الفوائد الدوائية لممارسة التمارين المنتظمة

لقد تم توضيح الآثار المفيدة  لتمارين المنتظمة في تعزيز الصحة وعلاج الأمراض. في هذه المقالة ، نود أن نفترض فكرة أن التمرين يمكن اعتباره دواءً. تسبب التمرينات في عدد لا يحصى من الآثار المفيدة للصحة ، بما في ذلك تعزيز الصحة ومدى جودة الحياة ، وقد تمت مراجعة هذه الآثار في القسم الأول من هذا البحث.

ثم نتعامل مع جرعات التمرين. كما هو الحال مع العديد من الأدوية ، فإن الجرعات مهمة للغاية للحصول على الآثار المفيدة للتمرين. تحقيقا لهذه الغاية ، يتكيف الكائن الحي مع التمرين. نقوم بمراجعة مسارات الإشارات الجزيئية المتضمنة في هذه التعديلات لأن فهمها له أهمية كبيرة لتكون قادرًا على وصف التمرين بطريقة مناسبة. يجب أن نعطي اهتمام خاص للآثار النفسية للتمرين.

وهي قوية لدرجة أننا نود أن نقترح أن التمرين يمكن اعتباره مخدرًا نفسانيًا. في الجرعات المعتدلة ، يتسبب في آثار استرخاء واضحة للغاية على غالبية الاشخاص ، ولكن قد يصبح بعض الأشخاص مدمنين على ممارسة الرياضة. أخيرًا ، قد يكون هناك بعض موانع ممارسة التمارين التي تظهر عندما يكون الناس مرضى بشدة ، وهذه موجودة في القسم الأخير من هذه المقالة.

استنتاجنا العام هو أن التمرين فعال للغاية بحيث يجب اعتباره دواءً ، ولكن يجب اعطاء المزيد من الاهتمام للجرعات والاختلافات الفردية بين المرضى. قد تكون هناك بعض موانع ممارسة الرياضة التي تظهر عندما يكون الناس مرضى بشدة.

التمرين والحركة والصحة: ​​التعريفات

تعزيز الصحة هو علم وفن مساعدة الأشخاص على تغيير نمط حياتهم للتحرك نحو حالة صحية مثالية . تُعرِّف منظمة الصحة العالمية الصحة بأنها “الرفاهية الجسدية والعقلية والاجتماعية ، وليس مجرد غياب المرض والعجز”. تُعرَّف اللياقة البدنية بأنها الحالة الفسيولوجية للرفاهية التي تسمح للشخص بتلبية متطلبات الحياة اليومية (اللياقة البدنية المتعلقة بالصحة) أو التي توفر الأساس للأداء الرياضي (اللياقة البدنية المرتبطة بالأداء) ، أو كليهما.

على الرغم من أننا ندرك أن هناك فرقًا واضحًا بين مصطلحات النشاط البدني (“أي حركة جسدية”) والتمرين (“مجموعة فرعية من النشاط البدني الذي يتميز بتدريب مخطط وهادف”) ، في هذه المقالة، سنستخدم هذين المفهومين كمرادفين لأن بعض الدراسات التي سنشير إليها تستخدم المصطلحات بالتبادل.

خلفية تاريخية

الفرضية القائلة بأن النشاط البدني يعزز الصحة وطول العمر ليست جديدة. منذ 2500 قبل الميلاد ، في الصين القديمة ، تم العثور على سجلات للتمارين المنظمة لتعزيز الصحة . في العصر اليوناني – الروماني ، قبل 2500 عام ، أدرك أبقراط (460-370 قبل الميلاد) ولاحقًا جالينوس (129-210 بعد الميلاد) الحاجة إلى تعزيز ووصف التمارين الرياضية من أجل الفوائد المتعلقة بالصحة والحاجة إلى توفير الرعاية الطبية العامة للرياضيين.

فرد . في هذا الصدد ، وقال الفيلسوف أفلاطون (427-347 قبل الميلاد): “قلة النشاط تدمر الحالة الجيدة لكل إنسان بينما الحركة والتمارين الجسدية المنهجية تحفظها وتحافظ عليها” .

قدمت مقارنات بسيطة بين الرجال في مهن مختلفة أول دليل تجريبي على أن النشاط البدني مرتبط بالصحة. كانت الدراسات الأولى التي أظهرت وجود علاقة عكسية كبيرة بين النشاط البدني وأمراض القلب التاجية (CHD) تلك التي أجراها موريس وآخرون . (1953b ) في لندن في أوائل الخمسينيات.

وجد هؤلاء الباحثين أن موصلات حافلات لندن لديها 73٪ فقط من تكرار أمراض الشرايين التاجية التي تم العثور عليها في سائقي الحافلات الأقل نشاطًا.

أسفرت مقارنتهم اللاحقة والتي اجراها ( موريس وآخرون ، 1953a) بين سعاة البريد في لندن وكتبة البريد الأقل نشاطًا عن نفس النتائج . هذه الدراسات الأساسية تبعتها تلك التي قام بها Paffenbarger والمتعاونون معه في السبعينيات ، لتقييم الزيادة في الخطر النسبي للوفاة من أي سبب ومن أمراض محددة مرتبطة بعدم النشاط البدني.

ممارسة التمارين الرياضية مفيد للصحة

التمرين هو أحد العلاجات التي يتم وصفها بشكل متكرر في كل من الصحة والمرض. هناك أدلة دامغة تظهر الآثار المفيدة لممارسة الرياضة للوقاية من العديد من الأمراض وعلاجها. أظهر الباحثون أن كلا من الرجال والنساء الذين أبلغوا عن زيادة مستويات النشاط البدني واللياقة البدنية لديهم انخفاض في المخاطر النسبية للوفاة (بحوالي 20٪ – 35٪).

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الزيادات المتواضعة في إنفاق الطاقة بسبب النشاط البدني (1000 كيلو كالوري في الأسبوع) أو زيادة اللياقة البدنية بمقدار 1 MET (مكافئ التمثيل الغذائي) ترتبط بخفض معدل الوفيات بنحو 20٪ . تعاني النساء في منتصف العمر غير النشطات بدنيًا (اللائي يمارسن أقل من ساعة واحدة من التمارين في الأسبوع) زيادة بنسبة 52٪ في جميع أسباب الوفيات ، ومضاعفة الوفيات المرتبطة بأمراض القلب والأوعية الدموية ، وزيادة بنسبة 29٪ في الوفيات المرتبطة بالسرطان عند مقارنتها بـ الأشخاص النشطين بدنيًا . 

وبالتالي ، هناك دليل واضح على أن النشاط البدني المنتظم ينتج عنه آثار صحية كبيرة ويقلل من خطر الوفاة المبكرة من أي سبب ومن أمراض القلب والأوعية الدموية على وجه الخصوص بين الرجال والنساء الذين لا تظهر عليهم أعراض.

تتجلى فوائد النشاط البدني ، ليس فقط في الأشخاص الأصحاء ولكن أيضًا في المرضى. أظهرت تجارب المراقبة العشوائية أن النشاط البدني المنتظم يساهم في علاج العديد من الأمراض المزمنة. هناك أدلة على وصف التمارين في الوقاية الأولية والثانوية من أمراض القلب والأوعية الدموية (أمراض الشرايين التاجية ، مرض الانسداد الرئوي المزمن ، ارتفاع ضغط الدم ، العرج المتقطع) ؛ اضطرابات التمثيل الغذائي (مرض السكري من النوع الثاني ، عسر شحميات الدم ، السمنة ، مقاومة الأنسولين) ؛ أمراض العضلات والعظام والمفاصل (التهاب المفاصل الروماتويدي ، فيبروميالغيا ، متلازمة التعب المزمن ، هشاشة العظام) ؛ السرطان؛ والاكتئاب .

حتى لو كانت التمارين عاملًا علاجيًا فعالًا لجميع هذه الأمراض ، كما هو الحال مع أي دواء آخر ، فإن الجرعة (حجم وشدة التمرين) ، وتكرار التمارين (الجلسات في الأسبوع) ، والنوع (التمارين الهوائية مقابل التمارين المقاومة) ، والجهازية يجب أن تؤخذ الآثار النفسية وموانع الاستعمال والآثار الجانبية للتمرين في الاعتبار لتحقيق أفضل النتائج السريرية.

على سبيل المثال ، أثبتت كل من التمارين المقاومة والتمارين الهوائية أنها مفيدة للسيطرة على مرض السكري ؛ ومع ذلك ، قد يكون للتدريب على المقاومة فوائد أكبر للتحكم في نسبة السكر في الدم من التدريب الهوائي.

جرعة التمرين

الجرعة مهمة في الطب السريري وجميع الأدوية التي يتم أعطائها تتطلب بيانات عن فعاليتها وسلامتها. من المعروف أن هناك حدًا أدنى من النشاط البدني للفوائد الصحية. تزداد هذه الفوائد مع زيادة مقدار التمرين ، ولكن بعد مستوى معين ، تفوق الآثار الضارة الفوائد .

على عكس الأدوية الكيميائية ، فإن الحد الأدنى للجرعة والاستجابة للجرعة والجرعة الآمنة القصوى من النشاط البدني ليست مفهومة جيدًا . هناك نقاش مستمر حول مقدار النشاط البدني ونوعه وعدد المرات وكثافته ومدى طوله.

هذا مهم لإصدار توصيات الصحة العامة . يعد تلخيص المعلومات المتاحة عبر الدراسات أمرًا صعبًا لأن الباحثين قاموا بقياس كثافة التمرين بطرق مختلفة وصنفوا النشاط البدني وفقًا لمخططات الجرعات المختلفة التي يصعب مقارنتها غالبًا .

على مر السنين ، وضعت مجموعات الخبراء المختلفة ، بناءً على أفضل الأدلة المتاحة ، توصيات وإرشادات مختلفة للنشاط البدني (انظر الجدول 1).

يمكن التعبير عن مستويات شدة النشاط البدني بالنسبة لاستهلاك الأكسجين (VO 2 ) أو معدل ضربات القلب. الأنشطة المعتدلة الشدة هي تلك التي يتم فيها رفع معدل ضربات القلب والتنفس ؛ لكن لا يزال بإمكانك التحدث بشكل مريح. يحدث هذا حول 4-6 METs والمشي السريع بسرعة 3.0 ميل في الساعة (80.4 متر في الدقيقة -1 ) هو أحد هذه الأنشطة.

الأنشطة القوية الشدة ‐  هي تلك التي يكون فيها معدل ضربات القلب أعلى ، ويكون التنفس أثقل وتكون المحادثة أكثر صعوبة (حوالي 6-8 ميقاتي ميتية) ، على سبيل المثال الركض. لقد ثبت أن ممارسة الرياضة حتى 50٪ من المستويات الموصى بها (72 دقيقة من التمارين المعتدلة في الأسبوع) تبدو كافية لتوفير بعض التحسن في اللياقة البدنية.

ومع ذلك ، في هذه الجرعة المنخفضة من التمارين ، لا تحسن عوامل الخطر القلبية الوعائية (ضغط الدم ، الدهون والوزن) . في الواقع ، بالنسبة للعديد من الأشخاص ، يكون ما يصل إلى 60 دقيقة من النشاط البدني اليومي أكثر ملاءمة إذا كان التحكم في الوزن هو الهدف الأساسي . وهكذا ، تختلف العلاقات بين الجرعة والاستجابة بين النشاط البدني والنتائج الصحية المختلفة.

كان تقييم الحد الأدنى من النشاط البدني (الجرعة الأقل) اللازمة لتحقيق الأثار المفيدة موضوع بحث مكثف. وجد مؤخرًا أن 15 دقيقة يوميًا أو 90 دقيقة أسبوعيًا من التمارين متوسطة الشدة مفيدة من حيث متوسط ​​العمر المتوقع ، حتى بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من مخاطر القلب والأوعية الدموية.

التمرين الشاق وطول العمر

على الرغم من أن الفوائد الصحية للنشاط البدني لوقت الفراغ موثقة جيدًا ، إلا أن العلاقة بين التدريب الرياضي القوي والوفيات أو طول عمر الرياضيين النخبة ليست مفهومة تمامًا . لعدة قرون ، كان الاعتقاد السائد هو أن التمرينات التنافسية الشاملة ضارة وتقلل من متوسط ​​العمر المتوقع . على سبيل المثال ، ذكر مورستين (1968 ) أن جميع أعضاء طاقم التجديف في هارفارد 1948 ماتوا مبكرًا بسبب أمراض القلب. 

في المقابل ، فقد ثبت أن المشاركة في رياضات التحمل التنافسية تزيد من متوسط ​​العمر المتوقع. وجد أن متوسط ​​العمر المتوقع للمجدّفين كان أعلى من متوسط ​​العمر المتوقع للمجدفين (غير الرياضيين). هارتلي وليولين ، 1939 ؛ بروت ، 1972 وكارفونين وزملاؤه ). وجدو أن المتزلجين الفنلنديين الأبطال (الذين ولدوا بين 1845 و 1910) عاشوا أطول بمقدار 2.8 – 4.3 سنوات من عامة السكان الذكور في فنلندا.

على عكس معظم الدراسات في ذلك الوقت ، أبلغ Polednak (1972 ) عن أدلة ضد الآثار المفيدة للتمارين الشاقة. وجد اختلافات في طول العمر ووفيات القلب والأوعية الدموية مرتبطة بمدى المشاركة في ألعاب القوى في الكلية.

علاوة على ذلك ، في دراسة أجريت مؤخرًا على الحيوانات ، وجد أن تمارين التحمل القوية طويلة الأمد قد تعزز في بعض الحالات إعادة تشكيل القلب وتنتج ركيزة لعدم انتظام ضربات القلب . معدل حدوث الموت القلبي المفاجئ (SCD) بين الرياضيين الشباب (يُقدر أن يكون 1-3 لكل 100000 شخص / سنة) أعلى منه في غير الرياضيين وربما لا يزال يتم التقليل من شأنه.

ومع ذلك ، فقد ثبت أن السبب الأكثر شيوعًا لفقر الدم المنجلي لدى الرياضيين الشباب هو أمراض القلب الوراثية الكامنة ، مثل اعتلال عضلة القلب ، والتشوهات التاجية الخلقية ، واعتلال القناة الأيونية . لتوضيح هذا التناقض الواضح ، حددنا طول عمر المشاركين في سباق فرنسا للدراجات وقارنناه مع عموم السكان الذين ولدوا بين عامي 1892 و 1942. يعد سباق فرنسا للدراجات أحد أكثر الأحداث الرياضية صعوبة في العالم. وجدنا زيادة بنسبة 11٪ في متوسط ​​طول العمر للمشاركين في سباق فرنسا للدراجات بالمقارنة مع عامة السكان.

وبالتالي ، فإن غالبية البيانات في الدراسات البشرية تدعم فكرة أن وصف التمارين الهوائية المنتظمة والقوية قد تكون أداة مفيدة ، مع استجابة للجرعة والتأثير لتحسين الحالة الصحية العامة وطول عمر عامة السكان .

في رأينا ، لا ينبغي أن يكون لدى الأطباء والمهنيين الصحيين وعامة الأشخاص انطباع بأن التمارين الرياضية الشاقة أو الرياضات الهوائية التنافسية عالية المستوى ضارة بصحة الفرد وتقصير عمر الفرد.

وبالتالي ، يبدو أن هناك علاقة بين الجرعة والاستجابة ، بحيث يكون الأشخاص الذين لديهم أعلى مستويات النشاط البدني واللياقة البدنية أقل عرضة للوفاة المبكر.

النسبة المئوية للبقاء على قيد الحياة المرتبطة بالعمر في تور دو فرانس (TdF) للمشاركين وعامة السكان. تمت دراسة الأشخاص الذين ولدوا بين عامي 1892 و 1942. متوسط ​​العمر الافتراضي للمشاركين في Tour de France أعلى ( P = 0.004 ؛ 17.5٪) من عامة السكان في نفس البلد الذي ولد فيه راكبو الدراجات.

كان العمر الذي توفي فيه 50٪ من عامة السكان 73.5 سنة ، مقارنة بـ 81.5 سنة في تور دو فرانس (أي زيادة بنسبة 11٪).

تعتبر حالة التدريب عاملاً مهمًا للغاية في وصف “جرعة” التمرين. زيادة جرعات التمرين لها عواقب إيجابية على الصحة لدى الأشخاص المدربين ، في حين أن المجهود البدني الشديد يمكن أن يؤدي إلى بدء احتشاء عضلة القلب الحاد ، لا سيما في الأشخاص الذين اعتادوا الاستقرار (اقل نشاطا) .

أظهرت النتائج من نفس المجموعة أن الرجال الأقل نشاطًا الذين يشاركون في نشاط قوي كانوا أكثر عرضة للإصابة باحتشاء عضلة القلب أثناء التمرين مقارنة بالرجال الأكثر نشاطًا.

في العلاج الدوائي للعديد من الحالات ، يبدأ الأطباء عادةً بجرعة من دواء يُعتقد أنه الحد الأدنى من الجرعة الفعالة. إذا لم يستجب المريض ، يمكن بعد ذلك زيادة هذه الجرعة الأولية إلى أقصى جرعة ، والتي بعد ذلك تكون الآثار الضارة للدواء غير مقبولة للعلاج .

وبالتالي ، يمكن أيضًا قياس شدة التدريب الهوائي لدى الأشخاص الأصحاء . يمكن للأشخاص غير المناسبين الحصول على تحسينات كبيرة في اللياقة البدنية مع كثافة تدريب منخفضة ، بينما يحتاج الأشخاص الذين يتمتعون بمستوى لياقة أعلى إلى مستوى أعلى من كثافة التمرين لتحقيق مزيد من التحسينات في اللياقة البدنية .

وبالتالي ، فإن هؤلاء الأشخاص المناسبين الذين استوفوا مستويات النشاط البدني الموصى بها لجميع البالغين الأصحاء لمدة 6 أشهر على الأقل قد يحصلون على فوائد صحية إضافية من خلال الانخراط في 300 دقيقة أو أكثر من النشاط الهوائي معتدل الشدة في الأسبوع ، أو 150 دقيقة أو أكثر من التمارين القوية.

“كثافة النشاط الهوائي كل أسبوع ، أو مجموعات مكافئة من الأنشطة الهوائية المعتدلة” والقوية “. من الواضح أن هذه الجرعات المنخفضة نسبيًا لا تنطبق على الرياضيين المحترفين ذوي المستوى العالي الذين يؤدون التمارين بجرعات أعلى بكثير.

المبادئ التوجيهية التي نوقشت أعلاه مناسبة بشكل عام للشباب للبالغين في منتصف العمر. ولكن ، كما هو الحال مع الأدوية ، يجب أخذ اعتبارات خاصة عند وصف التمارين للأشخاص ذوي الاحتياجات الخاصة مثل كبار السن والأطفال والنساء الحوامل والمرضى الذين يعانون من زيادة الوزن أو السمنة والمرضى الذين يعانون من أمراض مزمنة .

على سبيل المثال ، ثبت أن الأنشطة القوية ليست ضرورية للحد من مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية لدى الرجال فوق سن 60. النشاط البدني المنتظم كافٍ لتحقيق انخفاض كبير في معدل الوفيات بين هذه الفئة من السكان.

وبالتالي ، فإن أكبر فائدة للصحة يتم اكتسابها من التمرين المعتدل المستمر ، والذي يبدو أنه لا توجد فائدة إضافية للصحة عند الرجال الأكبر سنًا.

فيما يتعلق بـ “جرعة” التمرين ، سواء كان ينبغي إجراؤها في جولة واحدة مستمرة أو جولتان متراكمتين أو أكثر ، تشير الأدلة المتاحة إلى أنه على الأقل بالنسبة للياقة البدنية ، فإن الأنماط المتراكمة والمتواصلة للتدريب على التمرين لنفس المدة الإجمالية تمنح فوائد مماثلة .

على سبيل المثال ، ثبت أن خمس إلى ثماني جولات من صعود السلالم متراكمة على مدار اليوم لمدة خمس إلى ثماني جولات – دقيقتين تمنح فوائد صحية ، بما في ذلك الزيادات في لياقة القلب والأوعية الدموية ، مقارنةً بالضوابط التي لا تمارس فيها الرياضة.

على الرغم من أن النشاط البدني مفيد للصحة مع فقدان الوزن أو بدونه ، إلا أن البالغين الذين يجدون صعوبة في الحفاظ على وزن طبيعي والبالغين الذين لديهم مخاطر متزايدة للإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية أو مرض السكري من النوع اثاني ، على وجه الخصوص ، قد يستفيدون من تجاوز مستويات النشاط الموصى بها جميع البالغين الأصحاء ويتقدمون تدريجيًا نحو تلبية التوصيات للأشخاص المكيفين (المعتادون).

التكيفات الجهازية للتمرين

تظهر التكيّفات الناتجة عن التمرينات بشكل خاص في أنظمة القلب والجهاز التنفسي والجهاز العضلي الهيكلي ، وتكوين الجسم والتمثيل الغذائي . لكن الفوائد الصحية الموثقة للتمارين الرياضية تشمل أيضًا تقليل أعراض الاكتئاب والقلق.

العضلات الهيكلية هي الهدف الرئيسي للتمارين الرياضية. تعد التعديلات في العضلات الهيكلية ضرورية لتعزيز القدرة على التحمل وكفاءة التمثيل الغذائي . تُصنف ألياف العضلات عادةً على أنها من النوع الأول بطيء النتوء أو الألياف المؤكسدة ، مع نسبة عالية من الميتوكوندريا ، والنوع الثاني سريع النتوء أو الألياف الحالة للجلوكوز ، والتي تحتوي على عدد أقل من الميتوكوندريا.

يؤدي تمرين التحمل إلى زيادة تكوين الميتوكوندرينو ، وتحول في توزيع الألياف من حال السكر إلى مادة مؤكسدة وزيادة في أكسدة الأحماض الدهنية التي تؤدي في النهاية إلى زيادة القدرة الهوائية وتأخير الأمراض مثل السمنة والسكري من النوع الثاني وأمراض القلب والأوعية الدموية.

لقد ثبت أن التمارين المنتظمة يمكن أن تقلل من السمنة في البطن وتحسن التحكم في الوزن ، وتعزز ملامح البروتين الدهني (على سبيل المثال ، تقليل مستويات الدهون الثلاثية ، وزيادة البروتين الدهني عالي الكثافة وتقليل مستويات البروتين الدهني منخفض الكثافة) ، وتحسين توازن الجلوكوز و حساسية الأنسولين ، وتخفض ضغط الدم ، وتحسين الحركة اللاإرادية ، وتقليل الالتهاب الجهازي ؛ وتقليل تخثر الدم ، وتحسين تدفق الدم التاجي ، وتزيد وظائف القلب وتحسين وظيفة البطانة.

يرتبط النشاط البدني المنتظم أيضًا بتحسن الحالة النفسية (على سبيل المثال من خلال تقليل التوتر والقلق والاكتئاب) . الآثار المفيدة للتمرين على الوظيفة المعرفية معروفة جيدًا . الآلية الكامنة وراء ذلك ليست مفهومة تمامًا ، ولكن يبدو أنها مرتبطة بزيادة التعبير عن عوامل التغذية العصبية في بعض مناطق الدماغ.

زيادة التعبير عن هذه العوامل يرتبط بتحسين الذاكرة وتحسين الوظيفة الإدراكية. يمكن أن يعزز عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) بقاء الخلايا العصبية وتمايزها ، وقد ثبت أن التمارين الطوعية تزيدها .

الرفاهية النفسيه مهمه بشكل خاص للوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية ومعالجتها ، ولكن له أيضًا آثار مهمة للوقاية من الأمراض المزمنة الأخرى ومعالجتها مثل السكري وهشاشة العظام وارتفاع ضغط الدم والسمنة والسرطان والاكتئاب .

لقد ثبت أن النشاط البدني يؤدي إلى تكيفات محددة تؤثر على الحالات الفردية في كل هذه الأمراض. على سبيل المثال ، تعتبر التعديلات التي تؤثر على توازن الجلوكوز في داء السكري من النوع الثاني ذات أهمية كبيرة.

تحدث العديد من التغييرات نتيجة للنشاط البدني المنتظم ، بما في ذلك زيادة نشاط الجليكوجين سينثيز وهيكسوكيناز ، وزيادة mRNA والتعبير البروتيني لناقل الجلوكوز GLUT ‐ 4 وتحسين كثافة الشعيرات العضلية (مما أدى إلى تحسين توصيل الجلوكوز إلى العضلات).

تسبب التمارين الرياضية انخفاضًا كبيرًا في معدلات الإصابة بالسرطان (خاصة سرطان القولون وسرطان الثدي) . تشمل التفسيرات المحتملة الأنخفاض في مخازن الدهون ، وزيادة إنفاق الطاقة لتعويض النظام الغذائي عالي الدهون ، والتغيرات المرتبطة بالنشاط في مستويات الهرمونات الجنسية ، والوظيفة المناعية ، والأنسولين وعوامل النمو الشبيهة بالأنسولين ، وتوليد الجذور الحرة والتأثيرات المباشرة على بيولوجيا الخلايا السرطانية.

تمت مناقشة غالبية الآليات المقترحة في سياق التكيفات المزمنة من خلال النشاط البدني المنتظم. ومع ذلك ، فقد ثبت أن جلسات التمرين المنعزلة (جرعات منفصلة من التمارين) تؤدي أيضًا إلى تغييرات عابرة ، ولكنها لا تزال مفيدة ، في عوامل الخطر للأمراض المزمنة.

تنبع العديد من تعديلات التدريب من جولة تمرين واحدة تحدث تغيرات خلوية على مستوى الجينات مما يؤدي إلى آثار تراكمية للتدريب. يؤدي التأثير الحاد لممارسة الرياضة إلى انخفاضات عابرة في مستويات الدهون الثلاثية ، وزيادة مستوى كوليسترول البروتين الدهني عالي الكثافة ، وانخفاض ضغط الدم ، وانخفاض مقاومة الأنسولين ، وتحسين التحكم في الجلوكوز.

تدعم هذه التغييرات الحادة الدور المهم الذي تلعبه جلسات التمرين الفردية في الحالة الصحية. وبالتالي ، فإن الجرعات المفردة من التمارين لها أيضًا تأثير مناسب على الصحة.

مسارات الإشارات التي تنظمها التمارين في العضلات الهيكلية

يعتمد تنظيم الوظائف الخلوية مع التمرين على العديد من المحفزات: التغييرات في تركيزات المستقلب ، والتحول في نسبة ATP: ADP ، والتغيرات في التركيز داخل الخلايا لـ Ca 2+ ، في درجة الحموضة داخل الخلايا ، وتنشيط الإجهاد التأكسدي‐ مسارات الإشارات الحساسة .

لتوضيح آليات الإشارات الجزيئية التي تمكن العضلات الهيكلية من الاستجابة لمحفز الانقباض والتي تتوسط في التكيف مع التمرينات ذات أهمية كبيرة . لقد ثبت بوضوح أن التمرينات البدنية يمكن أن تنشط إشارات MAPK ، بما في ذلك (ERK1 / 2  ) ، ومسارات JNK .

يمكن أن تزيد أيضًا من نشاط بروتين كيناز AMP المنشط (AMPK) ، و Akt و p70 S6 كيناز .تكون الإشاراتCa 2+ واسعة النطاق في العضلات الهيكلية. بالإضافة إلى تحفيز انقباض العضلات من خلال نظام تروبونين ، فإن Ca 2+ تشارك أيضًا في تنظيم البروتينات ذات الصلة داخل الخلايا مثل PKC و calcineurin و kalodulin kinase التي تتوسط نقل الإشارات الخلوية.

في الآونة الأخيرة ، تبين أن المستويات المنخفضة إلى المعتدلة من أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) تلعب أدوارًا تنظيمية متعددة في الخلايا مثل التحكم في التعبير الجيني ، وتنظيم مسارات الأشارات الخلية وتعديل إنتاج قوة العضلات الهيكلية.

ROS والتمرين: التدريب كتدخل مضاد للأكسدة

تمت دراسة دور أنواع الأكسجين التفاعلية في التكيفات التي يسببها التمرين في العضلات الهيكلية على نطاق واسع .لقد ترسخت فكرة الآثار الضارة لأنواع الأكسجين التفاعلية بشدة في أذهان العلماء خلال الثلاثين عامًا الماضية.

ومع ذلك ، هناك أدلة متزايدة على أن استمرار وجود تركيزات منخفضة من الجذور الحرة ، في الواقع ، قادر على تحفيز التعبير عن الإنزيمات المضادة للأكسدة وآليات الدفاع الأخرى. في هذا السيناريو ، قد يُنظر إلى الجذور على أنهها مفيده لأنها تعمل كإشارات لتعزيز الدفاعات بدلاً من كونها ضارة كما هي عندما تتعرض الخلايا لمستويات عالية من هذه الجذور الحرة.

أظهرت الحيوانات التي تعرضت كثيرًا لممارسة الرياضة المزمنة ضررًا تأكسديًا أقل بعد التمارين الشاقة مقارنة بالحيوانات غير المدربة. هذا يرجع إلى حد كبير إلى التنظيم الأعلى للأنزيمات المضادة للأكسدة الداخلية مثل الجلوتاثيون بيروكسيديز ، ديسموتاز فوق أكسيد الميتوكوندريا (MnSOD) و γ ‐ glutamylcysteine ​​synthetase  ).

الاستنتاج الرئيسي الذي يمكن استخلاصه من هذه النتائج هو أن التمارين نفسها تعمل كمضاد للأكسدة ، لأن التدريب يزيد من التعبير عن إنزيمات مضادات الأكسدة .

في وقت لاحق ، أظهرنا نحن وآخرون أن المكملات المضادة للأكسدة تمنع تحريض التكوين الحيوي للميتوكوندريا ، والمنظمين الجزيئي لحساسية الأنسولين والدفاع عن مضادات الأكسدة الذاتية عن طريق التمارين البدنية .

وبالتالي ، تعمل ROS كإشارات في التمرين لأن تقليل تكوينها يمنع تنشيط مسارات الإشارات المهمة ، والتي تسبب تكيفات مفيدة في الخلايا.

بسبب الآثار الواسعة الانتشار لأنواع الأكسجين التفاعلية في جميع الوظائف البيولوجية المهمة تقريبًا ، من الصعب تحديد جميع المسارات والأهداف الجينية التي تتأثر بإشارات الأكسدة والاختزال أثناء التمرين.

فيما يلي بعض مسارات الإشارة الأكثر صلة التي تم تعديلها عن طريق التمرين: PPAR ‐ γ coactivator ‐ 1α و β PGC) ‐ 1α و PGC ‐ 1β) ؛ ، نقص الأكسجة ، العامل المحفز 1 (HIF 1)   ، عامل الصدمة الحرارية (HSF  ، NF B و MAPK) إشارات مسارات.

يتم تنظيم العديد من التكيفات المهمة في العضلات الهيكلية مثل التكوين الحيوي للميتوكوندريا ، والدفاع المضاد للأكسدة ، والتضخم ، والحماية الخلوية وتحول الألياف بشكل أساسي من خلال هذه المسارات. وبالتالي ، يجب أن تخضع تنظيمها لرقابة صارمة.

التمرين دواء نفساني

لقد حظيت تأثيرات التدريب على التمارين على وظائف المخ باهتمام كبير. في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، تبين أن التمارين الرياضية تزيد من الإندورفين في الدم المحيطي عند البشر . منذ ذلك الحين ، ارتبطت تركيزات الإندورفين المرتفعة في المصل الناتجة عن ممارسة الرياضة بمجموعة متنوعة من التغيرات النفسية والفسيولوجية ، بما في ذلك تغيرات الحالة المزاجية والنشوة الناتجة عن ممارسة الرياضة ، وتغيير إدراك الألم والاستجابة للعديد من هرمونات التوتر (هرمون النمو ، ACTH ، البرولاكتين ، الكاتيكولامينات والكورتيزول).

يمكن أن يؤثر التدريب الرياضي بشكل إيجابي على الوظيفة المعرفية. تحسن التمارين التعلم والذاكرة ، وتحسن نوعية النوم ، وتقاوم التدهور العقلي الذي يصاحب التقدم في العمر وتسهل التعافي الوظيفي من إصابة الدماغ  والاكتئاب .

التمرين هو حافز قوي للغاية لتحريض تكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن البالغ  والذي يمكن أن يساهم في إعادة تشكيل الدوائر المشبكية في الحصين وتعزيز الوظيفة المعرفية.

يمكن أن يخفف التدريب على التمرين أيضًا من عواقب التعرض الحاد لأنواع مختلفة من الإجهاد النفسي والتغييرات التي تحدثها التمارين في 5 5 hydroxytryptaminergic وأنظمة noradrenergic يمكن أن تفسر هذه الاستجابات.

ترتبط معظم التأثيرات الإيجابية للتمرين ، كما ذكرنا سابقًا ، بالتحريض ، في مناطق الدماغ المختلفة ، للبروتينات العصبية ، بما في ذلك BDNF ، وعامل التغذية العصبية المشتق من الخلايا الدبقية (GDNF) وعامل نمو الأنسولين (IGF).

ليس واضحًا بعد ما إذا كانت استجابات التمثيل الغذائي للدماغ للنشاط البدني الحاد تمتد إلى ما هو أبعد من المناطق المعنية بالتحكم اللاإرادي الحركي أو الحسي أو القلب والأوعية الدموية .

تم الإبلاغ عن زيادات عابرة في استخدام الجلوكوز الدماغي المحلي وفي تدفق الدم الدماغي في مناطق الدماغ المختلفة استجابةً لجهاز المشي الحاد الشاق الذي يعمل في الفئران والبشر .

أيضًا ، زاد معدل تفريغ مجموعة مختارة من الخلايا الهرمية الحصينية مع زيادة سرعة الجري . علاوة على ذلك ، زادت التمارين من قدرة التمثيل الغذائي في القشرة الحركية والمخطط.

الآثار النفسية للتمرين التي ذكرناها للتو ليست خالية من المخاطر. تم الإبلاغ عن أنماط السلوك المرضية لدى عملاء الصالة الرياضية . كما لوحظ في المرضى الذين يعانون من اضطرابات الأكل ، عادة ما يقلق الأفراد النشطون بشأن شكل أجسامهم ، ويولون اهتمامًا خاصًا لأنماط أكلهم ، ويظهرون إدمانًا للتمارين الرياضية ولديهم صفه شخصية مثالية .

تم التعامل مع اضطراب صورة الجسد هذا على أنه فقدان الشهية العكسي ، أو قلة الشهية ، أو تشوه العضلات . بناءً على مراجعة مجموعة واسعة من الدراسات حول إدمان التمارين الرياضية ، تم تقدير أن انتشاره في عموم السكان يقترب من 3 ٪. من بين مجموعات معينة مثل عدائي الماراثون وبناة الأجسام وطلاب علوم الرياضة ، تكون النسبة أعلى .

موانع لممارسة الرياضة

الغرض من هذا القسم هو مناقشة لماذا لا تؤدي التمارين البدنية في بعض الظروف إلى زيادة جودة الحياة.

على الرغم من أن كلا من القلب والرئة يستفيدان بشكل كبير من النشاط البدني ، إلا أن هناك بعض موانع الاستعمال عند ممارسة الرياضة من قبل المرضى الذين يعانون من أمراض القلب والرئة. استعرضت الموانع المحتملة لممارسة الرياضة في معظم الأمراض التي أظهرت فيها التمارين آثارًا مفيدة.

على سبيل المثال في المرضى الذين يعانون من أمراض الشرايين التاجية ، فإن التمارين الرياضية ممنوعة حتى تستقر الحالة لمدة 5 أيام على الأقل ؛ ضيق التنفس أثناء الراحة ، تضيق الأبهر ، التهاب التامور ، التهاب عضلة القلب ، التهاب الشغاف ، الحمى وارتفاع ضغط الدم الشديد كلها موانع لممارسة الرياضة .

بلاك وآخرون . (1975) من أوائل الذين اكتشفوا أن التمارين الشاقة يمكن أن تسبب إصابة حادة للويحات التاجية ، مما يؤدي إلى انسداد الشرايين التاجية.

ومع ذلك، بعد سنوات، تبين أنه على الرغم من خطر السكتة القلبية الأساسي زاد مؤقتا خلال جولة واحدة من التمارين الرياضية القاسية، المعتادة ارتبطت الممارسة النشطة مع انخفاض عام في هذه المخاطر . لا توجد موانع مطلقة للتمارين المعتدلة للغاية في مرضى الانسداد الرئوي المزمن.

ومع ذلك ، في المرضى الذين يعانون من الربو ، يوصى بالتوقف عن التدريب عند حدوث تفاقم حاد. في حالات العدوى ، يوصى بوقف التدريب مؤقتًا حتى يصبح المريض بدون أعراض لمدة يوم ، حيث يمكن استئناف التدريب ببطء.

فيما يتعلق بأمراض العضلات والعظام والمفاصل ، مثل هشاشة العظام والتهاب المفاصل الروماتويدي ، يُمنع استخدام التمارين الرياضية في حالات التهاب المفاصل الحاد ، إذا تفاقم الألم بعد التدريب وفي حالات التهاب التامور والتهاب الجنبة . ويجب أن يشمل تدريب مرضى هشاشة العظام أنشطة ذات مخاطر منخفضة للسقوط.

في مرضى السرطان الذين يعالجون بالعلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي ، يُمنع استخدام التمارين الرياضية عندما تنخفض تركيزات الكريات البيض أقل من 0.5 × 10 9 خلايا L1 ، والهيموغلوبين أقل من 100 جم · L 1 ، وتركيز الصفيحات أقل من 20 × 10 9 خلايا L −1 ودرجة الحرارة أعلى 38 درجة مئوية. 

المرضى الذين يعانون من نقائل العظام يجب ألا يقوموا بتكييف القوة عند التحميل العالي. في حالات العدوى ، يوصى بالتوقف عن التدريب حتى يصبح المريض بدون أعراض لمدة يوم ، حيث يمكن استئناف التدريب ببطء .

مصدر القلق الرئيسي هو ما إذا كان التدريب على التمارين يؤثر على التأثيرات المضادة للسرطان للعلاج التقليدي السام للخلايا. التفاعل المحتمل بين التمرين وفعالية العلاج الكيميائي مقبول من الناحية البيولوجية.

في الواقع ، أفادت دراسات ما قبل السريرية السابقة عن تأثير مثبط ) ومضاعف لتدريب تمارين التحمل على نمو ورم الثدي وتطوره ، على الرغم من أن البعض الأخرى لم يبلغوا عن أي ارتباط .

في مرضى السكري (كلا النوعين الأول والثاني) ، يجب تأجيل التمرين إذا كان جلوكوز الدم> 2.5 جم · لتر -1 مع بيلة كيتونية و> 3.0 جم · لتر -1 حتى بدون بيلة كيتونية ، في كلتا الحالتين ، قبل تصحيحه. 

في المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم واعتلال الشبكية التكاثري النشط ، يجب تجنب التدريب أو التدريب عالي الكثافة الذي يتضمن مناورات مثل فالسالفا. يجب على المرضى الذين يعانون من اعتلال الأعصاب وتقرحات القدم الأولية الامتناع عن الأنشطة التي تنطوي على تحمل وزن جسم المريض.

في الاضطرابات المرتبطة بمتلازمة التمثيل الغذائي ، مثل مقاومة الأنسولين وعسر شحميات الدم والسمنة ، لا توجد موانع عامة ؛ لكن يجب أن يأخذ التدريب في الاعتبار أي أمراض مصاحبة .

أخيرًا ، يجب أن يبدأ مرضى ارتفاع ضغط الدم الذين لديهم ضغط دم> 180/105 العلاج الدوائي قبل بدء النشاط البدني المنتظم (موانع نسبية) .

لا يوجد دليل على زيادة خطر الموت المفاجئ أو السكتة الدماغية لدى الأشخاص النشطين بدنياً المصابين بارتفاع ضغط الدم. 

توصي الكلية الأمريكية للطب الرياضي (ACSM) بالحذر عند إجراء تمرين ديناميكي مكثف للغاية أو تكييف قوة مع أوزان ثقيلة جدًا.

 يجب على المرضى الذين يعانون من تضخم القلب الأيسر أن يكونوا حذرين بشكل خاص بشأن التكييف القوي. يجب على المرضى المصابين بأمراض القلب التاجية الامتناع عن ممارسة التمارين المكثفة القصيرة.

من المعروف أن تقلصات العضلات اللامركزية تسبب تلفًا بنيويًا لخلايا العضلات أو تفاعلات التهابية داخل العضلات ، كما يتضح من زيادة نشاط البلازما لأنزيمات العصارة الخلوية واضطراب غمد الليف العضلي وخط (Z ). تتفاقم شدة الضرر ومدى الانزعاج بمرور الوقت ويمكن أن يستمر لعدة أيام. 

يمكن أن تؤثر الآثار الضارة للانقباضات غير المركزية على جلسات التمرين اللاحقة بسبب آلام العضلات المتبقية ، وتقييد الحركة ، وانخفاض القدرة على ممارسة الرياضة بكثافة قد تكون مفيدة للممارس . 

وبالتالي ، يجب توخي الحذر في برامج التمرين التي تتضمن تقلصات غريبة الأطوار خاصة في الممارسين الترفيهيين أو القدامى.

تقليد التمرين

على الرغم من الأدلة الواضحة التي تظهر التأثير القوي للتمارين الرياضية على الصحة ، فإن الخمول البدني لا يزال يمثل مشكلة صحية عامة ملحة. تميل التكنولوجيا والحوافز الاقتصادية إلى تثبيط النشاط.

تثبيط النشاط التكنولوجيا عن طريق تقليل الطاقة اللازمة لأنشطة الحياة اليومية والاقتصاد من خلال دفع المزيد من المال مقابل العمل المستقر مقارنة بالعمل النشط بدنيًا .

علاوة على ذلك ، يمكن أيضًا أن يكون تمرين التحمل غير مقبول لمعظم الأشخاص الذين قد يكون غير عملين بسبب القيود الجسدية أو ، كما هو مذكور في القسم السابق ، الآثار الجانبية.

تحفز هذه الحقيقة البحث عن محاكيات التمرين (أو “ حبوب التمرين ”) التي تحاكي التمرين ، وبالتالي ، كانت محور بحث مهم على مدار العقود الماضية.

كما ذكرنا في قسم سابق ، فإن التمارين الرياضية تحسن الأداء عن طريق تنشيط العديد من المسارات التي تحفز التغيرات الجينية ، خاصة في العضلات الهيكلية ، لزيادة التمثيل الغذائي والأوعية الدموية الهوائية ، لتحسين الأداء وفي نهاية المطاف .

يتم تنشيط AMPK عن طريق التمرين وهو ضروري للتبديل بوساطة التمرين إلى الألياف العضلية الهوائية في العضلات الهيكلية . يحفز AMPK التقويضي ويثبط المسارات الابتنائية في محاولة لاستعادة مستويات ATP الخلوية ويتم تنشيطه بقوة في العضلات الهيكلية عن طريق التمارين الحادة والمزمنة . 

في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن أن 5 aminoimidazole ‐ 4‐ carboxamide ‐ 1 ‐ β‐ d ribofuranoside (AICAR) يمكن أن يحاكي تأثيرات التمرين عن طريق زيادة بروتين GLUT ‐ 4 ونشاط هكسوكيناز ومحتوى الجليكوجين المريح وميتوكوندريا العضلات .

يتم تنشيط التكوين الحيوي للميتوكوندريا بواسطة AMPK  . يمكن تفسير ذلك لأن AMPK موجود في مجمع نسخي مع PPAR ‐ δ ، حيث يمكنه تحفيز نشاط المستقبل عبر التفاعل المباشر بين البروتين والبروتين و / أو عن طريق الفسفرة وتفعيل المُنشّطات مثل (PGC ‐ 1α) حددت PGC ‐ 1α كمنظم رئيسي لتكوين الميتوكوندرينو وتوازن الطاقه في أنسجة الثدييات و  لاحظ أن PGC ‐ 1α يتوسط في إعادة التشكيل الأيضي للخلايا العضلية الهيكلية ، ويقلد التمرين ويعكس عدم كفاءة الميتوكوندريا الناجم عن الدهون.

وبالتالي ، يرتبط التدريب الرياضي ونوع الألياف المؤكسدة بزيادة تعبير الرنا المرسال عن (PGC ‐ 1α  ). يؤدي الإفراط في التعبير عن PGC ‐ 1α في الفئران إلى حدوث تغييرات جذرية في العضلات الهيكلية مثل زيادة التكوُّن الحيوي للميتوكوندريا وإعادة تشكيل الألياف .

و علاوة على ذلك ، يمكن تنشيط PGC ‐ 1α بواسطة مسار الإشارات Ca 2+ الذي يشتمل على كل من calcineurin و Ca2+ / كالمودولين – كيناز ويعتمد على p38 MAPK.

في الآونة الأخيرة ، وجدنا نقصًا مرتبطًا بالعمر في تفاعل PGC ‐ 1α استجابةً للتمرين ، حيث كان للفئران المسنة نفس استجابة الفئران المصابة بحذف وراثي (خروج المغلوب) لـ PGC ‐ 1α.

تسلط نتائجنا الضوء على دور PGC ‐ 1α في فقدان تكوين الميتوكوندريا المرتبط بالشيخوخة وتشير إلى هذا المنشط المشترك النسخي المهم كهدف للتدخلات الدوائية لمنع ساركوبينيا المرتبطة بالعمر .

يعد تعديل مستويات PGC-1α في العضلات الهيكلية أمرًا بالغ الأهمية للوقاية من الاضطرابات المرتبطة بالعمر وعلاجها .

وفقًا لذلك ، اقترحنا مؤخرًا العديد من التدخلات الدوائية وغير الهرمونية لمنع فقدان كتلة العضلات وتضخم العضلات مثل منشطات PGC ‐ 1α ومضادات مستقبلات الأنجيوتنسين 2 والألوبورينول.

من ناحية أخرى ، يؤدي التنشيط أو الإفراط في التعبير عن عامل النسخ PPAR ‐ δ في العضلات أيضًا إلى زيادة في التكوُّن الحيوي للميتوكوندريا وفي نسبة ألياف العضلات المؤكسدة .

ويؤدي هذا إلى زيادة القدرة على التحمل أثناء الجري والحماية من السمنة التي يسببها النظام الغذائي ومرض السكري من النوع الثاني.

والعكس صحيح أيضًا: الضربة القاضية الخاصة بالعضلات لـ PPAR ‐ تؤدي إلى خسارة تعتمد على العمر في ألياف العضلات المؤكسدة ، وتشغيل التحمل وحساسية الأنسولين .

وبالتالي ، تم تحديد العديد من ناهضات PPAR ‐ a القوية والانتقائية مثل GW1516 وأيضًا تم اقتراحها كأدوية تقليد لممارسة التحمل.

يعتبر الريسفيراترول أيضًا بمثابة مقلد للتمرين. الجرعات العالية من ريسفيراترول تحسن القدرة على التحمل . تم تحديد إنزيم ديستيلاز Sir2 ومماثله للثدييات SIRT1 كأهداف أساسية مفترضة. 

ينشط ريسفيراترول أيضًا AMPK في الخلايا في المزرعة ، وقد تم اقتراحه للوقاية من اختلال وظائف الميتوكوندريا واضطرابات الهزال المرتبطة بالتفريغ الميكانيكي.

إعادة تشكيل العضلات الهيكلية عن طريق التمرين أمر معقد للغاية. تتوفر العديد من الأهداف لتقليد تكيفات العضلات التي تحدثها التمارين الرياضية. 

ومع ذلك ، ترتبط التمارين الرياضية بالتكيفات الفسيولوجية المتعددة الأخرى التي تؤثر على الغالبية العظمى من الأعضاء. 

يبدو من السابق لأوانه أن نستنتج أن كل هذه الجزيئات أو المواد تحاكي التمرين حتى يتم التحقيق بشكل كامل في التأثيرات في الأعضاء الأخرى. 

قابلية تطبيق هذه المركبات في هذا الوقت محدودة. تهدف الدراسات إلى العثور على الأدوية المحتملة التي تحاكي التمارين التي يتم إجراؤها الآن.

الخلاصه

التمرين مفيد جدًا للصحة بحيث يجب اعتباره دواءً. بالنسبة لأي دواء آخر ، فإن الجرعات مهمة للغاية. خلاف ذلك ، قد تحدث آثار جانبية غير مواتية. تنطبق بعض الآثار الإيجابية للتمرين على عامة الأشخاص.

ومن أبرز هذه العوامل دورها في الوقاية من العديد من الأمراض وتعزيز طول العمر الصحي . ولكن يمكن أيضًا اعتبار التمرينات علاجًا للأمراض المستقرة. وتشمل هذه الحالات التي تحدث بشكل شائع مثل الاكتئاب والسكري وأمراض القلب والأوعية الدموية.