В этой таблице животные сгруппированы попарно. В каждой паре животные, обладающие примерно одинаковым весом и размерами тела. Первое животное в каждой паре отличается малой двигательной активностью, второе — высокой двигательной активностью. Данные показывают: чем напряженнее работают мышцы, тем более редким оказывается ритм сердца в состоянии покоя, (т. е. в более благоприятных условиях работает сердце). Продолжительность жизни пропорциональна степени двигательной активности животного.
Этот признак закрепился генетически и стал видовой особенностью организма. «Казалось бы, чем больший динамический компонент нагрузки на скелетную мускулатуру, тем, соответственно, большей должна быть изнашиваемость и деградация структур работающих систем и тем самым организма в целом. В обычной машине источником возрастания положительной энергии является не только диссипация энергии, но и неизбежное изнашивание и деградация структур работающих механизмов. Структурная деградация будет тем выраженней, чем интенсивнее работа машины. Данные наших исследований позволяют видеть, что в живых системах рабочая активность не только не способствует структурной деградации, но, напротив, является фактором, способствующим созданию структурной энергии»[21].
Различия, которые отмечены в табл. 5, характерны не только для животных разных видов. Они могут возникнуть у животных одного и того же вида при разной степени физической тренировки. Аршавский в качестве объекта исследования избрал кроликов и крыс — животных, у которых во взрослом состоянии естественный ритм дыхания и сердца снижается нерезко. В опытах, начатых с животными месячного возраста (т. е. с периода прекращения вскармливания молоком матери), кроликам и крысам давалась ежедневно специальная мышечная нагрузка. Тренировка продолжалась 3—5 месяцев. Этот срок оказался достаточным для выявления различий между тренируемыми и контрольными животными. У контрольных кроликов к 4—5-месячному возрасту потребление кислорода, характеризующее интенсивность энергетических затрат, составляло 13—14 мл на 1 кг веса в 1 минуту, а у подвергавшихся тренировке только 9—9,5 мл, т. е. уменьшалось примерно на 30%.
Следовательно, у тренируемых животных в состоянии покоя возникло снижение энергетических затрат. Ритм сердца у контрольных кроликов 4—5-месячного возраста равнялся 260—270 сокращениям в 1 минуту, а у тренируемых — 150—180. Число дыханий у тренируемых было вдвое меньше, нежели у контрольных, и составило 50 в 1 минуту. Отмеченные показатели резко отличались от наблюдаемых у обычных кроликов и приблизились к величинам, характерным для организма зайца. Эти различия возникли после тренировки, длящейся всего лишь 4—5 месяцев, т. е. в течение периода, равного 1/10—1/15 продолжительности жизни кролика.
Аналогичные данные были получены и при тренировке белых крыс. У контрольных животных 4—5-месячного возраста потребление кислорода равнялось 38 мл на 1 кг веса тела в 1 минуту, а у подопытных после 3—4-месячной тренировки — 28—31 мл/кг. Столь же значительно уменьшились и энергетические затраты на единицу поверхности тела. У тренированных крыс ритм сердца снизился почти вдвое, а ритм дыхания — на треть. Животные, ведущие более деятельный образ жизни, отличались и большей массой мозга.
Эти факты говорят об исключительной важности мышечной работы для развития механизмов, регулирующих функцию сердечно-сосудистой системы, и для увеличения продолжительности жизни.
Двигательная активность важна и для предупреждения старческой атрофии мышц. Известно, что в старости обычно возникает дегенерация и перерождение мышечных волокон, уменьшение количества функционирующих двигательных единиц[22], что приводит к несовершенству движений и значительной утомляемости. Отмечено, однако, что этих явлений не наступает (либо развитие их значительно запаздывает) у лиц, систематически занимающихся спортивной тренировкой.
Регистрация мышечной активности старых людей свидетельствует о нарушении сократительной способности мышц. Эти нарушения гораздо отчетливее выражены у лиц, занимавшихся умственным трудом, и почти отсутствуют у тех, кто продолжает заниматься физическим трудом. Старческая атрофия мышечных и нервных клеток может быть задержана постоянной тренировкой мышц.
Экспериментальное изучение мышц при чрезмерной и умеренной работе показало, что интенсивная нагрузка, чередующаяся с продолжительным отдыхом, вызывает улучшение состояния мышечных клеток (и нервных окончаний, регулирующих работу мышц). При этом нередко возникают даже новые нервные окончания на мышечных волокнах. В случаях, когда двигательная активность экспериментальных животных ограничивалась, развивалось перерождение мышечных волокон и связанных с ними нервных элементов.
Влияние двигательной активности на нервную систему и на другие органы и ткани связано в значительной мере с тем обстоятельством, что в работающих мышцах возникают сигналы, которые оказывают стимулирующее влияние на центральную нервную систему, поддерживая работоспособность нервных центров. Наоборот, ограничение движений уменьшает поток этих сигналов, что сказывается на развитии и функциях мозга, а также на состоянии вегетативной нервной системы, ведающей регуляцией деятельности внутренних органов.
Советский физиолог М. Р. Могендович показал, что тонус вегетативной нервной системы поддерживается сигналами, возникающими в работающих мышцах. При этом наблюдается соответствие между интенсивностью мышечной деятельности и степенью совершенства регуляции функции внутренних органов со стороны вегетативной и, особенно, симпатической нервной системы. Мышечная деятельность оказывает через вегетативную нервную систему стимулирующее влияние на многие внутренние органы. Отсутствие мышечной деятельности выключает эти стимулирующие влияния, ускоряет процессы старения ряда органов, ухудшая их функции.
В исследованиях, проведенных Д. А. Чеботаревым и И. В. Муравовым, взрослых крыс помещали в камеры, резко ограничивающие движение. В таком состоянии животные находились 16 недель. Затем у них изучались особенности реакции сердечно-сосудистой системы на разные воздействия. Оказалось, что при раздражении чувствительных нервных окончаний верхних дыхательных путей, а также нервов, регулирующих работу сердца и сосудов, у подопытных животных выявлено значительное ослабление механизмов, регулирующих деятельность сердечно-сосудистой системы.
Обнаружено, что длительное ограничение движений вызывает сдвиги в состоянии сердца и сосудов, напоминающие те, которые возникают при старении организма. Подобные сдвиги способствуют возникновению поражений сердечно-сосудистой системы.
По данным Л. А. Иоффе и М. А. Абрикосовой, у мастеров спорта и спортсменов-перворазрядников (штангистов и бегунов) после 40-дневного постельного режима ухудшились функции сердечно-сосудистой системы, возникали заметные изменения динамики сердечных сокращений, учащался ритм сердца, снижалась эффективность механизмов, регулирующих работу сердечно-сосудистой системы.
Строгий постельный режим на протяжении 10 суток приводит к учащению пульса, уменьшению энергии сердечных сокращений, а также к слабости, затрудняющей выполнение обычной физической работы. Электрокардиограммы свидетельствуют о возникновении кислородного голодания сердечной мышцы.
Крысы, помещенные на неделю в узкую клетку, умирают от воздействия, в 3—4 раза менее интенсивного, чем те, которые вызывают гибель животных, содержавшихся в нормальных условиях.
Все перечисленные факты свидетельствуют о важности мышечной активности для предупреждения патологических изменений многих органов и систем. Не случайно, что уровень заболеваемости спортсменов значительно ниже, чем у лиц, не занимающихся спортом. Этот вывод подтверждается на примере общей заболеваемости, простудных болезней и даже травм (табл. 6).
