НАШИ ПАРТНЁРЫ:

1.	Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова   2.	Институт биоорганической химии РАН им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова

 

   Институт биологии гена РАН

НИЦ Курчатовский институт   Институт нормальной физиологии им П.К. Анохина РАМН

НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН   10.	НИИ высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Институт Ревматологии РАН   Санкт-Петербургский Государственный университет   

Российский научный центр радиологии и хирургических технологий  

Институт физиологии РАН им. И.П. Павлова   Институт системной биологии

Институт прикладной физики РАН   Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского  

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики   Институт физиологии и биохимии растений и микроорганизмов РАН

Институт проблем лазерных технологий РАН   Институт Земного Магнетизма, Ионосферы и Распространения Радиоволн РАН (ИЗМИРАН)

Южный федеральный университет   Институт Фотоннных технологий (Йена, Германия) (Institute of Photonic Technology)

Противораковый институт (Сан-Диего, США) (Anticancer Institute)   Институт Мозга, Япония (Brain Science Institute (BSI), RIKEN)

Центр офтальмологии и визуальных наук Университета Коимбра, Португалия (IBILI, Faculty of Medicine, University of Coimbra, Portugal   Лондонский исследовательский институт, Великобритания (London Research Institute, Cancer Research, UK)

Институт Фундаментальных исследований в медицине, Осло, Норвегия (Institute of Basic Medical Sciences, Medical Faculty of the University of Oslo, Oslo, Norway)   Институт физиологической химии, Эссен, Германия (Institute of Physiological Chemistry, University of Essen, Essen, Germany)

Компания «Медозонс»   Компания «Imalux Corporation»

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные достижения

 

В хронических экспериментах физиологическими, биохимическими и морфологическими (гистологическими, гистохимическими и электронно-микроскопическими) методами ведётся поиск и изучение морфо-функциональных основ индивидуальной реакции организма на различные режимы двигательной активности.

 

1. Выявлены общие и частные закономерности адаптации к мышечным нагрузкам и гипокинезии.

Адаптация организма млекопитающих к однократным, многократным мышечным нагрузкам динамического характера и их ограничению (гипокинезии) протекает этапно (стадийно), в виде волн изменений параметров кардиореспираторной системы (рис. 1).

Первый этап проявляется в рассогласовании системы в ответ на действие фактора – фаза острого состояния (фаза 1 однократных нагрузок, фаза 1 цикла 1, 2 многократных нагрузок, первая фаза адаптационной реакции при гипокинезии).

Второй этап характеризуется формированием избыточной реакции сердечно-сосудистой системы (появление признаков систолической перегрузки миокарда) и экстенсивной работой дыхательной системы – фаза первичной дезинтеграции (фаза 2 однократных нагрузок, фаза 2 цикла 1, 2 многократных нагрузок, вторая фаза адаптационной реакции при ГК).

Третий этап отличается уменьшением напряженности функционирования структур миокарда, что проявляется в снижении признаков систолической перегрузки миокарда и появление экономизации работы дыхательной системы – фаза развития интеграции (фаза 3 однократных нагрузок, фаза 3 цикла 1, 2 многократных нагрузок, третья фаза адаптационной реакции при ГК). Уменьшение признаков перегрузки миокарда в дальнейшем приводит к новому этапу адаптационной реакции – фаза интеграции сердечно-сосудистой и дыхательной систем к действию фактора (фаза 4 однократных нагрузок, фаза 4 цикла 1, 2 многократных нагрузок, четвертая фаза при ГК).

 

Рис. 1. Общие закономерности адаптации кардиореспираторной системы

Рис. 1. Общие закономерности адаптации кардиореспираторной системы

 

Продолжение воздействия приводит к исчерпанию структурно-функционального резерва данного уровня взаимодействия и вызывает новое рассогласование взаимодействующих элементов, при этом возможны два пути развития адаптационной реакции. Если действующий сигнал не является чрезмерным, то развивается новая волна, со всеми фазами, характерными для первого цикла взаимодействия, но протекающая на новом, морфологически измененном уровне. При наличии сильного сигнала (нагрузка «до отказа») продолжение взаимодействия не приводит к развитию нового цикла, а вызывает только начальные этапы второй волны, которая включает этап рассогласования. Отсутствие времени на перестройку функционирующей системы и исчерпание структурно-функционального резерва данного уровня взаимодействия может приводить к гибели как системы (развитие инфарктов миокарда), так и организма в целом.

Таким образом, общий адаптационный синдром, описанный Г. Селье и использующийся в настоящее время как общетеоретическая основа в клинической и экспериментальной медицине, имеет более сложное проявление и нуждается в дальнейшем изучении и разработке.

Существенная роль в этом процессе принадлежит выявлению критериев диагностики индивидуальной толерантности организма к факторам среды. Как показали исследования учеников профессора Сорокина А.П., закономерности течения адаптационного процесса проявляются в смене состояний в ответ на действие сигнала. Волнообразность изменения параметров кардиореспираторной системы отражает процесс адаптации, обусловлена закономерной сменой фаз и является общим свойством живых систем. В основе стадийности реакции лежат дискретные состояния. Более лабильные (быстрые) энергетические этапы перестройки сменяются более стабильными этапами пластического согласования. Степень выраженности и продолжительность фаз имеют индивидуальные особенности и зависят от структурно- функционального резерва организма.

Становится возможным управление течением адаптационного процесса за счет индивидуального дозирования фактора среды: определение оптимальной величины, продолжительности и кратности действия фактора в цикле воздействия.

Впервые определено, что адаптационный процесс не сводится к реакции-стресс, описанной Г. Селье, а имеет более сложный характер. Выявлено два принципиально новых отличия при длительно действующих факторах: волнообразность развития реакции и фазность в пределах каждой из выявленных волн.

Несмотря на то, что сроки наступления и степень сдвигов показателей индивидуальны, можно выделить несколько критических точек, в которых происходят выраженные изменения показателей. К таким точкам в наших исследованиях были отнесены, в частности, периоды максимальных сдвигов показателей на "пике" первого и второго циклов изменений, а также фаза нормализации, или стабилизации показателей. Наличие вариативности в реакции респираторной системы, особенно, в критических точках, связано с индивидуальной толерантностью к фактору среды.

2. Создана программа повышения общей выносливости у человека.

На основе выявленных закономерностей разработана программа повышения устойчивости организма к факторам среды (рис. 2), которая не имеет аналогов в мире.

Программа содержит несколько ключевых моментов:

1) диагностику исходного состояния по оценке работоспособности и уровня функционального резерва;

2) классификацию резерва адаптации на высокий, средний и сниженный уровень;

3) разработку режима коррекции для конкретного индивида с определением:

  • мощности тренирующей нагрузки,
  • величины нагрузки,
  • распределения тренирующих нагрузок в цикле тренировки,
  • продолжительности (кратности) каждого этапа режима;

4) диагностику достигнутого уровня адаптации.

 

Рис. 2. Программа повышения устойчивости организма к факторам среды, уровня работоспособности и функционального резерва

Рис. 2. Программа повышения устойчивости организма к факторам среды,
уровня работоспособности и функционального резерва.

 

При разработке индивидуальной программы цикла тренировок необходимо, прежде всего, определить цель назначения мышечных нагрузок. Это могут быть общеукрепляющие нагрузки, и тогда их мощность будут находиться в пределах тренировок аэробного характера. При высоком уровне тренированности нагрузки могут находиться в аэробно-анаэробном диапазоне.

Нагрузки аэробной направленности применяются в подготовительном периоде, аэробно-анаэробные – в основном периоде и на соревновательном этапе.

Определение величины тренирующей нагрузки в подготовительном периоде предусматривает два этапа. На первом этапе определяют мощность умеренных нагрузок для данной группы обследуемых. В этой зоне ЧСС должна быть не выше 150 ударов в минуту, АД не выше 180 мм рт. ст. На втором этапе тестируют продолжительность нагрузки, именно этот признак в значительной мере характеризует работоспособность организма.

Разработанный нами способ определения величины тренирующей нагрузки в подготовительном периоде более точен, чем известный способ определения адаптации по достижению средне-статистически оптимальной ЧСС (170 уд/мин) и исключает возможность передозировки работы.

Определение величины нагрузок в анаэробно-аэробной зоне представлено на рисунке 3. В начале нагрузки (3,0±0,2 мин) наблюдалась стабилизация частоты сердечных сокращений на уровне 166,1±2,1 уд/мин (143-180 уд/мин). Отклонение ЧСС от стабильного уровня составляет 1-3 удара в минуту. Длительность стабилизации в среднем 8,1 мин при индивидуальных вариантах от 3-х до 24-х минут. В конце первой стабилизации выявлены заметные колебания ЧСС (на 12–18 уд/мин). Это состояние было непродолжительным (около минуты) и заканчивалось повторной стабилизацией частоты сердечных сокращений на уровне, превышающем первую на 10 уд/мин. При этом у разных людей пульс составлял от 158 до 200 уд/мин (в среднем 188,0±0,8 уд/мин). Окончание второй стабилизации характеризовалось заметными колебаниями частоты сердечных сокращений (до 187-210 уд/мин), после чего, как правило, следовал отказ от работы. Максимальная производительность сердечно-сосудистой и дыхательной систем наблюдалась в начале второй стабилизации показателей. На рисунке 3 показано, что длительность работы и значения ЧСС у испытуемых разной спортивной квалификации – от новичков до мастеров спорта – существенно различались.

 

Рис. 3. Частота сердечных сокращений и длительность развития стадий приспособления у велосипедистов различной квалификации  

Рис. 3. Частота сердечных сокращений и длительность развития стадий приспособления у велосипедистов различной квалификации (1 - новички, 2 - II-III разряд, 3 - I разряд и кандидаты в мастера спорта, 4 - мастера спорта)

 

Принципиальное значение в режиме физической тренировки имеет диагностика максимального уровня (пика) работоспособности. Наши исследования показали, что после "пика" отмечается падение работоспособности и появление признаков перенапряжения и перегрузки органов и систем организма. Для предупреждения подобных изменений рекомендуется переходить на нагрузки до окончания периода врабатывания. Через 5–6 тренировок вновь возвращаться к оптимальным нагрузкам.

В режиме тренировок имеет значение число циклов тренировок, каждый из которых состоит из нагрузок оптимальной величины и нагрузок до окончания периода врабатывания.

Программа повышения структурно-функционального резерва организма к факторам среды создает реальную основу для сохранения здоровья, развития таких качеств как выносливость, физическая работоспособность, имеющих принципиальное значение в разных возрастных группах. Важным считаем индивидуальный подход, как в оценке состояния организма, так и при назначении рекомендаций по режимам физических тренировок. Использование программы, в основу которой положены диагностические принципы знания закономерности развития процессов в организме, позволяет существенно повысить структурно-функциональный резерв, что создает фундамент для продления активного периода жизни, предотвращает преждевременное изнашивание и старение. Данная программа может быть востребована при отборе на работы, связанные с особыми (экстремальными) условиями труда.

 

Сотрудничество:

  • Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, (Санкт-Петербург Россия)

  • Институт Земного Магнетизма, Ионосферы и Распространения Радиоволн РАН (ИЗМИРАН) г.Троицка.

  • Нижегородский государственный университет им. Лобачевского (Нижний Новгород, Россия)

 

Достижения за последние 4 года (2006-2010):

  • Защищено диссертаций: кандидатских – 1;

  • Монографий – на русском языке – 1.

  • Реферируемых статей на русском языке - 18; на английском языке – 1.

  • Открытие РФ – 1.