Preview

Кардиоваскулярная терапия и профилактика

Расширенный поиск

Вклад аэробных физических нагрузок в сбережение здоровья: известные механизмы и перспективные исследования

https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-2878

Полный текст:

Аннотация

Пандемия хронических неинфекционных заболеваний, составляющая в настоящий момент одну из основных угроз для здоровья и благополучия человечества, заставляет искать пути ранней профилактики их развития. Низкие уровни кардиореспираторной выносливости, обусловленные малоподвижным образом жизни, связаны с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний, смерти от всех причин и показателями смертности от наиболее распространенных онкологических заболеваний. Скелетная мускулатура является важнейшим секреторным органом и характеризуется выдающимися метаболическими характеристиками и выносливостью. Низкодозовый стресс, вызванный физической нагрузкой, способствует митохондриальному биогенезу и ремоделированию не только мышечной системы, но и других систем, вовлеченных в процесс поддержания мышечной активности, включая регулирование метаболизма глюкозы и жиров, поддержание иммунитета, стимулирование ангиогенеза. Эти и другие эффекты физической активности реализуются через открытую в последние годы систему миокинов. Выключение паракринной, экзокринной и эндокринной функции мышц не может быть восполнено никакими другими способами и приводит к нарушению жизненно важных адаптивных процессов. Целью настоящего обзора является синтез имеющихся на сегодняшний день доказательств эволюционно обусловленной уникальной роли аэробных физических нагрузок в поддержании здорового функционирования организма человека, а также описание цепи патологических реакций, возникающих при гиподинамии. Поиск проводился в базе данных Medline и PubMed Central по ключевым словам: кардиореспираторная выносливость, хронические неинфекционные заболевания, максимальное потребление кислорода, миокины, интерлейкин-6, аэробные физические нагрузки.

Об авторах

Ю. Л. Беграмбекова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Россия

Беграмбекова Юлия Леоновна — кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отдела возраст-ассоциированных заболеваний Медицинского научно-образовательный центра, доцент кафедры терапии факультета фундаментальной медицины.

Москва.

Тел.: +7 (985) 467-92-73



Я. А. Орлова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Россия

Орлова Яна Артуровна — доктор медицинских наук, руководитель отдела возраст-ассоциированных заболеваний Медицинского научно-образовательный центра, заведующий кафедрой терапии факультета фундаментальной медицины.

Москва.



Список литературы

1. Naghavi M, Abajobir AA, Abbafati C, et al. Global, regional, and national age-sex specific mortality for 264 causes of death, 19802016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet. 2017;390(10100):1151-210. doi:10.1016/S0140-6736(17)32152-9.

2. Rastad H, Karim H, Ejtahed H-S, et al. Risk and predictors of in-hospital mortality from COVID-19 in patients with diabetes and cardiovascular disease. Diabetol Metab Syndr. 2020;12:57. doi:10.1186/s13098-020-00565-9.

3. Schmid D, Leitzmann MF. Cardiorespiratory fitness as predictor of cancer mortality: a systematic review and meta-analysis. Ann Oncol. 2015;26(2):272-8. doi:10.1093/annonc/mdu250.

4. Ross R, Blair SN, Arena R, et al. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2016;134(24):e653-99. doi:10.1161/CIR.0000000000000461.

5. Myers J, McAuley P, Lavie CJ, et al. Physical Activity and Cardiorespiratory Fitness as Major Markers of Cardiovascular Risk: Their Independent and Interwoven Importance to Health Status. Progr Cardiovasc Dis. 2015;57(4):306-14. doi:10.1016/j.pcad.2014.09.011.

6. Laukkanen JA, Kurl S, Salonen JT. Cardiorespiratory fitness and physical activity as risk predictors of future atherosclerotic cardiovascular diseases. Curr Atherosclerosis Rep. 2002;4(6):468-76. doi:10.1007/s11883-002-0052-0.

7. Gulati M, Pandey DK, Arnsdorf MF, et al. Exercise Capacity and the Risk of Death in Women: The St James Women Take Heart Project. Circulation. 2003;108(13):1554-9. doi:10.1161/01.CIR.0000091080.57509.E9.

8. Raitakari OT, Juonala M, Kahonen M, et al. Cardiovascular Risk Factors in Childhood and Carotid Artery Intima-Media Thickness in Adulthood: The Cardiovascular Risk in Young Finns Study. JAMA. 2003;290(17):2277. doi:10.1001/jama.290.17.2277.

9. Liebenberg L. Persistence Hunting by Modern Hunter-Gatherers. Curr Anthropol. 2006;47(6):1017-26. doi:10.1086/508695.

10. Liebenberg L. The relevance of persistence hunting to human evolution. J Hum Evol. 2008;55(6):1156-9. doi:10.1016/j.jhevol.2008.07.004.

11. Baker LB. Physiology of sweat gland function: The roles of sweating and sweat composition in human health. Temperature. 2019;6(3):211-59. doi:10.1080/23328940.2019.1632145.

12. O'Neill MC, Umberger BR, Holowka NB, et al. Chimpanzee super strength and human skeletal muscle evolution. PNAS. 2017;114(28):7343-8. doi:10.1073/pnas.1619071114.

13. Schiaffino S, Reggiani C. Fiber Types in Mammalian Skeletal Muscles. Physiol Rev. 2011;91(4):1447-531. doi:10.1152/physrev.00031.2010.

14. Hawley JA. Adaptations of skeletal muscle to prolonged, intense endurance training. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2002;29(3):218-22. doi:10.1046/j.1440-1681.2002.03623.x.

15. Shave RE, Lieberman DE, Drane AL, et al. Selection of endurance capabilities and the trade-off between pressure and volume in the evolution of the human heart. PNAS. 2019;116(40):19905-10. doi:10.1073/pnas.1906902116.

16. Fry AC. The Role of Resistance Exercise Intensity on Muscle Fibre Adaptations. Sports Med. 2004;34(10):663-79. doi:10.2165/00007256-200434100-00004.

17. Cochran AJR, Percival ME, Tricarico S, et al. Intermittent and continuous high-intensity exercise training induce similar acute but different chronic muscle adaptations: Muscle adaptations to high-intensity exercise training. Exp Physiol. 2014;99(5):782-91. doi:10.1113/expphysiol.2013.077453.

18. Voltarelli VA, Coronado M, Fernandes LG, et al. e2-Adrenergic Signaling Modulates Mitochondrial Function and Morphology in Skeletal Muscle in Response to Aerobic Exercise. Cells. 2021;10(1):146. doi:10.3390/cells10010146.

19. Eichberg JW, Shade RE. “Normal” blood pressure in chimpanzees. J Med Primatol. 1987;16(5):317-21.

20. Clausen JP, Lassen NA. Muscle blood flow during exercise in normal man studied by the 133Xenon clearance method. Cardiovasc Res. 1971;5(2):245-54. doi:10.1093/cvr/5.2.245.

21. Gaitanos GC, Williams C, Boobis LH, Brooks S. Human muscle metabolism during intermittent maximal exercise. J Applied Physiol. 1993;75(2):712-9. doi:10.1152/jappl.1993.75.2.712.

22. Hollidge-Horvat MG, Parolin ML, Wong D, et al. Effect of induced metabolic acidosis on human skeletal muscle metabolism during exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab. 1999;277(4):E647-58. doi:10.1152/ajpendo.1999.277.4.E647.

23. Shulman RG. Glycogen Turnover Forms Lactate during Exercise. Exerc Sport Sci Rev. 2005;33(4):157-62. doi:10.1097/00003677-200510000-00002.

24. Shulman RG, Rothman DL. The “glycogen shunt” in exercising muscle: A role for glycogen in muscle energetics and fatigue. PNAS. 2001;98(2):457-61. doi:10.1073/pnas.98.2.457.

25. Romijn JA, Klein S, Coyle EF, et al. Strenuous endurance training increases lipolysis and triglyceride-fatty acid cycling at rest. J Appl Physiol. 1993;75(1):108-13. doi:10.1152/jappl.1993.75.1.108.

26. Koopman R, Wagenmakers AJM, Manders RJF, et al. Combined ingestion of protein and free leucine with carbohydrate increases postexercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005;288(4):E645-53. doi:10.1152/ajpendo.00413.2004.

27. Yeo WK, Lessard SJ, Chen Z-P, et al. Fat adaptation followed by carbohydrate restoration increases AMPK activity in skeletal muscle from trained humans. J Appl Physiol. 2008;105(5):1519-26. doi:10.1152/japplphysiol.90540.2008.

28. Calabrese EJ, Bachmann KA, Bailer AJ, et al. Biological stress response terminology: Integrating the concepts of adaptive response and preconditioning stress within a hormetic doseresponse framework. Toxicol Appl Pharmacol. 2007;222(1):122-8. doi:10.1016/j.taap.2007.02.015.

29. Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 1986;74(5):1124-36. doi:10.1161/01.CIR.74.5.1124.

30. Samson L, Cairns J. A new pathway for DNA repair in Escherichia coli. Nature. 1977;267(5608):281-3. doi:10.1038/267281a0.

31. Radak Z, Chung HY, Goto S. Exercise and hormesis: oxidative stress-related adaptation for successful aging. Biogerontology. 2005;6(1):71-5. doi:10.1007/s10522-004-7386-7.

32. Steensberg A, Hall G, Osada T, et al. Production of interleukin-6 in contracting human skeletal muscles can account for the exercise-induced increase in plasma interleukin-6. J Physiol. 2000;529(1):237-42. doi:10.1111/j.1469-7793.2000.00237.x.

33. Pedersen BK, Steensberg A, Fischer C, et al. Searching for the exercise factor: is IL-6 a candidate? J Muscle Res Cell Motil. 2003;24(2-3):113-9. doi:10.1023/a:1026070911202.

34. Kanzleiter T, Rath M, Gorgens SW, et al. The myokine decorin is regulated by contraction and involved in muscle hypertrophy. BBRC. 2014;450(2):1089-94. doi:10.1016/j.bbrc.2014.06.123.

35. Serrano AL, Baeza-Raja B, Perdiguero E, et al. Interleukin-6 Is an Essential Regulator of Satellite Cell-Mediated Skeletal Muscle Hypertrophy. Cell Metab. 2008;7(1):33-44. doi:10.1016/j.cmet.2007.11.011.

36. Oliff HS, Berchtold NC, Isackson P, et al. Exercise-induced regulation of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) transcripts in the rat hippocampus. Mol Brain Res. 1998;61(1-2):147-53. doi:10.1016/S0169-328X(98)00222-8.

37. Febbraio MA, Hiscock N, Sacchetti M, et al. Interleukin-6 Is a Novel Factor Mediating Glucose Homeostasis During Skeletal Muscle Contraction. Diabetes. 2004;53(7):1643-8. doi:10.2337/diabetes.53.7.1643.

38. Chan MHS, Carey AL, Watt MJ, et al. Cytokine gene expression in human skeletal muscle during concentric contraction: evidence that IL-8, like IL-6, is influenced by glycogen availability. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2004;287(2):R322-7. doi:10.1152/ajpregu.00030.2004.

39. Severinsen MCK, Pedersen BK. Muscle-Organ Crosstalk: The Emerging Roles of Myokines. Endocr Rev. 2020;41(4):594-609. doi:10.1210/endrev/bnaa016.

40. Heinrich PC, Behrmann I, Haan S, et al. Principles of interleukin (IL)-6-type cytokine signalling and its regulation. Biochem J. 2003;374(1):1-20. doi:10.1042/bj20030407.

41. Nielsen HB, Secher NH, Christensen NJ, et al. Lymphocytes and NK cell activity during repeated bouts of maximal exercise. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 1996;271(1):R222-7. doi:10.1152/ajpregu.1996.271.1.R222.

42. Nieman DC, Henson DA, Smith LL, et al. Cytokine changes after a marathon race. J Appl Physiol. 2001;91(1):109-14. doi:10.1152/jappl.2001.91.1.109.

43. van Hall G, Steensberg A, Sacchetti M, et al. Interleukin-6 Stimulates Lipolysis and Fat Oxidation in Humans. J Clin Endocrinol Metab. 2003;88(7):3005-10. doi:10.1210/jc.2002-021687.

44. Reynisdottir S, Wahrenberg H, Carlstrm K, et al. Catecholamine resistance in fat cells of women with upper-body obesity due to decreased expression of beta2-adrenoceptors. Diabetologia. 1994;37(4):428-35. doi:10.1007/BF00408482.

45. Бровин Д. Л., Беляева О. Д., Пчелина С. Н. и др. Толщина комплекса интима-медиа общих сонных артерий, уровень общего и высокомолекулярного адипонектина у женщин с абдоминальным ожирением. Кардиология. 2018;58(6):29-36. doi:10.18087/cardio.2018.6.10122.

46. Wedell-Neergaard A-S, Eriksen L, Granb®k M, et al. Low fitness is associated with abdominal adiposity and low-grade inflammation independent of BMI. PLOS ONE. 2018; 13(1):e0190645. doi:10.1371/journal.pone.0190645.

47. Логинов С.И., Кинтюхин А.С., Логвинова С. Г. и др. Возрастные и гендерные особенности кардиореспираторной выносливости человека в условиях урбанизированного Сибирского Севера. Человек. Спорт. Медицина. 2017;17(S):12-24. doi:10.14529/hsm17s02.

48. Peterman JE, Arena R, Myers J, et al. Development of Global Reference Standards for Directly Measured Cardiorespiratory Fitness: A Report From the Fitness Registry and Importance of Exercise National Database (FRIEND). Mayo Clin Proc. 2020;95(2):255-64. doi:10.1016/j.mayocp.2019.06.013.

49. Clausen JSR, Marott JL, Holtermann A, et al. Midlife Cardiorespiratory Fitness and the Long-Term Risk of Mortality. JACC. 2018;72(9):987-95. doi:10.1016/j.jacc.2018.06.045.


Для цитирования:


Беграмбекова Ю.Л., Орлова Я.А. Вклад аэробных физических нагрузок в сбережение здоровья: известные механизмы и перспективные исследования. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021;20(5):2878. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-2878

For citation:


Begrambekova Yu.L., Orlova Ya.A. Health benefits of aerobic exercise: known mechanisms and research potential. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2021;20(5):2878. (In Russ.) https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-2878

Просмотров: 143


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1728-8800 (Print)
ISSN 2619-0125 (Online)