В XXI в. в России, как и в странах Европы и в США, на смену инфекционным заболеваниям - ведущей причине смерти населения - пришли неинфекционные, и среди них по-прежнему лидируют болезни сердечно-сосудистой системы (ССС). По этой причине были установлены факторы риска, которые способствуют развитию и прогрессированию сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ).
Гиподинамия является одним из модифицируемых факторов риска ССЗ. Проблема малоподвижного образа жизни стала наиболее актуальной в середине прошлого века, когда ввиду технического прогресса увеличилось число лиц с постоянным недостатком физической активности.
И в настоящее время, по оценке Всемирной организации здравоохранения, физическая активность около 60 % насе- ления Земли не достигает уровня, необходимого для поддержания и сохранения здоровья [1], вызывая ежегодно около 1,9 млн смертей в мире [2]. Таким образом, низкая физическая активность служит одной из основных причин смертности [3] и рассматривается как один из главных корригируемых факторов риска ССЗ [4].
Связь физической активности и сердечно-сосудистых заболеваний
Существует внушительная доказательная база, свидетельствующая о связи между степенью физической активности и риском развития ССЗ.
J. Morris и соавт. проанализировали состояние здоровья у 667 водителей и кондукторов лондонских ав- тобусов. Оказалось, что заболеваемость ишемической болезнью сердца среди кондукторов (чей труд связан с большей физической активностью) была практически в 2 раза меньше, чем у водителей [5].
Подобные результаты получены при изучении риска смерти от ССЗ среди 190 000 работников железных дорог США: риск смерти был в 2 раза выше у офисных работников в сравнении с физически активными путевыми обходчиками [6].
Кроме того, установлено, что у наиболее физически активных и тренированных людей риск общей и сердечно-сосудистой смертности на 50 % ниже, чем у наименее активных и тренированных. При этом повышение физической работоспособности на 1 метаболический эквивалент (показатель, косвенно отражающий активность метаболических процессов в организме путем расчета уровня метаболизма (потребления О2) при заданной нагрузке) ассоциируется со снижением смертности на 20 % [7].
В таблице приведены результаты наиболее значимых клинических исследований, которые подтверждают, что физически активные и тренированные люди имеют большую продолжительность жизни и меньшую смертность от ССЗ.
&hide_Cookie=yes)
Физическая активность оказывает многостороннее влияние на организм, способствуя риску возникновения ССЗ и общей смертности. Среди основных положительных моментов можно выделить [17]:
1. Повышение способности мышц экстрагировать из крови и утилизировать кислород для получения энергии.
2. Увеличение аэробной мощности.
3. Увеличение максимального поглощения кислорода из воздуха.
4. Повышение уровня липопротеидов высокой плотности.
5. Снижение уровня триглицеридов, аполипопротеина В и инсулина, улучшение метаболизма глюкозы.
6. Снижение систолического и диастолического артериального давления и частоты пульса.
7. Уменьшение индекса массы тела, окружности живота, интраабдоминального накопления жировой ткани.
8. Улучшение психологического состояния, повышение уверенности в себе и самооценки, уменьшение депрессии, повышение качества жизни.
Кроме того, положительное влияние физической активности проявляется в снижении уровня С-реактивного белка, повышении фибринолитической активности крови, улучшении реологии, предупреждении протромботической реакции на тяжелую физическую нагрузку, повышении чувствительности барорецепторов и вариабельности сердечного ритма, улучшении регуляции эндотелиальной дисфункции, увеличении количества циркулирующих эндотелиальных прогениторных клеток; снижении потребности миокарда в кислороде во время нагрузки, повышении снабжения миокарда кислородом, повышении устойчивости миокарда к ишемии [18].
Таким образом, очевидно, что физическая активность служит важным фактором риска для ССЗ. Кроме того, низкая физическая активность увеличивает риск возникновения сахарного диабета типа 2, ожирения, рака, остеопороза [19-20]. Эти заболевания называют еще возраст-зависимыми заболеваниями.
В последнее время большое внимание научной общественности обращено к маркерам биологического возраста - теломерам. Установлена связь короткой длины теломер с риском возникновения сахарного диабета типа 2 [21] и ожирения как у детей, так и у взрослых [22], инсульта [23], онкологических заболеваний [24]. Кроме того, короткие теломеры ассоциируются с риском развития ССЗ.
В частности ассоциативные связи прослеживаются между короткими теломерами и артериальной гипертензией (АГ) [25, 48, 51], хронической сердечной недостаточностью (ХСН) [26, 50], атеросклерозом [27-30, 49], дисфункцией левого желудочка [31], инфарктом миокарда [32-34], аневризмой абдоминального отдела аорты [35].
Структура и функции теломер
Теломеры - это концевые районы линейной хромосомной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), состоящей из многократно повторяющихся нуклеотидных последовательностей и специфически связанных белков [25].
Теломеры человека содержат от 2 до 20 тысяч пар оснований и состоят из повторяющихся последовательностей (TTAGGG) n. Теломерные повторы, весьма консервативные последовательности: повторы всех позвоночных состоят из 6 нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых - TTAGG, повторы большинства растений - TTTAGGG.
Теломеры выполняют следующие функции: а) механическую - фиксация хромосом к ядерному матриксу; б) стабилизационную - защита от недорепликации; в) влияние на экспрессию генов; г) счетная функция - определение репликационного потенциала клетки.
Физическая активность и длина теломер
Группа ученых во главе с Mengmeng Du проанализировали влияние физической активности на длину теломер в рамках исследования The Nurses Health Study [36].
С этой целью было обследовано 4813 женщин в возрасте 43-70 лет. Продолжительность исследования составила 4 года. Оказалось, что показатель метаболического эквивалента имеет корреляционную связь с длиной теломер: для метаболического эквивалента <3; 3-9; 9-18; 18-27; ≥27 стандартное отклонение длины теломер составило 0,04; -0,02; 0,04; 0,05 и 0,03 соответственно.
В исследовании L. F. Cherkas и соавт. также было доказано, что малоподвижный образ жизни (в дополнение к курению, высокому индексу массы тела и низкому социально-экономическому статусу) оказывает влияние на длину теломер и может ускорить процесс старения [37]. В исследование был включен 2401 близнец из Англии (2152 женщины и 249 мужчин) в возрасте от 18 до 81 года. Оказалось, что длина теломер у более активных участников была на 200 нуклеотидов больше, чем у менее активных (7,1 и 6,9 килобазы (кб), соответственно; р=0,006).
Аналогичные результаты получены в исследовании J. Krauss и соавт., которые проанализировали длину теломер у 944 пациентов со стабильным течением ИБС [38].
Длина теломер у лиц с низким уровнем физической активности была меньше, чем у лиц с высоким уровнем физической активности (5349±3781 и 5566±3829 пар оснований, соответственно).
Долго не могли определить, насколько полезны в долгосрочной перспективе многократные и регулярные аэробные физические упражнения на сверхвыносливость (например, бег на длинные дистанции в марафоне). С этой целью были обследованы 67 участников марафонов [39]. После поправки на возраст, традиционные факторы риска ССЗ и маркеры воспаления (С-реактивный белок, IL-6, лептин, Е-селектин и др.) удалось установить, что у марафонцев длина теломер была на 11 % больше (T/S=3,5±0,68), чем в контрольной группе (T/S=3,1±0,41). Таким образом, регулярное участие мероприятиях на сверхвыносливость, например бег в марафонах на длинные дистанции, ослабляет старение клеток.
Не менее интересное исследование было проведено группой ученых во главе с S. Savela [40]. В 1974 г. 782 мужчинам (средний возраст - 47 лет) было предложено заполнить анкету с вопросами о степени их физической активности, в результате чего участники были разделены в 3 группы: низкая (n=148), умеренная (n=398) и высокая физическая активность (n=236). После 29-летнего периода наблюдения в 2003 г. оценивали длину теломер у выживших участников (n=204, средний возраст - 76 лет).
С поправкой на возраст, индекс массы тела, уровень холестерина и факт курения участники группы умеренной физической активности имели большую длину теломер (8,27 кб), чем участники с низкой (8,10 кб) или высокой (8,10 кб) физической активностью (р=0,03 между группами). Авторы пришли к выводу, что низкий и высокий уровень физической активности способствует укорочению теломер в долгосрочной перспективе.
Подобные результаты были получены и в исследовании A. Ludlow и соавт. [41]. Авторы также утверждают, что умеренные уровни физической активности могут обеспечить защитное действие на длину теломер по сравнению с высоким и низким уровнями физической активности.
Кроме вышеперечисленных существует достаточно много клинических исследований, которые доказывают наличие связи между уровнем физической активности и длиной теломер [42-46].
В то же время при исследовании лиц старше 65 лет (976 мужчин и 1030 женщин, средний возраст 72,8 лет и 72,0 лет соответственно) связи между уровнем физической активности и длиной теломер хромосом не установлено [47]. Авторы объясняют полученные результаты тем, что на седьмом десятилетии жизни степень физической активности не является главным фактором, который влияет на скорость укорочения теломер.
Заключение
Гиподинамия служит одним из главных факторов риска развития многих возраст-зависимых заболеваний, к числу которых относятся и болезни ССС. Теломеры многими учеными признаются как биологический маркер старения. Низкий уровень физической активности ассоциируется с меньшей длиной теломер. Короткие теломеры в свою очередь служат предвестниками старения клетки и организма в целом. Необходимо проведение дополнительных исследований в данной области. Тем не менее очевидно следующее: регулярные физические упражнения необходимы, чтобы снизить скорость старения организма и свести к минимуму риск развития заболеваний, связанных со старением.
ЛИТЕРАТУРА
1. WHO Physical Inactivity: A Global Public Health Problem. WHO. URL http://www.who.int/dietphy-sicalactivity/factsheet_inactivity/en/index. Html (дата обращения: 23.07.2014).
2. WHO. Why "Move for Health". WHO. URL: http://www.who.int/moveforhealth/en (дата обращения: 23.07.2014).
3. Lopez A.D., Mathers C.D., Ezzati M. et al. Global and regional burden of disease and risk factors, 2001: systematic analysis of population health data // Lancet. 2006. Vol. 367. P. 1447-1457.
4. Thompson P.D., Buchner D., Pina I.L. et al. Exercise and physical activity in the prevention and treatment of atherosclerotic cardiovascular disease: a statement from the Council on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Rehabilitation, and Prevention) and the Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity) // Circulation. 2003. Vol. 24. P. 3109-3116.
5. Morris J.N., Heady J.A., Raffle P.A.B. et al. Coronary heart-disease and physical activity of work // Lancet. 1953. Vol. II. P. 1053-1057.
6. Taylor H.L., Klepetar E., Keys A. et al. Death rates among physically active and sedentary employees of the railroad industry // Am. J. Public Health Nations Health. 1962. Vol. 52. Р. 1697-1707.
7. Myers J., Kaykha A., George S. et al. Fitness versus physical activity patterns in predicting mortality in men // Am. J. Med. 2004. Vol. 117. Р. 912-918.
8. O’Connor G.T., Buring J.E., Yusuf S. et al. An overview of randomized trials of rehabilitation with exercise after myocardial infarction // Circulation. 1989. Vol. 80. Р. 234-244.
9. Giannuzzi P, Temporelli PL, Corra U et al. Attenuation of unfavorable remodeling by exercise training in postinfarction patients with left ventricular dysfunction // Circulation. 1997; Vol. 96. Р. 1790-1797.
10. Wannamethee S.G., Shaper G., Walker M. Physical activity and mortality in older men with diagnosed coronary heart disease // Circulation. 2002. Vol. 102. Р. 1358-1363.
11. Belardinelli R., Paolini I., Cianci G. et al. Exercise Training Intervention After Coronary Angioplasty: the ETICA trial // J. Am. Coll. Cardiol. 2001. Vol. 37. Р. 1891-1900.
12. Hambrecht R., Walther C., Mobius-Winkler S. et al. Percutaneous coronary angioplasty compared with exercise training in patients with stable coronary artery disease. A randomized trial // Circulation. 2004. Vol. 109. 1371-1378.
13. Taylor R.S., Brown A., Ebrahim S. et al. Exercise-based rehabilitation for patients with coronary heart disease: a systematic review and meta-analysis of randomized trials // Am. J. Med. 2004. Vol. 116. Р. 682-697.
14. Witt B.J., Jacobsen S.J., Weston S.A. et al. Cardiac rehabilitation after myocardial infarction in the community // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44. Р. 988-996.
15. Clark A.M., Hartling L., Vandermeer B., McAlister F.A. Meta-analysis: secondary prevention programs for patients with coronary artery disease //Ann. Int. Med. 2005. Vol. 143. Р. 659-672.
16. Hamer M., Stamatakis E. Physical activity and mortality in men and women with diagnosed cardiovascular disease // Eur. J. Cardiovasc. Prev. Rehabil. 2009. Vol. 16. Р. 156-160.
17. Physical activity and health. A Report of the Surgeon General. US Department of Health and Human Services. 1996.
18. Scrutinio D., Temporelli P.L., Passantino A., Giannuzzi P. Long-term Secondary Prevention Programs After Cardiac Rehabilitation for the Reduction of Future Cardiovascular Events: Focus on Regular Physical Activity // Future Cardiol. 2009. Vol. 5 (3). Р. 297-314.
19. Warburton D.E., Nicol C.W., Bredin S.S. Health benefits of physical activity: the evidence // CMAJ. 2006. Vol. 174 (6). Р. 801-809.
20. Albright A., Franz M., Hornsby G. et al. American College of Sports Medicine position stand: exercise and type 2 diabetes // Med. Sci. Sports Exerc. 2000. Vol. 32 (7). Р. 1345-1360.
21. Cappuccio F.P., D’Elia L., Strazzullo P., Miller M.A. Quantity and quality of sleep and incidence of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis // Diabetes Care. 2010. Vol. 33. Р. 414-420.
22. Cappuccio F.P., Taggart F.M., Kandala N.-B., Currie A., Peile E., Stranges S., Miller M.A. Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children, adolescents and adults // Sleep. 2008. Vol. 31. Р. 619-626.
23. Ikehara S., Iso H., Date C., Kikuchi S., Watanabe Y., Wada Y., Inaba Y., Tamakoshi A. Association of sleep duration with mortality from cardiovascular disease and other causes for Japanese men and women: the JACC study // Sleep. 2009. Vol. 32 (3). Р. 259-301.
24. Willeit P., Willeit J., Mayr A. et al. Telomere length and risk of incident cancer and cancer mortality // JAMA. 2010. Vol. 304. Р. 69-75.
25. Драпкина О.М., Шепель Р.Н. Современные представления о роли теломер и теломеразы в патогенезе гипертонической болезни // Артериал. Гипертензия. 2013. Vol. (19) 4. Р. 290-298.
26. Драпкина О.М., Шепель Р.Н. Теломеры и хроническая сердечная недостаточность // Кардиология. 2014. Vol. 54 (4). Р. 60-67.
27. Ogami M., Ikura Y., Ohsawa M., et al. Telomere shortening in human coronary artery diseases // Аrterioscler. Tromb. Vasc. Diol. 2004. Vol. 24. Р. 546-550.
28. Benetos A., Gardner J.P., Zureik M., Labat C., Xiaobin L. et al. Short telomeres are associated with increased carotid atherosclerosis in hypertensive subjects // Hypertension. 2004. Vol. 43. Р. 182-185.
29. O’Donnell C.J., Demissie S., Kimura M., Levy D., Gardner J.P. et al. Leukocyte telomere length and carotid artery intimal medial thickness: the Framingham Heart Study // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2008. Vol. 28. Р. 1165-1171.
30. Samani N.J., Boultby R., Butler R., Thompson J.R., Goodall A.H. Telomere shortening in atherosclerosis // Lancet. 2001. Vol. 3 (58). Р. 472-473.
31. Collerton J., Martin-Ruiz C., Kenny A., Barrass K., von Zglinicki T. et al. Telomere length is associated with left ventricular function in the oldest old: the Newcastle 85+ study // Eur. Heart J. 2007. Vol. 28. Р. 1172-1176.
32. Brouilette S., Singh R.K., Thompson J.R., Goodall A.H., Samani N.J. White cell telomere length and risk of premature myocardial infarction // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2003. Vol. 23. Р. 842-846.
33. Brouilette S.W., Moore J.S., McMahon A.D., Thompson J.R., Ford I. et al. Telomere length, risk of coronary heart disease, and statin treatment in the West of Scotland Primary Prevention Study: a nested case-control study // Lancet. 2007. Vol. 369. Р. 107-114.
34. Zee R.Y., Michaud S.E., Germer S., Ridker P.M. Association of shorter mean telomere length with risk of incident myocardial infarction: a prospective, nested case-control approach // Clin. Chim. Acta. 2009. Vol. 403. Р. 139-141.
35. Atturu G., Brouilette S., Samani N.J., London N.J., Sayers R.D., et al. Short Leukocyte Telomere Length is Associated with Abdominal Aortic Aneurysm (AAA). Eur J Vasc Endovasc Surg. 2010. Vol. 29 (5). Р. 559-564.
36. Du M., Prescott J., Kraft P., Han J., Giovannucci E., Hankinson S.E., De Vivo I. Physical activity, sedentary behavior, and leukocyte telomere length in women // Am. J. Epidemiology 2012. Vol. 175. Р. 414-422.
37. Cherkas L.F., Hunkin J.L., Kato B.S., Richards J.B., Gardner J.P., Surdulescu G.L., I Aviv A. The association between physical activity in leisure time and leukocyte telomere length // Arch. Int. Med. 2008. Vol. 168. Р. 154-158.
38. Krauss J., Farzaneh-Far R., Puterman E., Na B., Lin J. et al. Physical Fitness and Telomere Length in Patients with Coronary Heart Disease: Findings from the Heart and Soul Study // PLoS ONE. 2011. Vol. 6 (11). Р. e26983. doi:10.1371/journal.pone.0026983
39. Denham J., Nelson C.P., O’Brien B.J., Nankervis S.A., Denniff M. et al. Longer Leukocyte Telomeres Are Аssociated with Ultra-Endurance Exercise Independent of Cardiovascular Risk Factors // PLoS ONE. 2013. Vol. 8 (7). Р. e69377. doi:10.1371/journal.pone.0069377
40. Savela S., Saijonmaa O., Strandberg T.E., Koistinen P., Strandberg A.Y., Tilvis R.S., I Fyhrguist F. Physical activity in midlife and telomere length measured in old age // Experiment. Gerontol. 2013. Vol. 48. Р. 81-84.
41. Ludlow A.T., Zimmerman J.B., Witkowski S., Hearn J.W., Hatfield B.D., Roth S.M. Relationship between physical activity level, telomere length, and telomerase activity // Med. Sci. Sports Exerc . 2008. Vol. 40. Р. 1764-1771.
42. Zhu H., Wang X., Gutin B. et al. Leukocyte telomere length in healthy Caucasian and African-American adolescents: relationships with race, sex, adiposity, adipokines, and physical activity // J. Pediatr. 2011. Vol. 158 (2). Р. 215-220.
43. Mirabello L., Huang W.Y., Wong J.Y. et al. The association between leukocyte telomere length and cigarette smoking,dietary and physical variables, and risk of prostate cancer // Aging Cell. 2009. Vol. 8 (4). Р. 405-413.
44. Puterman E., Lin J., Blackburn E., O’Donovan A., Adler N. et al. The Power of Exercise: Buffering the Effect of Chronic Stress on Telomere Length // PLoS ONE. 2010. Vol. 5(5): e10837. doi:10.1371/journal. pone.0010837.
45. Mathur S., Ardestani A., Parker B., Cappizzi J., Polk D., Thompson P.D. Telomere length and cardiorespiratory fitness in marathon runners // J. Investigat. Med. 2013. Vol. 6. Р. 613-615.
46. LaRocca T.J., Seals D.R., Pierce G.L. Leukocyte telomere length is preserved with aging in endurance exercisetrained adults and related to maximal aerobic capacity // Mecha. Ageing Dev. 2010. Vol. 131. Р. 165-167.
47. Woo J., Tang N., Leung J. No association between physical activity and telomere length in an elderly Chinese population 65 years and older // Arch. Int. Med. 2008. Vol. 168 (19). Р. 2163-2164.
48. Драпкина О.М., Шепель Р.Н. Артериальная гипертензия и теломеры. http://www.internist.ru/sessions/video/2014-02-11/201402-11_3251.html (25.07.2014) 49. Ивашкин В.Т. Молекулярные взаимодействия между теломерами, митохондриями и болезни старения. http://www.internist.ru/articles/ vnutrennie/vnutrennie_274.html (25.07.2014) 50. Шепель Р.Н. ХСН и короткие теломеры - закономерность или случайность? http://www.internist.ru/sessions/video/discimus/discimus_3734.html (25.07.2014) 51. Шепель. Р.Н. Cовременные представления о роли теломер в патогенезе гипертонической болезни. http://www.internist.ru/sessions/video/discimus/discimus_3733.html (25.07.2014)