Клинико-физиологическое обоснование лечебного применения физических упражнений

Взаимодействие человека с окружающей средой осуществляется через движение. Использование двигательного акта с лечебной целью закономерно обосновано целым рядом ученых (Ю.И. Данько, В.К. Добровольский, А.А. Лепорский, М.Р. Могендович, В.Н. Мошков и др.). В тоже время необходимо отметить большой вклад отечественной физиологии в теоретическое понимание процессов, происходящих в организме при движении (И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.Е. Введенский, А.А. Ухтомский, П.К. Анохин, К.В. Судаков и др.). Роль мышечной деятельности для человека обусловлена социальной, биологической и, наконец, витальной потребностью человеческого организма. Современное представление о целенаправленном поведении человека, в том числе и отдельного двигательного акта, базируется на системообразующем подходе, ведущим звеном которого является полезный для жизнедеятельности приспособительный результат (П.К. Анохин).

С позиции принципа системного квантования процессов жизнедеятельности двигательный акт может быть соотнесен с отдельным квантом поведения. Это наиболее очевидно при иерархическом квантовании, когда удовлетворение ведущей потребности значительно отставлено во времени и для достижения конечного результата необходимо выполнить ряд предварительных действий.

Наиболее совершенная модель структуры поведения изложена в концепции функциональных систем П.К. Анохина (1898-1974). Согласно этой концепции первой стадией поведенческого акта считается афферентный синтез, заключающийся в анализе нервной системой сигналов, поступающих из внешней и внутренней среды, имеющих значение для удовлетворения наличной потребности. На характер и результат афферентного синтеза оказывает влияние существующая мотивация, информация наследственной и приобретенной памяти, обстановочная (соответствующая моменту) и пусковая (стартовая) афферентация. По завершению афферентного синтеза начинается стадия принятия решения, заканчивающаяся эфферентным возбуждением, выливающимся в целенаправленном поведении. При недостаточном удовлетворении потребностей наступает стадия обратной афферентации.

Двигательный акт, как основное средство ЛФК – сложный интегративный процесс, который координируется сенсорными системами человеческого организма (зрительной, слуховой, вестибулярной, тактильной и др.). Причем картина возбуждений, создаваемая этими биологически значимыми стимулами, и есть явление пусковой афферентации. Афферентные импульсы с сенсорных структур напрямую конвергируют с афферентными импульсами от проприорецепторов в сенсомоторной коре. Однако способность пусковых стимулов инициировать движение не является абсолютной. Она зависит от той обстановки, условий, в которых действуют эти стимулы. Повторяющаяся в определенные часы и в определенной обстановке (палата, кабинет или зал, где проводится ЛГ) запускает обстановочную афферентацию. При этом построение программы движения учитывает множество факторов, как доминирующую мотивацию, так и пространственно-временные характеристики среды, сигнальная значимость ее стимулов, прошлый жизненный опыт. Обстановочная афферентация включает не только возбуждение от стационарной обстановки, но и ту последовательность афферентных возбуждений, которая ассоциируется с этой обстановкой. Иными словами использование любого элемента ЛФК приводит к воспроизведению всей процедуры ЛГ в ЦНС, хотя степень импульсации может иметь различный характер. Особую роль играет мотивация (тождественно явлению доминанты А.А. Ухтомского), включающая в себя основную витальную потребность (сохранение жизни и здоровья) и речевую регуляцию движений. Спецификой движений у человека является то, что они подчинены речевым воздействиям, т.е. могут программироваться лобными долями в ответ на поступающие извне словесные сигналы: внешней (речь методиста или врача ЛФК) и внутренней речи (мышления) самого человека, претворяющие замысел (цель) во внутренний план действий.

Рис.1. Общая архитектура функциональной системы, представляющая собой основу «концептуального моста» между уровнями системных и аналитических процессов.

Важная роль в процессе движения принадлежит эмоциям. Теория функциональных систем рассматривает эмоциональные состояния в отрезке поведенческой деятельности (К.В. Судаков). Эмоциональное возбуждение распространяется в нисходящем направлении из лимбических структур через соматическую, вегетативную нервную систему и через соответствующие биологически активные вещества и гормоны на скелетную мускулатуру, эндокринные железы и внутренние органы. Вследствие генерализованного распространения на периферические органы любая эмоция охватывает практически весь организм. Положительные эмоции, которые формируются при проведении ЛГ (выделение эндорфинов и энкефалинов) помогают нормализовать тонус ЦНС и приводят к уравновешиванию вегетативных, гормональных и гуморальных реакций в организме.

Рис. 2. Схема возникновения эмоционального состояния (А.В. Вальдман).

В результате сложной интегративной работы в ЦНС (коре больших полушарий, подкорковых центров, ретикулярную формацию ствола мозга и др.) формируется доминанта, которая на время проведения ЛГ перекрывает патологическую импульсацию, идущую от существующего дефекта и создает основу для следующей стадии. Следующая стадия это принятие решения, которая формируется из программирования результатов будущих событий, являющегося непременным атрибутом любого сложного движения, (акцептор результата действия), так и пути достижения будущего результата (эфферентный синтез). Эфферентный синтез заканчивается формированием общего эффекторного возбуждения, который включает в себя соматический, вегетативный и эндокринный компоненты. Соматическим компонентом служат разнообразные движения, которые используются для коррекции патологических процессов, по сути считающиеся целевыми функциями, – установка и поддержание позы, ориентировка на источник внешнего сигнала, перемещение тела в пространстве (локомоция), удержание частей тела в фиксированном положении, манипуляции (оперативные движения конечностями). Причем сами движения сопровождаются вегетативными и эндокринными реакциями. Существует сложная межсистемная регуляция физиологических функций – моторно-висцеральные и висцеро-моторные связи. Теория моторно-висцеральных рефлексов, разработанная М.Р. Могендовичем, объясняет взаимосвязь мышечной деятельности и функционирования внутренних органов. Импульсы с рецепторов мышц, сухожилий и суставов поступают в ЦНС (кору больших полушарий, подкорковые центры, ретикулярную формацию ствола мозга) и через нее регулируют деятельность и трофику внутренних органов. Этот механизм дополняет гормонально-гуморальный компонент. Изменяя темп, скорость, амплитуду и другие параметры движения, используя статическую и динамическую нагрузку в ЛФК можно существенно изменять извращенные или ослабленные при заболеваниях и травмах реакции организма. При этом характер этих изменений четко программируется индивидуально подобранным комплексом упражнений. Характеристику эффектов, на которых базируется ЛФК, разработал В.К. Добровольский.

В результате ежедневной тренировки формируется результат действия ЛФК, при этом конечный результат складывается из каждодневно достигнутого результата и результатов, отдельных ФУ и отдельных элементов каждого упражнения. Проводится оценка этого результата, после чего включается одна из стадий поведения, названная П.К. Анохиным обратной афферентацией или внешняя обратная связь по А.С. Батуеву. Обратная афферентация используется для непрерывного контроля и коррекции выполняемого движения. Причем сенсорные раздражители так же могут выполнять корректирующую функцию. Было показано, что быстрые движения баллистического типа относительно независимы от сигналов обратной связи, а медленные движения в значительной мере зависят от их наличия (Н.Н. Данилова, А.Л. Крылова). Движения, базирующиеся на врожденных координациях, в меньшей степени требуют обратной корреляции от локомоторного аппарата, а движения, в основе которых лежит формирование координационных отношений, всецело зависят от соматической афферентации с двигательного аппарата (А.С. Батуев).

Таким образом, двигательный акт представляет сложную иерархическую систему, работающую на многих уровнях, причем на каждом уровне имеется своя ведущая афферентация и собственный тип регулируемых движений. Использование такой системы с лечебной целью позволяет программировать желаемый результат и добиваться долговременного улучшения здоровья.