки ISBN, Страницы с неработающими ссылками на файлы, Статьи, требующие дополнительных ссылок с сентября 2007 г.,
и еще 4
Просмотреть источник Оценка |
Биопсихология |
Сравнительный |
Познавательный |
Развивающие |
Язык |
Индивидуальные различия |
Личность |
Философия |
Социальные |
Методы |
Статистика |
Клинический |
Образовательные |
промышленный |
Профессиональные товары |
Мировая психология |
Биологический: Поведенческая генетика · Эволюционная психология · Нейроанатомия · Нейрохимия · Нейроэндокринология · Неврология · Психонейроиммунология · Физиологическая психология · Психофармакология (Индекс, Структура)
Пожалуйста, помогите нанять одного или улучшите эту страницу самостоятельно, если вы квалифицированы.
Этот баннер появляется на слабых статьях, к содержанию которых следует подходить с академической осторожностью.
| Стресс |
| Виды напряжения |
|
| Причины стресса |
|
| Защитные факторы |
|
| [[Последствия стресса |
|
| Аспекты |
Это поле: просмотреть • говорить • редактировать |
Физиологический стресс – это особая форма стресса, которая относится к последствиям неспособности организма человека или животного адекватно реагировать на нагрузку физического раздражителя.
[1] Он включает в себя состояние тревоги и выработки адреналина, кратковременное сопротивление как механизм преодоления и истощение. Это относится к неспособности тела человека или животного справляться с требованиями, предъявляемыми к нему физическими факторами. Это отличается от психологического стресса, который является результатом перегрузки психологических факторов.
Некоторые признаки и симптомы схожи. Общие симптомы стресса включают раздражительность, мышечное напряжение, неспособность сосредоточиться и различные физические реакции, такие как головные боли и учащенное сердцебиение. [2]
Термин «стресс» впервые был использован эндокринологом Гансом Селье в 1930-х годах для определения физиологических реакций у лабораторных животных. В терминологии Селье «стресс» относится к реакции организма, а «стрессор» — к воспринимаемой угрозе. Стресс при определенных обстоятельствах может восприниматься положительно. Эустресс, например, может быть адаптивной реакцией, побуждающей к активации внутренних ресурсов для решения проблем и достижения целей.
Содержимое
- 1 Модели
- 1.1 Общий адаптационный синдром
- 1.2 Селье: эустресс и дистресс
- 2 Нейрохимия и физиология
- 3 Общие источники
- 4 См. также
- 5 Каталожные номера
- 6 Внешние ссылки
Модели
Общий адаптационный синдром
Ганс Селье исследовал влияние стресса [3] на крыс и других животных, подвергая их воздействию неприятных или вредных раздражителей. Он обнаружил, что все животные демонстрируют очень похожие серии реакций, разбитые на три стадии. В 1936, он описал эту универсальную реакцию на стрессоры как общий адаптационный синдром, или GAS. [4] [5]
Аварийный сигнал — первая стадия. Когда угроза или фактор стресса идентифицированы или осознаны, реакция организма на стресс представляет собой состояние тревоги. На этом этапе вырабатывается адреналин, чтобы вызвать реакцию «бей или беги».
Существует также некоторая активация оси HPA, производящей кортизол. Сопротивление — второй этап. Если стрессор сохраняется, возникает необходимость попытаться каким-то образом справиться со стрессом. Хотя тело начинает пытаться приспособиться к нагрузкам или требованиям окружающей среды, тело не может поддерживать это бесконечно, поэтому его ресурсы постепенно истощаются. Исчерпание является третьим и последним этапом в модели ГАЗ. В этот момент все ресурсы организма в конечном итоге истощаются, и организм не может поддерживать нормальное функционирование. В этот момент могут вновь появиться первоначальные симптомы вегетативной нервной системы (потливость, учащенное сердцебиение и т. д.). Если третья стадия продлевается, могут возникнуть долговременные нарушения функции желез, особенно надпочечников, истощение иммунной системы и нарушение функции, что приводит к декомпенсации. Результат может проявляться в очевидных заболеваниях, таких как язва, депрессия, проблемы с пищеварительной системой или даже сердечно-сосудистые проблемы, наряду с другими психическими заболеваниями.
File:General Adaptation Syndrome.jpg
Селье: эустресс и дистресс
Ганс Селье опубликовал в 1975 году модель, разделяющую стресс на эустресс и дистресс. [6] Если стресс усиливает функцию (физическую или умственную, например, в результате силовых тренировок или сложной работы), его можно считать эустрессом. Постоянный стресс, который не устраняется совладанием или адаптацией, считающийся дистрессом, может привести к тревоге или абстинентному (депрессивному) поведению. Разница между переживаниями, которые приводят к эустресу или дистрессу, определяется несоответствием между опытом (реальным или воображаемым), личными ожиданиями и ресурсами для преодоления стресса. Тревожные переживания, реальные или воображаемые, могут вызвать реакцию на стресс. [7]
Нейрохимия и физиология
В настоящее время считается, что нейрохимия реакции на стресс хорошо изучена, хотя многое еще предстоит выяснить о том, как компоненты этой системы взаимодействуют друг с другом в мозге и во всем организме.
тело. В ответ на стрессор кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ) и аргинин-вазопрессин (АВП) секретируются в гипофизарную портальную систему и активируют нейроны паравентрикулярных ядер (ПВЯ) гипоталамуса. Голубое пятно и другие группы норадренергических клеток мозгового вещества надпочечников и моста, известные под общим названием система LC/NE, также становятся активными и используют мозговой адреналин для выполнения вегетативных и нейроэндокринных реакций, выступая в качестве глобальной системы сигнализации. [8]
Вегетативная нервная система обеспечивает быструю реакцию на стресс, широко известную как реакция «бей или беги», задействуя симпатическую нервную систему и отключая парасимпатическую нервную систему, тем самым активируя сердечно-сосудистые, респираторные, желудочно-кишечные, почечные, и эндокринные изменения. [8] Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось (ГГН), основная часть нейроэндокринной системы, включающая взаимодействия гипоталамуса, гипофиза и надпочечников, также активируется высвобождением КРГ и АВП.
Это приводит к выбросу адренокортикотропного гормона (АКТГ) из гипофиза в общий кровоток, что приводит к секреции кортизола и других глюкокортикоидов из коры надпочечников. Эти кортикоиды вовлекают весь организм в ответ организма на стресс и в конечном итоге способствуют прекращению ответа посредством тормозной обратной связи. [8]
Стресс может значительно повлиять на многие иммунные системы организма, а также на индивидуальное восприятие стресса и реакцию на него. Термин психонейроиммунология используется для описания взаимодействий между психическим состоянием, нервной и иммунной системами, а также исследования взаимосвязей этих систем. Также было показано, что хронический стресс нарушает развитие детей, снижая выработку гормона роста гипофизом, как у детей, связанных с домашней обстановкой, включая серьезные семейные разногласия, алкоголизм или жестокое обращение с детьми. [9]
Общие источники
К стрессу могут привести как негативные, так и позитивные факторы стресса.
Некоторые общие категории и примеры стрессоров включают:
сенсорный ввод, такой как боль, яркий свет, или проблемы окружающей среды, такие как отсутствие контроля над обстоятельствами окружающей среды, такими как еда, жилье, здоровье, свобода или мобильность.
См. также
- Эффекты ускорения
- Эффекты декомпрессии
- Обезвоживание
- Лишение
- Влияние на окружающую среду
- Экологический стресс
- Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось
- Болезнь
- Недоедание
- Физическая выносливость
- Физиологическое возбуждение
- Физиологические корреляты
- Окислительный стресс
- Загрязнение
- Стрессовые язвы
- Термическая акклиматизация
Каталожные номера
| Эта статья нуждается в дополнительных ссылках для проверки. Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив надежные ссылки.  Неисходный материал может быть оспорен и удален. (сентябрь 2007 г.) |
- ↑ Жизненный стресс , Ганс Селье, 1956.
- ↑ EHealthMD: Что такое стресс Проверено 3 сентября 2008 г.
- ↑ Селье, Ганс (1950). Болезни адаптации. Медицинский журнал штата Висконсин 49 (6): 515–6.
- ↑ Сейле, Ганс (1936). Синдром, вызванный различными вредоносными агентами. Природа 138 : 32.
- ↑ «Таблица биологической реакции Селье на стресс», Разоблачение хронической усталости , доктор Джеральд Э. Поснекер, февраль 1999 г. ( ISBN 0916285618 )
- ↑ {{цитировать журнал |автор=Селье |название=Путаница и споры в области стресса| year=197|5 journal=Journal of Human Stress| объем = 1 | страницы=37-44|
- ↑ Рон де Клот, Э., Джоэлс М. и Холсбур Ф. (2005). Стресс и мозг: от адаптации к болезни. Nature Reviews Neuroscience 6 (6): 463–475.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Цигос, К. и Хрусос, Г.П. (2002). Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, нейроэндокринные факторы и стресс. Журнал психосоматических исследований, 53, 865-871.
- ↑ Пауэлл, Брэйзел и Близзард, 1967.
- Петерсен, К., Майер, С.Ф., Селигман, депутат Европарламента (1995). Выученная беспомощность: теория эпохи личного контроля. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-504467-3
- Селигман, депутат Европарламента (1975). Беспомощность: о депрессии, развитии и смерти. Сан-Франциско: WH Фримен. ISBN 0-7167-2328-X
- Селигман, депутат Европарламента (1990). Наученный оптимизм. Нью-Йорк: Кнопф. (Переиздание, 1998 г., Free Press, ISBN 0-671-01911-2).
- Холмс, Т.Х. и Рахе, Р. Х. (1967). Шкалы оценки социальных перестроек. Журнал психосоматических исследований 11: 213-218.
Внешние ссылки
- Американский институт стресса
- Программа снижения стресса Медицинской школы Массачусетского университета
- «Исследование стресса, связанного с работой», Европейское агентство по безопасности и гигиене труда (EU-OSHA)
- «Работа в условиях стресса», Европейское агентство по безопасности и гигиене труда (EU-OSHA)
- «Укрощение стресса», Scientific American , сентябрь 2003 г.
| На этой странице используется лицензированный Creative Commons контент из Википедии (просмотр авторов). |
Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.
Стресс от упражнений — Физиологическое общество
Стресс от упражнений
Как он пытается сломить нас, но в конечном итоге формирует нас
Особенности
Марк Бернли
Старший преподаватель, Школа спорта и физических упражнений, Кентский университет, Великобритания
https://doi.org/10.36866/pn.108.31
Мышечные упражнения, возможно, являются наиболее распространенной формой стресса, с которой сталкиваются люди. Физиология упражнений, в свою очередь, изучает реакцию организма на эту форму стресса.
Физиологи-физиологи экспериментально используют физическую нагрузку для изучения механизмов физиологического контроля. Тесты с физической нагрузкой также используются для скрининга людей на сердечно-сосудистые, респираторные и мышечные заболевания, потому что снижение способности справляться с физической нагрузкой является отличительной чертой таких расстройств. Конкретные болезненные состояния часто вызывают уникальные физиологические реакции на мышечную активность, что помогает в клинической диагностике. С другой стороны, регулярные тесты с физической нагрузкой являются обычным компонентом назначения спортивных тренировок и прогнозирования результатов. Понимание физической нагрузки и того, как ее наложить, является основной задачей физиотерапевта. Это позволяет нам оценивать, поддерживать или улучшать функциональные возможности как в контексте здоровья, так и в спорте.
Марк Бернли
Определение стресса от упражнений
В этой статье невозможно всесторонне рассмотреть все формы «стресса, связанного с упражнениями».
Вместо этого он сосредоточится на острых физиологических реакциях на упражнения и хронических адаптациях к повторяющимся приступам упражнений (например, физическим тренировкам). Влияние других стрессоров, связанных с физическими упражнениями (главным образом стресса окружающей среды), упоминается лишь вкратце.
Определения «физического стресса» в учебнике не существует, в основном потому, что «стресс» используется как всеобъемлющий термин для всего, что приводит к физиологической реакции на мышечную активность. Как универсальное определение, это неплохое начало. Чтобы быть немного более точным, мы могли бы определить его как «любую мышечную активность, которая бросает вызов гомеостазу и вызывает измеримую физиологическую реакцию». Написание предыдущего предложения включало мышечную активность, но ее нельзя было бы квалифицировать как стресс, поскольку она не привела бы к измеримой физиологической реакции. Однако вставать со стула, чтобы приготовить чашку чая, можно, учитывая сокращение нижних конечностей и изменения артериального давления, происходящие при вставании.
Это одна из причин, по которой тест «сесть-встать» используется для функциональной оценки пожилых людей. Чтобы начать понимать стресс при физической нагрузке, мы должны сначала понять стимул, вызывающий его, прежде чем рассматривать результирующие физиологические реакции.
Мышечная активность: стимул
Мышечная активность проявляется во многих формах и используется для многих целей. Это одна из причин, по которой физические упражнения являются стрессором: нервно-мышечная система должна быть мастером на все руки, и лишь немногие люди являются специалистами по фенотипу. Те, которые часто становятся спортсменами. Но даже активация мышцы вызывает множество различных стрессоров, имеющих как острые, так и хронические последствия. Возьмем, к примеру, характеристику мышечной деятельности как концентрическую, изометрическую и/или эксцентрическую. Во многих видах человеческой деятельности все три типа сокращения имеют место в различных частях движения. Каждый из них оказывает на организм свое уникальное механическое и физиологическое воздействие.
Например, изометрические действия, при которых мышца пытается укоротиться, но не преуспевает в этом за пределами эластичной природы мышечно-сухожильного блока, могут блокировать как венозный, так и (при достаточной силе) артериальный кровоток, оба из которых будут способствовать усилению. метаболический и сердечно-сосудистый стресс от физических упражнений. Эксцентрические действия, при которых мышца удлиняется под нагрузкой, могут возникать при значительно более высоких усилиях, чем те, которые достигаются при изометрии, и в таких случаях мышца повреждается, что приводит к резкой потере максимальной силовой способности и воспалительной реакции в последующие часы. и дни. Это приводит к болезненности, известной в просторечии как «DOMS» — отсроченная мышечная болезненность.
Концентрические движения, при которых мышцы действительно сокращаются, характерны для тяжелых упражнений с сопротивлением с использованием свободных весов и других механизмов. Такие упражнения могут вызвать быстрое утомление, но также влияют на дыхательную и сердечно-сосудистую систему, поскольку мышцы живота вынуждены сокращаться, чтобы поддерживать грудную клетку.
Задержка дыхания в сочетании с напряжением живота приводит к классическому маневру Вальсальвы, при котором венозный возврат и, следовательно, сердечный выброс существенно уменьшаются, что приводит к головокружению.
Двигательная активность, при которой активируется значительная часть скелетных мышц (например, бег, езда на велосипеде, гребля и плавание), включает динамические мышечные действия с малой силой, которые в различных точках могут быть концентрическими, эксцентрическими или изометрическими . Такие упражнения создают мощную нагрузку на дыхательную и сердечно-сосудистую системы, поскольку даже у нетренированных людей способность мышечных митохондрий к утилизации кислорода намного превышает способность сердечно-сосудистой системы транспортировать кислород из легких. Точно так же способность мышц производить силу намного превосходит способность митохондрий обеспечивать устойчивый источник энергии для непрерывного производства силы. Эти два фактора лежат в основе прямого стресса, вызываемого физическими упражнениями, и оба составляют основу упражнений для развития выносливости и силы.
Абсолютная и относительная физическая нагрузка
Хотя интенсивность физической нагрузки является наиболее важным компонентом физической нагрузки, полное определение требует, чтобы мы учитывали продолжительность физической нагрузки и, следовательно, «объем» физической нагрузки. Это важно, потому что даже легкие упражнения могут привести к значительному уровню стресса, если они продолжаются достаточно долго, что может подтвердить любой, кто хоть раз ходил пешком. Также необходимо различать абсолютный и относительный стресс, вызываемый физическими упражнениями. Это легче всего осмыслить в отношении интенсивности упражнений. Абсолютная интенсивность может быть выражена просто как количество силы, скорости или выходной мощности, требуемой для выполнения упражнения. Интенсивность также может быть выражена относительно физиологических возможностей человека: в процентах от максимальной частоты сердечных сокращений, максимального потребления кислорода, максимальной мощности или, в случае максимальной сократительной силы, в процентах от максимального произвольного сокращения.
Тогда несложно сравнить способности людей с точки зрения процентного соотношения абсолютной интенсивности. Например, при езде на велосипеде выходная мощность 250 Вт может потребовать 80% максимального потребления кислорода у одного человека и только 60% у другого. Относительная интенсивность обычно является более значимой физиологической мерой физической нагрузки, как подробно описано в разделе «Острая реакция на физическую нагрузку» ниже.
Бывают ситуации, когда большое значение имеет абсолютная нагрузка, которую та или иная задача оказывает на человека. Попытки побить мировой рекорд в любом спортивном состязании требуют от спортсмена достижения заданной скорости за известное время. Затем в лабораторных условиях можно определить физиологические возможности спортсмена, чтобы определить, осуществима ли попытка. В силовых структурах (полиции, пожарной службе и различных родах вооруженных сил) приняты минимальные стандарты физической подготовки, предъявляемые ко всем новобранцам. Эти стандарты становятся все более строгими по мере увеличения требований к обслуживанию.
В крайнем случае требования, предъявляемые к солдатам спецподразделений, таковы, что новобранцы иногда подвергаются значительному физическому риску. Следует, однако, отметить, что смерть во время интенсивных упражнений крайне редка, составляя одну смерть на ~1,5 миллиона эпизодов (Альберт 9).0436 и др. ., 2000). Однако упражнения в жару или на высоте значительно увеличивают сердечно-сосудистую и/или тепловую нагрузку и, следовательно, острый риск, связанный с физическими упражнениями.
Острая реакция на физическую нагрузку
Оценка стресса физической нагрузки начинается с понимания того, каким образом энергия передается в скелетных мышцах. В мышцах хранится очень небольшое количество АТФ. На самом деле настолько мало, что максимальное сокращение продолжительностью менее 2 секунд могло бы истощить запасы мышц, если бы не было других доступных источников энергии, чтобы компенсировать ее потерю. Одним из триумфов биохимии и физиологии 20-го века стало определение как метаболических путей, поддерживающих гомеостаз АТФ, так и того, как они работают.
0436 in vivo . Падение АТФ, происходящее во время тренировки, компенсируется фосфорилированием на уровне субстрата (расщепление фосфорилкреатина и гликолиз, приводящий к выработке лактата) и окислительным фосфорилированием. Эти процессы взаимосвязаны посредством «фосфорилкреатинового челнока», в котором падение уровня фосфорилкреатина и возникающие в результате изменения потенциала фосфорилирования вызывают митохондриальное дыхание. Этот механизм контроля теперь может быть изучен неинвазивно с использованием магнитно-резонансной спектроскопии и измерения поглощения кислорода по каждому дыханию. Оба измерения могут быть использованы для определения стресса, вызванного данным упражнением.
Мышца или группа мышц, которые справляются со стрессом, вызванным физическими упражнениями, могут достичь стабильного метаболического и дыхательного профиля (рис. 1), при котором не происходит систематических изменений в мышечных метаболитах или использовании кислорода мышцами. Насколько велика корректировка после достижения устойчивого состояния (в данном контексте повышение потребления кислорода или снижение фосфорилкреатина), дает информацию об абсолютной величине стрессора.
Однако только нестационарное поведение дает информацию об относительной физической нагрузке. Во время «умеренных» упражнений с постоянной нагрузкой (выполняемых ниже так называемого лактатного порога) устойчивое состояние достигается в течение 2-3 минут, метаболические нарушения невелики, и упражнения можно поддерживать в течение нескольких часов, если участник мотивирован Продолжить. Стресс, испытываемый в этой ситуации, зависит от объема выполняемых упражнений, а не от интенсивности, при этом центральная усталость (при езде на велосипеде) и повреждение мышц (при беге) являются основными результатами стресса.
При «тяжелых» упражнениях (упражнения, выполняемые выше лактатного порога, но ниже максимального устойчивого состояния или критической мощности) устойчивое состояние задерживается на 10–20 минут, но метаболические параметры в конечном итоге стабилизируются при значениях поглощения кислорода выше, чем первоначально предполагалось . В тяжелой области объем и интенсивность объединяются, чтобы вызвать напряжение.
Вместе они служат для истощения запасов мышечного топлива (в основном гликогена) и обеспечивают тепловую нагрузку, которая может превышать способность рассеивать тепло в жарких и влажных условиях. Таким образом, тяжелая область легла в основу многих классических исследований потребления углеводов и жидкости тренирующимся человеком (Burnley & Jones, 2016). Выше максимального устойчивого состояния или критической мощности (так называемые упражнения высокой интенсивности) ни один из метаболических параметров, связанных с физическими упражнениями, не может стабилизироваться: поглощение кислорода, фосфорилкреатин, неорганический фосфат и рН прогрессивно изменяются до тех пор, пока упражнение не прекращается при невыполнении задания. В упражнениях, задействующих большую мышечную массу, отказ от выполнения задачи следует за достижением максимального потребления кислорода. Стресс от упражнений высокой интенсивности в первую очередь зависит от их интенсивности, поскольку невыполнение задачи обычно происходит менее чем за 30 минут.
Таким образом, упражнения высокой интенсивности представляют собой стресс, которому подвергается человек, тренирующийся во время упражнений на выносливость продолжительностью ~ 2-30 минут.
В целом, приведенная выше схема применима к нагрузке на сердечно-сосудистую систему и мышечную систему во время многих упражнений на выносливость, но аналогичные дескрипторы интенсивности/длительности были разработаны для упражнений, используемых для выражения и развития силы и максимальной скорости. Обычно они выражаются в процентах от максимальной статической или динамической функции мышц (например, «максимум 1 повторения»). Обе формы количественной оценки интенсивности упражнений используются для структурирования программ тренировок, чтобы обеспечить достаточную нагрузку для достижения желаемого эффекта и предотвращения травм (см. ниже).
Стресс-тест с физической нагрузкой
Постепенно увеличивая интенсивность упражнений (например, скорость на беговой дорожке или выходную мощность при езде на велосипеде), можно оценить реакцию организма на стресс во всем описанном выше аэробном спектре интенсивности.
Это основа классического теста с нарастающей нагрузкой, варианты которого используются во всем мире для сердечного или респираторного нагрузочного тестирования и физиологической оценки спортсменов. Конечно, невозможно выполнять упражнения, которые нагружают только сердце или легкие, поэтому такие термины, как «сердечное стресс-тестирование», являются чем-то вроде неправильного употребления. Тем не менее, дополнительные нагрузочные тесты с электрокардиографией, эхокардиографией и измерениями газообмена в легких могут выявить множество сердечно-легочных проблем, поскольку лишь немногие вмешательства обеспечивают мощный, но контролируемый стресс, который вызывает физическая нагрузка. Этот стресс вызывает некоторые уникальные признаки кардиореспираторной дисфункции. Например, сброс крови справа налево, вызванный открытым овальным окном у пациентов с заболеванием легочных сосудов, легко наблюдается во время дополнительных физических нагрузок (Wasserman 9).0436 et al. ., 1999), и действительно шунтирование может происходить только во время физической нагрузки.
Тот же тест может дать количественную оценку эффекта лечения, позволяя клиницисту решить, требуется ли трансплантация легких.
Стресс-тестирование спортсменов необходимо для установления зон интенсивности тренировок и, при необходимости, для прогнозирования результатов. В этих случаях нагрузка на тело должна быть как можно более конкретной, чтобы получить соответствующую информацию о производительности.
В результате эргометры не только зависят от режима, но и обычно изготавливаются на заказ в том смысле, что они максимально используют личное снаряжение спортсмена. Появление высокоточных устройств для измерения силы и мощности почти устранило необходимость в регулярных лабораторных оценках физической подготовки в элитном велоспорте, и разработка носимых датчиков в других видах спорта, вероятно, приведет к той же цели. Несмотря на то, что лаборатория современных спортивных физиологов становится все более портативной, измерения в полевых условиях редко соответствуют точности и контролю лабораторной среды.
Перевод результатов из полевых исследований в лабораторию и наоборот останется основным направлением работы спортивных физиологов в обозримом будущем.
Хроническая реакция на физическую нагрузку: тренировка
Хорошо задокументированные эффекты физической тренировки являются проявлением хронической адаптации к физической нагрузке. Селье (1936) рассматривал мышечные упражнения как форму своего «общего адаптационного синдрома», хотя в более поздних работах он проводил различие между мышечными адаптациями к упражнениям и описываемой им неспецифической реакцией на стресс. Ключевой особенностью физической нагрузки является то, что адаптация к ней положительна во всех случаях, кроме самых крайних (перенапряжение или перетренированность). Другими словами, применение тренировочного напряжения, не вызывающего травм, будет поддерживать или улучшать физиологические функции, в отличие от так называемой «фазы истощения» общего адаптационного синдрома.
Хотя положительное влияние тренировок на работоспособность и физиологические параметры, такие как максимальное поглощение кислорода, известно уже несколько десятилетий, лишь относительно недавно были обнаружены изменения в морфологических компонентах, определяющих такие параметры, и молекулярных основах таких изменений, были охарактеризованы.
Тем не менее, только молекулярная основа «силовой» или «сопротивляющей» тренировки и тренировки «выносливости» до сих пор была убедительно дифференцирована. Даже в этих случаях наше понимание процессов, ведущих к тренировочной адаптации, далеко не полное. Чтобы увидеть наиболее четкое различие между силовыми тренировками и тренировками на выносливость, обычно требуется выборка тренированных участников. Это связано с тем, что даже относительно низкоинтенсивные упражнения у нетренированных людей приводят к синтезу как митохондриального, так и миофибриллярного белка (см. обзор Coffey & Hawley [2017]). Кроме того, по логистическим причинам исследования физической подготовки редко длятся более 8–12 недель, что сильно ограничивает нашу способность давать научно обоснованные рекомендации спортсменам, тренирующимся много лет.
Развитие фенотипа «выносливости», как и следовало ожидать, по-видимому, требует высокой потребности в энергии от окислительных процессов, но не требует производства больших сил.
Как подробно описано выше, такие высокоинтенсивные аэробные упражнения вызывают значительный метаболический стресс. Это приводит к фосфорилированию протеинкиназы, активируемой АМФ, и последующей транскрипции митохондриальных белков, что приводит к увеличению объема митохондрий и активности аэробных ферментов. В то же время ангиогенез (частично инициируемый экспрессией сосудистого эндотелиального фактора роста [VEGF]) приводит к большей плотности капилляров. Имеются данные о том, что почти каждый этап пути проводимости O2 за пределы альвеол можно улучшить с помощью тренировок на выносливость. Эти адаптации приводят к глубокому снижению стресса, испытываемого при данной абсолютной интенсивности. В результате при заданном уровне усилий улучшается работоспособность (рис. 2).
Воздействие на мышцы очень высоких нагрузок при тренировке с отягощениями приводит к совершенно другому стрессовому фактору и, следовательно, к совершенно другой реакции на упражнения на выносливость. Исследования, показывающие прирост максимальной силы без заметной мышечной гипертрофии, приводят к выводу, что прирост силы имеет нервное происхождение.
Однако поведение пула двигательных единиц в ответ на тренировку чрезвычайно сложно измерить. Только совсем недавно, например, поведение отдельных двигательных единиц стало отслеживаться в продольном направлении (Martinez-Valdes 9).0436 et al ., 2017), и эти данные свидетельствуют о том, что разные формы тренировок по-разному влияют на скорость возбуждения двигательных единиц. В состоянии сытости гипертрофия мышц, несомненно, происходит в ответ на тренировку с отягощениями, и ряд факторов, которые реагируют на механический стресс, вероятно, участвуют в сигнальных каскадах, ведущих к отложению новых сократительных белков. События «ниже по течению», приводящие к синтезу белка, были тщательно исследованы за последние 10-15 лет. Вкратце, гипертрофия, по-видимому, является результатом усиления синтеза белка, главным образом, механистической мишенью пути рапамицина (mTOR). Кроме того, не следует забывать о влиянии физических упражнений на ремоделирование соединительной ткани и костей для поддержки высокоинтенсивных мышечных сокращений.
Эти реакции могут играть важную роль в здоровом старении, позволяя избежать слабости в более позднем возрасте. Действительно, именно потому, что физические упражнения воздействуют на очень многие системы органов, их роль в первичной профилактической медицине в настоящее время вызывает интерес.
Детренированность: используй или потеряй
Последний поворот в истории стресса, вызванного физическими упражнениями, касается последствий уменьшения или устранения этого стресса. Многие из упомянутых выше адаптаций, вызванных обучением, начинают отступать после прекращения обучения. Однако если интенсивность упражнений сохраняется, то сохраняются и результаты, вызванные тренировкой, факт, который спортсмены используют при подготовке к соревнованиям (так называемая фаза «уменьшения»). Полное прекращение упражнений приводит к процессу детренированности, при котором размер мышц, плотность митохондрий и капилляров уменьшаются. Эти изменения происходят в течение нескольких дней или недель после прекращения тренировок.
Центральные сердечно-сосудистые адаптации, такие как объем левого желудочка и объем крови, возвращаются к своим дотренировочным значениям в течение нескольких месяцев. Эти потери, вызванные детренировкой, можно частично объяснить тем фактом, что поддержание этих адаптаций (таких как увеличение мышечной массы) требует больших энергетических затрат. В этом контексте переподготовка может показаться процессом экономии средств. Однако, как отмечалось выше, небольшое количество относительно интенсивных упражнений, по-видимому, способно поддерживать результаты, достигнутые предыдущими тренировками.
Выводы
В острой физиологической реакции на физическую нагрузку преобладают мышечные, сердечно-сосудистые и дыхательные механизмы прямой и обратной связи, каждый из которых пытается ограничить нарушение гомеостаза, вызванное мышечными сокращениями. Нарушение гомеостаза приводит к усталости и вызывает метаболические и/или механические сигналы, которые инициируют синтез новых белков.
Строят ли эти новые белки новые митохондрии или новые сократительные элементы, зависит от характера физической нагрузки. В результате физические нагрузки пытаются сломить нас, но их многократное применение в конечном итоге формирует нас.
Albert CM et al. (2000). Спровоцирование внезапной смерти от сердечных причин при сильном напряжении. N Engl J Med 343 , 1355–1361.
Бернли М. и Джонс AM (2016). Взаимосвязь мощности и продолжительности: физиология, усталость и пределы возможностей человека. Eur J Sport Sci , в печати.
Коффи В.Г. и Хоули Дж.А. (2017). Одновременная тренировка упражнений: отвлекают ли противоположности? J Физиол 595 , 2883–2896.
Мартинес-Вальдес E и др. . (2017). Дифференциальные двигательные единицы изменяются после тренировок на выносливость или высокоинтенсивных интервальных тренировок. Med Sci Sport Exerc 49 , 1126–1136
Seyle H (1936).