Физическая активность как фактор, влияющий на когнитивные нарушения

Полный текст

Актуальность

Согласно последнему пересмотру Международных рекомендаций по диагностике психических расстройств (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Diseases — DSM-V) к когнитивным расстройствам относится снижение по сравнению с преморбидным уровнем одной или нескольких высших мозговых функций, обеспечивающих процессы восприятия, сохранения, преобразования и передачи информации [1].

Выделяют две группы когнитивных нарушений [2]: тяжелые (деменция) и недементные (субъективные, легкие, или предумеренные, и умеренные). В 2015 г., по сведениям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), во всем мире насчитывалось более 46 млн людей с деменцией. В 2017 г. эти показатели составили 50 млн. Ежегодно регистрируют 7,7 млн новых случаев деменции, неблагоприятно влияющих на общество и систему здравоохранения. Ожидают, что это число увеличится до 131,5 млн к 2050 г. [3].

Известно, что некоторые лекарственные препараты, эффективные при тяжелых когнитивных расстройствах, в значительно меньшей степени влияют на когнитивные нарушения, не достигающие степени деменции. Вероятно, это обусловлено различными нейрохимическими изменениями, которые отмечаются на ранних и более поздних этапах патологического процесса [1]. В связи с этим в настоящее время уделяют большое внимание немедикаментозным методам коррекции когнитивных нарушений, в том числе физической активности.

Определение и ключевые положения

Физическая активность является неотъемлемой частью жизни любого человека. Согласно определению ВОЗ (2002) под ней понимают любые движения тела, производимые скелетными мышцами, требующие расхода энергии. Физическая активность влияет не только на состояние костно-мышечной системы, но и на когнитивные способности. Систематические физические нагрузки снижают риск развития артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, инсульта, злокачественных новообразований и сахарного диабета 2-го типа — состояний, характеризующихся высоким уровнем смертности [4]. Физические нагрузки по энергетическим затратам организма делят на аэробные, анаэробные и смешанные. Аэробная (кардионагрузка) нагрузка — комплекс упражнений, направленных преимущественно на укрепление сердечно-сосудистой системы и снижение массы тела (бег, плавание, занятия на велотренажере или езда на велосипеде, танцы). Анаэробная нагрузка — тренировки, цель которых заключается в развитии мускулатуры и наборе мышечной массы (силовые тренировки, занятия в спортивном зале на тренажерах) [5].

Физическую активность оценивают с помощью Глобальной анкеты физической активности (ГАФА), разработанной ВОЗ. Еженедельная физическая нагрузка, по рекомендациям ВОЗ, составляет 600 MET (метаболические единицы, измеряют в мл/кг ∙ мин и отражают потребление кислорода на килограмм массы в минуту). Это значение эквивалентно 150 мин быстрой ходьбы или 75 мин пробежки. ГАФА охватывает несколько компонентов физической активности, такие как интенсивность, продолжительность и частота, и включает три типа физической активности: профессиональную; физическую активность, связанную с транспортом; физическую активность в свободное время) [6].

Физическую нагрузку по степени интенсивности делят на умеренную (танцы, работы по дому и хозяйству, работа в саду, активные игры и спортивные занятия с детьми/прогулки с домашними животными, быстрая ходьба) и высокую (бег, энергичный подъем в гору/восхождение, аэробика, быстрая езда на велосипеде), она зависит от опыта выполнения физических упражнений и физического состояния [4].

Малоподвижный образ жизни ассоциируется со многими хроническими заболеваниями и преждевременной смертностью. Все больше данных свидетельствует, что увеличение в течение суток времени, когда человек неподвижен или малоподвижен, может повысить риск хронических заболеваний и смертности. Для оценки пользы физических нагрузок необходимо знать ее интенсивность и рекомендованную «дозу». Однако текущие рекомендации по физической активности формируются главным образом на основе исследований, в которых участники самостоятельно измеряют физическую активность, а это может быть чревато ошибками, поэтому сила ассоциаций, вероятно, недооценена, а сила ассоциации доза – ответ, особенно для активности легкой интенсивности, неясна.

В метаанализе У. Эрклунд и соавт. [7] рассмотрены только те исследования, в которых для оценки физической активности использовали акселерометр. Доказано, что польза от физической активности носит дозозависимый характер по сравнению с сидячим, малоподвижным образом жизни, и эта связь сохраняется в пожилом возрасте. Все типы интенсивности физической активности, включая легкую физическую активность, коррелируют с существенно сниженным риском смерти. Ассоциация между физической активностью и риском смерти примерно в два раза сильнее в исследованиях с использованием приборов по сравнению с ассоциацией в работах, в которых физическую активность определяли по самоотчету. Риск смерти статистически значимо более высок, если время в сидячем положении составляет 9,5 ч и более ежедневно. Таким образом, любые виды и любая интенсивность физических нагрузок в пожилом возрасте более полезны, чем сидячий образ жизни.

Рекомендации по использованию физических тренировок в пожилом возрасте

Хронический дефицит физической активности у пожилых является одним из значимых патогенетических механизмов развития синдрома старческой астении. Доказана польза физических упражнений для людей пожилого и старческого возраста, чтобы повысить функциональную активность, мобильность и качество жизни, снизить риск падений. Программы физических упражнений представляют собой эффективное средство профилактики прогрессирования старческой астении и преастении, а также других гериатрических синдромов, в частности когнитивного снижения и дефицита. Пациентам с синдромом старческой астении и высоким риском ее развития рекомендована регулярная физическая активность в объеме и с интенсивностью, зависящими от функциональных возможностей пациента, для улучшения/поддержания физического, функционального и когнитивного статуса [8].

Пациентам со старческой астенией необходимы следующие виды физической активности [9]:

• упражнения на сопротивление;
• силовые упражнения;
• аэробные тренировки (ходьба с изменением темпа и направления, ходьба на беговой дорожке, подъем по ступенькам, езда на велосипеде);
• упражнения на поддержание равновесия.

Программы физической активности для пациентов с синдромом старческой астении должны быть регулярными и долгосрочными, адаптированы для конкретного пациента, достаточно интенсивными, чтобы улучшить мышечную силу и способность поддерживать равновесие. Интенсивность и/или продолжительность тренировок следует увеличивать постепенно. Для улучшения функциональной активности упражнения на сопротивление и силовые тренировки комбинируют с упражнениями, в которых моделируется повседневная деятельность, например упражнения типа встать – сесть, тандемная ходьба, подъем по ступенькам, перенос веса тела с одной ноги на другую, ходьба по прямой линии, балансирование на одной ноге. Программы тренировок должны быть составлены квалифицированными специалистами (врачами лечебной физической культуры), их необходимо регулярно пересматривать и корректировать в зависимости от прогресса пациента и изменения его состояния [10].

Влияние физических тренировок на когнитивные функции

Физические упражнения — один из факторов образа жизни, который был идентифицирован как потенциальное средство уменьшения или замедления прогрессирования симптомов деменции. По данным различных публикаций известно, что физическая активность может уменьшать продукцию свободных радикалов, предупреждать развитие артериальной гипертензии и сопряженных с ней изменений белого вещества глубинных отделов головного мозга [11], сокращать объем амилоидных бляшек в церебральных сосудах и участках мозга, ответственных за когнитивные функции (гиппокамп) [12], а также замедлять процессы возраст-ассоциированных когнитивных изменений за счет стимуляции нейропластичности, индукции нейрогенеза и увеличения объема гиппокампа [13].

В некоторых исследованиях показано, что аэробные тренировки улучшают мозговой кровоток, память [14], а также мозговой метаболизм. Получены данные, подтверждающие, что поглощение глюкозы улучшается после аэробных тренировок в теменных и височных отделах головного мозга [15]. Примечательно, что регулярные физические упражнения могут повышать уровень BDNF (brain-derived neurotrophic factor — нейротрофический фактор головного мозга, влияющий на синаптическую пластичность и ее сигнальные каскады [16]) и снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний за счет увеличения перфузии мозга и притока кислорода к мозгу с одновременным снижением содержания липидов в крови и увеличением объема мозга соответственно [17]. Поскольку нарушения эндогенного липидного обмена и нейродегенеративные заболевания влияют на когнитивные возможности, повышение уровня BDNF может стать превентивным фактором в развитии слабоумия и болезни Альцгеймера. Так, датские ученые изучали влияние физической нагрузки на биомаркеры с привлечением 447 пациентов. Оценивали физическую нагрузку в режиме с переменной продолжительностью и интенсивностью: определяли уровень маркеров — нейротрофического фактора мозга, холестерина, тестостерона, эстрадиола, дегидроэпиандростерона, инсулина. В семи из восьми случаев было отмечено положительное влияние на эти маркеры, но, несмотря на это, не был достоверно научно обоснован биохимический эффект физических нагрузок на течение деменции и легких когнитивных нарушений [18].

Не сформулированы однозначные рекомендации по видам физических нагрузок, их интенсивности и длительности, которые применимы у пожилых людей с когнитивными нарушениями разной степени выраженности. Так, в систематическом обзоре, опубликованном в базе данных Кокрановского сотрудничества, оценивали результаты 17 исследований (поисковые даты — август 2012 и октябрь 2013 г.), включавших 1067 участников. Цель обзора заключалась в том, чтобы выяснить, могут ли программы физических упражнений улучшить когнитивные функции (память, способность рассуждать и пространственное восприятие), повседневную жизнь, поведение и психологическое состояние (депрессия, тревога и возбуждение) у пожилых людей с деменцией. Авторы также пытались оценить влияние физических упражнений на смертность, качество жизни, опыт ухода и использование медицинских услуг, а также на любые неблагоприятные последствия.

Было доказано, что программы физических упражнений могут улучшить повседневную деятельность людей с деменцией, но между результатами испытаний было много различий, которые авторы не смогли объяснить. По-видимому, эти различия были связаны с разнородностью участников, программ физической активности и способами ее измерения. К сожалению, во всех включенных в обзор исследованиях не было представлено доказательств положительного влияния упражнений на когнитивные способности, психологические симптомы и депрессию. Относительно других перечисленных результатов свидетельств практически не было. Отсутствовали также доказательства и об опасности и вреде физических упражнений. В итоге авторы оценили общее качество доказательств, лежащих в основе большинства результатов, как очень низкое [19]. Означает ли это, что физическая активность не приносит пользы при деменции? Нет, поскольку авторы делают очень важные заключения, базируясь на результатах этого обзора.

• Физические упражнения, по-видимому, умеренно улучшают когнитивные способности и эффективность деятельности человека, а также активность в повседневной жизни.
• Ухаживающие за больными деменцией получили возможность, наблюдая за программами физических тренировок своих подопечных, несколько уменьшить бремя ухода, возложенное на них.
• Врачи не должны избегать назначения физических упражнений пациентам с деменцией и при этом могут чувствовать себя уверенно.

Чтобы оценить значимые эффекты лечения с помощью физических тренировок, необходимо совершенствовать дизайн подобных исследований.

Пытаясь понять механизмы, которые могут лежать в основе воздействия физических тренировок на когнитивные функции, исследователи сравнивают различные виды упражнений. W.J. Bossers et al. изучали тренировочные и последующие эффекты комбинированных аэробных и силовых тренировок по сравнению с только аэробными тренировками на когнитивные и моторные функции у пациентов психогериатрического сестринского дома ухода с деменцией и выясняли, сказывается ли улучшение моторных функций на улучшении когнитивных функций [20]. Оказалось, что у пациентов с деменцией, сочетавших аэробные и силовые тренировки, по сравнению с пациентами, получавших только аэробные нагрузки, и пациентами контрольной группы без тренировок более значительно замедлялось развитие когнитивных и моторных нарушений. Однако не было обнаружено никаких опосредующих эффектов между улучшением когнитивных функций и увеличением двигательной активности.

Ученые задаются вопросом: способны ли физические тренировки замедлить развитие болезни Альцгеймера? Экспериментальные исследования на животных, у которых была смоделирована болезнь Альцгеймера, показали, что физическая активность предотвращает нарушения нейропластичности головного мозга и снижение памяти [21].

Исходя из результатов, полученных A. Strohle et al., регулярные двигательные нагрузки замедляют прогрессирование когнитивных нарушений при болезни Альцгеймера, и этот эффект варьирует от умеренного до сильного [22]. Однако получены результаты и других исследований. В частности, K. Hoffmann et al. в рандомизированном контролируемом исследовании при участии пациентов с умеренно выраженной деменцией при болезни Альцгеймера не обнаружили существенного влияния аэробных упражнений средней и высокой интенсивности (часовые занятия три раза в неделю на протяжении 16 нед.) на результаты нейропсихологических тестов, хотя у занимавшихся двигательными тренировками больных значительно уменьшилась выраженность клинических нейропсихиатрических проявлений [23].

Представлены также данные о том, что физическая активность, а именно аэробные тренировки, растяжка, физиотерапия и т. д., положительно влияют на когнитивные способности людей, перенесших инсульт. Положительный эффект был достигнут за 12 нед., а комбинированные программы тренировок дали наилучшие результаты. Средний возраст исследуемых составлял 62,5 года, 59 % из которых были мужчины. Положительный результат был получен даже у больных с остаточными явлениями инсульта [24].

Проводили исследования и с участием пациентов с болезнью Паркинсона. В статье, опубликованной в 2017 г. в журнале NeuroRehabilitation [25], показано значительное улучшение двигательных и когнитивных функций у пациентов с болезнью Паркинсона при проведении такой нетрадиционной физической терапии, как танцевальная.

Шестнадцать пациентов с болезнью Паркинсона, у которых в анамнезе зафиксированы недавние падения, были разделены на две группы. Больные одной группы проходили танцевальную терапию, больные второй — традиционную реабилитацию. Девять пациентов занимались танцевальной терапией по часу дважды в неделю в течение 10 нед. (20 занятий), семь пациентов получили аналогичный цикл из 20 групповых сеансов по 60 мин традиционной реабилитации. Моторные (Berg Balance Scale — BBS, Gait Dynamic Index — GDI, Timed Up and Go Test — TUG, 4 Square-Step Test — 4SST, 6-Minute Walking Test — 6MWT) и когнитивные (Frontal Assessment Battery — FAB, Trail Making Test A & B — TMT A&B, Stroop Test) способности оценивали в начале исследования, после завершения лечения и после восьминедельного наблюдения.

В группе пациентов, занимавшихся танцевальной терапией, результаты двигательных и когнитивных тестов значительно улучшились после лечения по сравнению с больными из группы традиционной реабилитации и сохранились после завершения программы.

В крупном канадском исследовании, в котором приняли участие 2876 пожилых людей в возрасте от 70 до 79 лет, изучали закономерности между скоростью ходьбы и потенциальными когнитивными изменениями. Было выявлено, что замедление скорости ходьбы у людей служит предиктором снижения физической активности в будущем, и этот результат не зависит от исходного физического состояния. Кроме того, снижение скорости ходьбы в пожилом возрасте было связано с повышенным риском нарушения когнитивных функций и смертности в будущем [26].

Другое исследование, целью которого была оценка влияния аэробных и силовых упражнений средней и высокой интенсивности на когнитивные нарушения и другие исходы у пациентов с легкой и умеренной деменцией, проводилось в Великобритании в рамках национального регистра деменции. В исследовании приняли участие 494 человека с деменцией: 329 занимались по программе аэробных и силовых упражнений с включением мероприятий социальной активности, а для 165 были предусмотрены обычные мероприятия по повышению социальной активности. Длительность программ физических тренировок составила 4 мес. Через год последующего наблюдения по результатам повторной оценки с помощью нейропсихологических шкал, в частности шкалы ADAS-cog, не было выявлено значимого улучшения в группе больных, занимавшихся физическими тренировками. Правда, участники этой группы статистически значимо улучшили результаты теста шестиминутной ходьбы. Авторы делают заключение, что программа аэробных и силовых упражнений средней и высокой интенсивности не замедляет развитие когнитивных нарушений у пациентов с легкой и умеренной деменцией, вместе с тем улучшает физическую форму.

Возможно, описанные отрицательные результаты связаны с различными механизмами развития деменции. Тем не менее автор большого обзора по деменции [27] все же включает аэробные и силовые упражнения в перечень лечебных мероприятий при деменции.

Выводы

Несмотря на проведение многочисленных исследований, направленных на изучение механизмов влияния физической активности на когнитивные способности, однозначного научного обоснования пользы физических нагрузок нет. В связи с этим на данном этапе отсутствует возможность разработать единые рекомендации по физической активности для пожилых людей с когнитивными нарушениями разной степени выраженности. Необходимо совершенствовать структуру исследований с целью изучения данного вопроса.

Об авторах

Илья Константинович Чупряев

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: medwed6771@gmail.com

студент 6-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Светлана Дмитриевна Пономарева

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: dexter.white.c@gmail.com

студентка 6-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Александра Владимировна Ясакова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: caplinasasa881@gmail.com

студентка 6-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Елена Владимировна Фролова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: elena.frolova@szgmu.ru
SPIN-код: 1212-0030

д-р мед. наук, профессор кафедры семейной медицины

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы