Pierwsze doniesienie o znaczeniu wysiłku fizycznego w erze nowożytnej opublikowali w 1953 r. Morris i wsp., którzy na łamach Lancet’u przedstawili wyniki badań pracowników londyńskiej komunikacji miejskiej. Autorzy stwierdzili dwukrotnie mniejszą śmiertelność wśród aktywnych fizycznie w godzinach pracy konduktorów w porównaniu do „siedzących” kierowców [1]. Spostrzeżenie to dało impuls do kolejnych, znacznie liczniejszych, wieloletnich badań obserwacyjnych, których wyniki potwierdziły „prozdrowotne” znaczenie regularnej aktywności fizycznej o niewielkiej/umiarkowanej intensywności. U osób aktywnych fizycznie stwierdzono niższe wartości ciśnienia tętniczego krwi, zmniejszenie częstości występowania otyłości, cukrzycy, chorób układu sercowo-naczyniowego i nowotworowych [2–4]. Co najważniejsze, wykazano, że regularny wysiłek fizyczny wiąże się z obniżeniem śmiertelności całkowitej i z powodu chorób układu sercowo-naczyniowego.
The Aerobic
Center Longitudinal Study
(ACLS)
W latach 70. ubiegłego wieku rozpoczęto w Dallas (USA) zakrojone na dużą skalę prospektywne obserwacyjne badanie mające na celu ocenę wpływu aktywności fizycznej na jakość i, przede wszystkim, długość ludzkiego życia [3]. Po wstępnej szczegółowej ocenie stanu zdrowia, uwzględniającej stopień wydolności fizycznej, do badania zakwalifikowano 55137 pacjentów w wieku od 18 do 100 lat (średnio 44 lata). Pacjentów podzielono na 6 grup: „niebiegaczy” (42121) i 5 grup „biegaczy” (13016), uwzględniając: długość, czas trwania, częstość i intensywność biegu. W celu weryfikacji wyjściowych parametrów u prawie połowy pacjentów dokonano powtórnej oceny stanu zdrowia po kilku latach. Badanie zakończono w 2003 r., czas obserwacji wahał się od 6,5 do 21,5 roku (średnio 14,7 lat).
W
badaniu tym jednoznacznie wykazano, iż regularna aktywność fizyczna wiąże się
z przedłużeniem życia, średnio o prawie 6 lat i poprawą jego jakości.
Wśród osób aktywnych fizycznie odnotowano obniżenie śmiertelności całkowitej o
około 37% i aż o 50% z przyczyn sercowo-naczyniowych. Badanie to dostarczyło
jednakże kilka dodatkowych, niezwykle ważnych spostrzeżeń. Okazało się, iż
największe różnice przeżywalności obserwowano pomiędzy osobami prowadzącymi siedzący
tryb życia („niebiegacze”) a osobami biegającymi regularnie, ale nie więcej niż
2–3 razy w tygodniu i w wolnym tempie
(równoważnym obciążeniu 4–6 METs). Co więcej,
stwierdzono, iż zwiększenie częstości, długości i przede wszystkim
intensywności wysiłku powyżej 10 METs nie wiązało się
z dalszym „liniowym” wzrostem korzyści, a obciążenie powyżej 14 METs może wręcz niwelować korzystne efekty zdrowotne
wysiłku – tzw. „krzywa U” (ryc. 1).
Rycina 1. Zmniejszenie śmiertelności całkowitej i sercowo-naczyniowej w zależności od parametrów biegu (całkowity tygodniowy czas aktywności, dystans, częstość, całkowite obciążenie (w METs) i prędkość). Pacjentów podzielono wg kwintyli uwzględniających parametry biegu. Współczynniki śmiertelności uwzględniają wpływ zmiennych: wieku, płci, roku badania, palenia/niepalenia papierosów, spożycia alkoholu i rodzinnego obciążenia chorobami układu sercowo-naczyniowego. (http://www.onlinejacc.org/content/64/5/472 dostęp: 3/5/18)
Szczegółowa
analiza uzyskanych danych wykazała również, że siedzący tryb życia to
niezależny parametr zwiększający prawdopodobieństwo przedwczesnego zgonu,
niezależnie od innych uznanych czynników ryzyka – tabela.
Czynnik ryzyka zgonu |
Śmiertelność całkowita |
Śmiertelność sercowo-naczyniowa |
Skrócenie długości życia (lata) |
Skrócenie długości życia (lata) |
|
Siedzący tryb życia |
3.0 |
4.1 |
Czynny palacz |
7.0 |
6.3 |
Nadwaga lub otyłość |
2.0 |
4.4 |
Uwarunkowania genetyczne |
2.5 |
3.9 |
Nieprawidłowe EKG |
6.0 |
10.7 |
Nadciśnienie tętnicze |
5.2 |
8.0 |
Cukrzyca |
4.2 |
5.1 |
Hipercholesterolemia |
0.7 |
3.4 |
Tabela 1. Współczynniki ryzyka i szacunkowe wartości skrócenia długości życia w zależności od stanu
aktywności
fizycznej. Współczynniki ryzyka uwzględniają wpływ wieku, płci, roku badania
i innych
zmiennych (zmodyfikowano na podst.: Lee D i wsp. Leisure-time running
reduces
all-cause and
cardiovascular mortality risk. J Am Coll Cardiol 2014;64:472-81)
The Copenhagen City Heart Study
W
1976 r., rozpoczęto duże prospektywne badanie obserwacyjne mieszkańców
Kopenhagi, którego celem, podobnie jak w przypadku badania amerykańskiego, była
ocena wpływu aktywności fizycznej na
śmiertelność całkowitą i z przyczyn sercowo-naczyniowych.
W trwającym ponad
35 lat badaniu obserwowano 19329 uczestników w wieku 20–93 lat i uzyskano
praktycznie identyczne rezultaty. Wśród aktywnych fizycznie mężczyzn
stwierdzono wydłużenie przeżycia o nieco ponad 6 lat, a wśród biegających
kobiet o 5,6 lat. Ciekawych spostrzeżeń dotyczących zależności pomiędzy
intensywnością wysiłku fizycznego a śmiertelnością dostarczyła jednakże
obserwacja rozpoczęta w roku 2001 [4]. Uczestniczyło w nim 1098 „zdrowych”
biegaczy (średnia liczba „biegowych” lat ~10) i 413 „niebiegaczy”,
a czas obserwacji wynosił 12 lat. Do oceny intensywności biegu zastosowano
parametry: liczbę treningów w tygodniu, czas trwania biegu oraz jego tempo.
Biorąc pod uwagę powyższe parametry, wyodrębniono grupę preferującą bieg lekki
[≤3 razy w tygodniu, < 2,5godziny/tydzień, w wolnym tempie <
8km/h (obciążenie < 6METs)], grupę trenującą w sposób wytężony [> 3
razy w tygodniu, > 2,5 godziny tygodniowo i w szybkim tempie > 11,3
km/h (obciążenie > 12 METs)] oraz grupę biegaczy o
umiarkowanym natężeniu (pośrednie parametry). Okazało się, podobnie jak w
badaniach amerykańskich, iż tylko bieg o lekkim i umiarkowanym natężeniu
wiązał się z istotnym zmniejszeniem śmiertelności. Co więcej, gdy w analizie
ujęto szereg innych czynników, takich jak: wiek, płeć, palenie tytoniu,
spożycie alkoholu, wykształcenie i występowanie cukrzycy, znaczenie
„protekcyjne” zachował tylko bieg o charakterze lekkim (ryc. 2).
Rycina 2 Intensywność, częstość i tempo biegu a śmiertelność całkowita. Współczynniki ryzyka (HR) zgonu
osób prowadzących
siedzący tryb życia i biegaczy z uwzględnieniem wpływu wieku, płci, palenia
papierosów, spożycia alkoholu, wykształcenia i występowania cukrzycy.
(http://www.onlinejacc.org/content/65/5/411 dostęp 3/5/18)
Wnioski
płynące z powyższych badań jednoznacznie wskazują na korzystny wpływ aktywności
fizycznej o lekkim/umiarkowanym natężeniu na ludzkie zdrowie, co znalazło
odzwierciedlenie w zaleceniach Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego
dotyczących prewencji chorób układu sercowo-naczyniowego. Zalecenia te obejmują
tygodniowo albo 2,5 godziny umiarkowanego wysiłku (np. 5 x 30-minutowy
spacer) albo 75 minut umiarkowanie natężonego wysiłku (np. trucht 5 x 15 minut)
dla każdej osoby dorosłej, bez obciążeń chorobowych uniemożliwiających
udział w ćwiczeniach fizycznych - tabela.
Zalecenia |
Klasa |
Poziom |
U wszystkich dorosłych w każdym wieku
zaleca się ≥ 150-minutowy wysiłek o umiarkowanej intensywności
tygodniowo lub 75-minutowy intensywny, tlenowy wysiłek fizyczny, lub
połączenie stanowiące ekwiwalent obu ww. form wysiłku |
I |
A |
W celu uzyskania dodatkowych korzyści u
zdrowych dorosłych zaleca się stopniowe zwiększanie tlenowego wysiłku
fizycznego o umiarkowanej intensywności do 300 min/tydzień lub 150 min
intensywnego, tlenowego wysiłku fizycznego tygodniowo, lub połączenie
stanowiące ekwiwalent obu ww. form wysiłku |
I |
A |
W celu promocji wysiłku fizycznego, i w
razie konieczności, w celu wspierania zwiększenia poziomu wysiłku fizycznego
w czasie zaleca się regularną ocenę i poradnictwo dotyczące wysiłku
fizycznego |
I |
B |
U osób z niskim ryzykiem zaleca się
wysiłek fizyczny bez dalszej oceny |
I |
C |
Należy rozważyć wielokrotne sesje wysiłku
fizycznego, po ≥ 10 min każda, i równomiernie rozłożone w ciągu
tygodnia, tj. na 4–5 dni/tydzień, a najlepiej codziennie |
IIA |
B |
U pacjentów o siedzącym trybie życia i z
czynnikami ryzyka sercowo-naczyniowego, którzy zamierzają zaangażować się w
intensywny wysiłek fizyczny lub sport, należy rozważyć ocenę kliniczną
obejmującą testy wysiłkowe |
IIA |
C |
Tabela 2 Zalecenia Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego dotyczące prewencji chorób układu
sercowo-naczyniowego w
praktyce klinicznej 2016
Wysiłek
fizyczny – „lek” o właściwościach plejotropowych
Regularny wysiłek fizyczny powoduje wiele fizjologicznych zmian adaptacyjnych, które obserwuje się nie tylko w trakcie jego wykonywania, ale przede wszystkim w spoczynku, w czasie przerw między kolejnymi sesjami treningowymi. Z jednej strony regularna aktywność fizyczna może hamować postępujący z wiekiem spadek wydolności fizycznej, z drugiej wywiera korzystny wpływ na samopoczucie i zdrowie. Efekt „leczniczy” aktywności fizycznej ma charakter plejotropowy i obejmuje [5]:
a) działanie
kardio- i wazoprotekcyjne,
b) wspomaganie
leczenia otyłości,
c)
korzystną modyfikację profilu lipidowego,
d)
poprawę upośledzonej tolerancji glukozy,
e)
korzystne zmiany w układzie hemostazy,
f)
poprawę odporności nieswoistej organizmu,
g)
redukcja nadmiernych obciążeń psychoemocjonalnych.
Działanie kardio- i wazoprotekcyjne
Regularny
wysiłek fizyczny prowadzi do przerostu kardiomiocytów
(wzrostu średnicy i długości) i w następstwie do pogrubienia (przerostu)
ścian mięśnia sercowego
i proporcjonalnego powiększenia wymiarów jam serca. Wzrasta przepływ w
tętnicach wieńcowych oraz gęstość naczyń mikrokrążenia wieńcowego, poprawie
ulega funkcja śródbłonka. Efektem tego fizjologicznego procesu jest wzrost
wydolności mięśnia sercowego.
Systematyczny wysiłek fizyczny prowadzi również do istotnych zmian w nerwowej regulacji pracy układu sercowo-naczyniowego. Zmniejszenie aktywności składowej współczulnej i jednoczesne zwiększenie napięcia nerwu błędnego prowadzi do zwolnienia czynności serca i zmniejszenia oporu obwodowego. Zwolnienie czynności serca uzyskane wskutek od 8 do 10-tygodniowego treningu dynamicznego w zakresie tlenowym jest porównywalne z efektem leczniczym wielu leków działających chronotropowo ujemnie, powszechnie używanych w leczeniu choroby wieńcowej, arytmii czy nadciśnienia tętniczego: β-adrenolityków, Ca+2-blokerów, amiodaronu czy iwabradyny - tabela.
CIBIS II |
BEAUTIFUL |
The Marathon Study |
Bisoprolol vs. Placebo |
Iwabradyna vs. Placebo |
Wysiłek fizyczny vs. Placebo |
↓czynności serca o 9,8/min |
↓czynności serca o 6/min |
↓czynności serca o 11/min |
Tabela 3 Zwolnienie czynności serca w wybranych badaniach klinicznych i wskutek wysiłku fizycznego
Co ważne, wysiłek fizyczny jest praktycznie
pozbawiony działań niepożądanych, częstych w przypadku farmakoterapii. U
większości aktywnych fizycznie osób się tętno spoczynkowe waha się
w granicach 50–60/min (ryc. 3).
Rycina 3
Zapis badania elektrokardiograficznego u 45-letniego maratończyka-amatora: bradykardia
zatokowa ok. 50/min
Bradykardia zatokowa ma nie tylko znaczenie hemodynamiczne, ale i rokownicze. Wydłużenie okresu rozkurczu serca umożliwia poprawę napływu krwi do komór serca. Natomiast obserwacje uzyskane w badaniu Framingham Study wskazują na zależność pomiędzy spoczynkową czynnością serca a śmiertelnością z przyczyn sercowo-naczyniowych. Wzrost tętna o 10/min prowadzi bowiem do zwiększenia śmiertelności o 14%. Innym, choć nie w pełni wyjaśnionym, efektem zmienionej regulacji nerwowej jest poprawa stabilności elektrycznej serca i wzrost progu migotania komór.
Zwolnienie
czynności serca, obniżenie oporu obwodowego i pośrednio zmniejszenie
wydzielania katecholamin prowadzą u osób aktywnych fizycznie do obniżenia
ciśnienia tętniczego. Choć w trakcie wytężonego wysiłku fizycznego szczytowe
wartości ciśnienia tętniczego mogą osiągać wartości przekraczające 250 mmHg, to
w spoczynku ulega ono stopniowemu obniżeniu, a efekt hipotensyjny uzyskany w
efekcie kilkutygodniowego regularnego treningu fizycznego jest porównywalny z
wynikami leczenia farmakologicznego - tabela.
ALLHAT (Antihypertensive
and Lipid-Lowering treatment to prevent Heart Attack Trial) |
Wysiłek |
|||
|
Chlortalidon |
Amlodypina |
Lizynopril |
|
Ciśnienie skurczowe (mm Hg) |
↓ 9,1 |
↓ 7,8 |
↓ 6,7 |
↓ 3,4-10,5 |
Ciśnienie rozkurczowe (mm Hg) |
↓ 4,3 |
↓ 5,0 |
↓ 4,4 |
↓ 2,4-7,6 |
Tabela
4 Zmniejszenie wartości ciśnienia
tętniczego krwi w badaniu ALLHAT uzyskane w
efekcie stosowania
diuretyku
(Chlortalidon), blokera
kanału wapniowego (Amlodypina) i ACEI-inhibitora (Lizynopril)
oraz wskutek 8-10
tygodniowego treningu fizycznego
Wspomaganie
leczenia otyłości
Problem
otyłości zdefiniowanej jako BMI > 30 dotyczy według różnych szacunków 20–30%
ludności w USA i Europie Zachodniej. W Polsce, wg badania NATPOL 2011, otyłość
stwierdza się u 19,7% kobiet i 23,6% mężczyzn [7]. Gdy pod uwagę wziąć osoby
z nadwagą (BMI > 25), to odsetek ten rośnie dwukrotnie. Otyłość dotyczy
zaawansowanego stanu przewlekłej choroby, charakteryzującej się nagromadzeniem
tkanki tłuszczowej i zespołem określonych nieprawidłowości metabolicznych.
Niewątpliwie jednym z najważniejszych efektów „leczniczych” aktywności
fizycznej jest zwiększony wydatek energetyczny związany z uprawianiem sportu –
zestawienie wartości wydatku energetycznego związane z określoną aktywnością
fizyczną przedstawiono w tabeli poniżej.
Wynika z niej, iż jedną z najbardziej „energożernych”
form aktywności fizycznej jest najzwyklejszy bieg!
Aktywność fizyczna |
Wydatek energetyczny (kcal/h) |
Jazda na rowerze (10km/h) |
240 |
Jazda na rowerze (20km/h) |
410 |
Bieg (8km/h) |
660 |
Bieg (16km/h) |
1280 |
Pływanie (25m/min) |
275 |
Pływanie (50m/min) |
500 |
Marsz (3km/h) |
240 |
Marsz (5km/h) |
320 |
Tabela 5 Wydatek
energetyczny podczas aktywności fizycznej (zmodyfikowano
na podstawie:
Physical Activity
Calorie Use Chart wg AHA)
Współczynnik BMI, poza zastosowaniem do oceny stopnia odżywienia i efektów leczenia otyłości, ma też znaczenie prognostyczne. W 2016 r. ukazały się na łamach New England Journal of Medicine wyniki obserwacji 2,3 miliona izraelskich poborowych. Każdy z nich na rok przed rozpoczęciem obowiązkowej służby wojskowej przeszedł szczegółowe badania lekarskie obejmujące również pomiar wzrostu i wagi. Po średnio 15 latach obserwacji młodych ludzi (średni wiek w chwili rozpoczęcia badania wynosił 17,3 lat) stwierdzono, począwszy od osób z BMI < 23,6 (a więc w granicach normy!), liniowy wzrost odsetka zgonów z przyczyn sercowo-naczyniowych (u osób z BMI > 25 był on dwukrotnie wyższy niż w przypadku BMI < 21.4!) [8]. Z kolei na podstawie wyników uzyskanych w badaniu Physicians’ Health Study oceniono ryzyko rozwoju nadciśnienia tętniczego w zależności od masy ciała. Po średnio 8 latach obserwacji okazało się, iż współczynnik ryzyka rozwoju nadciśnienia tętniczego u osób z BMI 24,3–24,7 (wartości w granicach normy!) wynosi 1,56 w porównaniu do osób z BMI < 22,4 [9].
Rycina
4. Względne ryzyko rozwoju
nadciśnienia tętniczego w zależności od BMI (podział decylowy).
W analizie
uwzględniono wpływ zmiennych: wieku, palenia papierosów, spożycia alkoholu,
aktywności
fizycznej, wywiadu rodzinnego (zawał u rodziców <60rż), cukrzycy i
hipercholesterolemii. Am J Hypertens. 2007;20(4):370-377
Spostrzeżenia
te jednoznacznie wskazują, iż prawidłowa (a nawet niższa niż prawidłowa) masa
ciała ma działanie „zapobiegawcze”, zmniejszające ryzyko rozwoju wielu chorób.
Modyfikacja
profilu lipidowego i upośledzonej tolerancji glukozy
Aktywność
nie zawsze prowadzi do obniżenia całkowitego poziomu cholesterolu
w organizmie. Korzystnym efektem jest natomiast modyfikacja profilu
lipidowego. Z wielu badań wynika jednoznacznie, iż pod wpływem wysiłku
fizycznego, często połączonego z postępowaniem dietetycznym, dochodzi do
wzrostu poziomu cholesterolu HDL i w mniejszym stopniu redukcji
cholesterolu LDL.
Poprawa
upośledzonej tolerancji glukozy wynika z faktu, iż wysiłek fizyczny zwiększa
transport i zużycie glukozy przez pracujące mięśnie poprzez niezależny od
insuliny transporter GLUT-4. Efekt kliniczny to opóźnienie lub wręcz
zapobieganie rozwojowi cukrzycy. Jednym z najważniejszych randomizowanych badań
klinicznych, w którym potwierdzono wcześniejsze obserwacje epidemiologiczne,
było fińskie badanie „Finnish Diabetes
Prevention Study” [10].
Badaniem tym objęto 522 pacjentów z nadwagą i upośledzoną tolerancją
glukozy. U połowy wdrożono postępowanie obejmujące modyfikację diety, redukcję
masy ciała i, przede wszystkim, zwiększenie aktywności fizycznej. Po około
3 latach obserwacji okazało się, iż wskutek intensywnego postępowania
niefarmakologicznego cukrzycę rozpoznano 2-krotnie rzadziej (11% vs. 23%) niż
wśród osób nie objętych leczeniem. „Dowody” korzystnego wpływu wysiłku
fizycznego na wybrane parametry u amatorów biegania przedstawiono w tabeli.
|
Maratończycy (n=108) |
Grupa kontrolna („niebiegacze”) (n=864) |
p |
Wiek |
57,2±5,7 |
57,1±5,6 |
NS |
BMI |
24,0±2,3 |
28,1±4,0 |
<0,0001 |
Ciśnienie skurczowe (mm Hg) |
121±14 |
137±18 |
<0,0001 |
Tętno spoczynkowe |
65±10 |
76±12 |
<0,0001 |
Cholesterol całkowity (mg/dL) |
227±42 |
228±38 |
NS |
LDL cholesterol (mg/dL) |
121±29 |
147±36 |
<0,0001 |
HDL cholesterol (mg/dL) |
73,8±17,3 |
51.9±14,7 |
<0,0001 |
Cukrzyca (%) |
0 |
8,6 |
0,002 |
Nadciśnienie tętnicze (%) |
12,0 |
40,8 |
<0,0001 |
Tabela 5 Porównanie wybranych parametrów i częstości występowanie niektórych czynników ryzyka
rozwoju choroby wieńcowej
u maratończyków-amatorów i osób prowadzących siedzący tryb życia
(zmodyfikowano na
podstawie: „The Marathon Study”)
Biegowy
paradoks
Wnioski płynące z badań jednoznacznie wskazują na korzystny wpływ aktywności fizycznej na ludzkie zdrowie, co znalazło odzwierciedlenie w zaleceniach towarzystw kardiologicznych dotyczących prewencji chorób układu sercowo-naczyniowego. Niestety, z badania NATPOL 2011 wynika, iż w naszym kraju zaledwie 43% dorosłych osób realizuje zalecenia obejmujące tygodniowo 2,5 godziny umiarkowanego wysiłku lub 75 minut umiarkowanie natężonego wysiłku, a aż 11% nie wykonuje żadnego wysiłku fizycznego! Jeszcze bardziej niepokojące wnioski, związane z postrzeganiem znaczenia aktywności fizycznej, płyną z badania prezentowanego w kwietniu br. podczas sympozjum American Heart Association. Otóż grupie dorosłych Amerykanów z nadciśnieniem tętniczym zadano pytanie, którą z terapii wybraliby jako preferowaną metodę leczniczą, by przedłużyć życie. Tabletka „pobiła” wszystkie inne metody, z ćwiczeniami fizycznymi włącznie [11]. Jest to o tyle zaskakujące, iż wysiłek fizyczny jest „lekiem” pozbawionym praktycznie działań niepożądanych, właściwie nic nie kosztuje i jest dostępny bez recepty [12].
Z
drugiej strony należy zauważyć lawinowy wzrost liczby osób wielokrotnie
przekraczających proponowane zalecenia – uczestników półmaratonów, maratonów
czy ultramaratonów (ryc. 4).
Rycina 4 Wzrost frekwencji w Biegu Lechitów (półmaraton) i maratonie w Poznaniu
Udział w biegu maratońskim, choć w żaden
sposób nie przystaje do zaleceń medycznych i wiąże się z pewnym (niewielkim)
ryzykiem, ma jednak niezaprzeczalne zalety. Dowiedziono bowiem, iż wysiłek
fizyczny w okresie przygotowań do startu prowadzi do przedstawionych w artykule
korzystnych efektów zdrowotnych (zwolnienie
czynności serca, obniżenie masy ciała i ciśnienia tętniczego,
modyfikacja profilu lipidowego, itd.), o pozytywnych emocjach towarzyszących
ukończeniu maratonu nie wspominając!
Piśmiennictwo: