Влияние физических упражнений на обмен веществ и трофические процессы в патологически измененном организме особенно ярко сказывается во влиянии на регенерацию.
В эксперименте на животных показано, что раннее (с первых дней) применение движений с участием в них мышц, коим была нанесена травма, обеспечивает в конечном итоге замещение дефекта мышечной тканью, у животных же с наложенной после травмы иммобилизацией дефект замещался рубцом. Существенное значение, кроме функционального раздражения, имеет при этом изменение биохимического состава крови и повышенное насыщение ее при мышечных движениях пластическими фракциями белка.
В отношении костной ткани это влияние физических упражнений на обмен веществ с исключительной убедительностью показано А. В. Рахмановым. В эксперименте обеспечение в период образования костной мозоли функционального раздражения в виде дозированного бега направляло ход процессов костеобразования в русло, приближающееся к развитию костной ткани в зародышевом и постэмбрионалыюм периодах. При резко же сниженной, функциональной нагрузке имели место рыхлое строение костной мозоли и беспорядочность в появлении и расположении цементирующих линий.
Постоянное подтверждение действия этого механизма дает хирургическая клиника при использовании ходьбы и лечебной гимнастики в целях ускорения формирования костной мозоли. Иллюстрацией являются рентгенограммы больной со сколоченным переломом хирургической шейки плеча, лечившейся без иммобилизации, но с применением лечебной гимнастики с 4-го дня после травмы. Известно, что для развития костной мозоли при переломе плеча в среднем необходимо 8—10 недель. На рентгенограмме, произведенной к концу 6-й недели после перелома, уже видна хорошо выраженная костная мозоль и полноценное восстановление анатомических соотношений. У больной к этому же сроку были полностью восстановлены движения.
При чрезмерном функциональном раздражении может иметь место извращающее регенерацию влияние. И. П. Криворотов в эксперименте получал замедление процесса регенерации поврежденного сухожилия при чрезмерно раннем и сильном функциональном раздражении (ранние пассивные движения). Демонстративны в этом отношении развивающиеся при переломах длинных трубчатых костей деформации в случаях, когда нагрузка не соответствует направлению оси указанных костей.
При длительном применении в лечебных целях покоя, в частности иммобилизации, происходят морфологические и биохимические изменения: атрофия и дистрофия мышечной, костной, нервной тканей, изменения в белковом (резкое снижение содержания миозина и увеличение коллагена), углеводном (снижение содержания гликогена, замедление процесса анаэробного гликолиза) и фосфорном (снижение содержания креатинфосфорной кислоты) обмене, уменьшение сети и облитерация части капилляров в мышцах. В связи с изменениями в тканях суставов появляется тугоподвижность.
А. Г. Гинецинский, выключая в опыте на кроликах функцию конечности, наблюдал, что через 11 дней уменьшение веса мышц иммобилизированной конечности за счет атрофии достигало 35—37% в сравнении с мышцами нормально действовавшей лапки животного.
Рентгенограммы даже здоровых конечностей у длительно пребывающих в постели больных указывают на развитие остеопороза.
При целенаправленном применении физических упражнений наблюдается обратное развитие изменений в тканевых структурах и в обменных процессах, ранее вызванных длительной иммобилизацией. Это касается в равной мере мышечной, костной, нервной и других тканей. При далеко зашедших изменениях этот процесс очень несовершенен. Особенно неблагоприятно протекает обратное развитие в условиях частичной денервации и деафферентации измененных тканей.
Под влиянием функционального раздражения при движениях происходят формирование тканевых элементов сустава после артропластик, развитие сети воспринимающих аппаратов тактильного, температурного и других анализаторов на фалангизированном предплечье.
Структурные изменения, происходящие в тканях при физических упражнениях, зависят от характера выполняемых мышечных нагрузок. Соответственно с преобладанием тех или иных особенностей в деятельности мышц происходят изменения соотношений ядерной и протоплазменной массы, формы и абсолютного количества ядер, увеличение количества и приспособление форм окончаний двигательных нервов применительно к особенностям мышечной деятельности.
Увеличение общего объема мышцы (в основном за счет протоплазменной массы) наиболее быстро происходит под влиянием упражнений с нагрузками, близкими к предельным по степени напряжения. В костях под влиянием возрастающих нагрузок утолщается и уплотняется кортикальный слой. Становятся более массивными костные трабекулы в спонгиозных костях и более выраженными гребни, выросты и шероховатости, служащие для прикрепления мышц.
Использование физических упражнений с целью воздействия на трофические процессы может носить профилактический характер, обеспечивая предупреждение морфологических и биохимических изменений при временном выключении или резком ограничении функции. Например, замедляется развитие тугоподвижности суставов, если применяется лечебная гимнастика при переломах конечности с наличием гипсовой повязки или скелетного вытяжения.
Применение физических упражнений ведет к стойким биохимическим изменениям, находящимся в зависимости от характера деятельности мышц. В мышцах, выполняющих скоростные нагрузки и несущих статические напряжения, увеличивается содержание фосфокреатина, гликогена, гексозофосфата и других веществ, принимающих участие в анаэробных реакциях и обеспечивающих большую интенсивность анаэробного гликогенолиза. В мышцах, выполняющих умеренную силовую работу, требующую большой выносливости, повышается содержание дыхательных ферментов, миоглобииа, глютатиона, аскорбиновой кислоты, холестерина и других веществ, необходимых для протекания окислительных процессов и более интенсивного тканевого дыхания. Соответствующие биохимические изменения происходят и в тканях центральной и периферической нервной системы, в мышце сердца, в костях и т. д. В силу этих изменений повышается потребление соответствующих веществ, поступающих с пищей. Особенно выражено оно в отношении углеводов, витаминов, фосфорсодержащих веществ.
В тех случаях, когда во время болезни имеет место относительная недостаточность окислительных процессов, применение упражнений, активизируя аэробную фазу обмена, уменьшает эту недостаточность. Физические упражнения при соответствующем их подборе могут стимулировать по преимуществу жировой или белковый, или углеводный обмен.
Упражнения могут содействовать рассасыванию остаточных воспалительных продуктов в тканях (при пневмониях, при артритах различной этиологии) или продуктов кровоизлияния после ушиба. Представляется возможной в показанных случаях стимуляция процессов воспаления, например при торпидно протекающем огнестрельном остеомиелите.
Возникновение временных или постоянных компенсаций неизбежно имеет место в ходе развития болезни. С помощью физических упражнений возможно обеспечить наибольшую полноценность компенсации и своевременность их формирования.
При ранении легкого можно содействовать созданию наиболее совершенного временного механизма викарного усиления функции здорового легкого с замедленным и усиленным выдохом. У больного с компрессионным переломом поясничных позвонков временной компенсацией может явиться развитие «мышечного корсета» и создание осанки со значительно увеличенным поясничным лордозом. При этом перемещение оси нагрузки с тел компримированных позвонков на их дужки создает возможность разрешить больному ходить в более ранние сроки. Компенсация продолжает использоваться до момента развития хорошей костной мозоли.
Формирование с помощью физических упражнений постоянных компенсаций имеет место при безвозвратной утрате функции. Вырабатываемые компенсации могут носить различный характер.
Следует подчеркнуть, что имеется не восстановление, а компенсация функций, осуществляемая за счет сложнейшей переделки иннервационных отношений. Компенсаторное формирование нового управления движением имеет место также при травмах и заболеваниях больших полушарий головного мозга и при операциях на них. Компенсация совершается за счет вовлечения клеток моторной зоны второго полушария, клеток соседних извилин моторной зоны и, наконец, премоторной зоны.
Иллюстрацией могут быть следующие данные. В клинику поступила молодая девушка с тяжелой формой кожевниковской эпилепсии. Попытки к активным движениям левой верхней конечностью вызывали у нее на левой стороне генерализованные сокращения мышц как руки, так и ноги, протекавшие по типу клонических судорог. Чтобы избавить больную от тягостного состояния, в ходе операции была удалена вся область коры, соответствующая расположению коркового конца двигательного анализатора левой руки. Развился вялый паралич этой конечности. Судорожные движения исчезли. Через месяц после операции начато было применение лечебной гимнастики с использованием пассивных движений парализованной рукой и одновременной посылкой импульсов к движению руки. Они сочетались с аналогичными активными движениями здоровой руки.
В конце первого месяца занятий у больной появились едва заметные сокращения мышц, а по истечении второго — активные движения во всех крупных суставах левой верхней конечности.
Конечные результаты: движения верхней конечности восстановились в пределах, необходимых для самообслуживания; больная окончила обучение в библиотечном техникуме; работает, чувствует себя вполне приспособленной к жизни.
Основная сущность механизма формирования компенсации — создание за счет соответствующего обучения (условнорефлекторный процесс!) наиболее полноценного замещения утраченной или измененной функции с последующей автоматизацией и закреплением по типу навыка. Формирование компенсаций наиболее успешно осуществляется в отношении функций, регулируемых через вторую сигнальную систему.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.