Профессор Лон Килгоре окончил бакалавром университет Линкольна по биологии, и получил докторскую степень в «Департаменте Анатомии и Физиологии Колледжа Ветеринарной Медицины Канзасского Государственного Университета». С 1972 года он принимал участие в соревнования по тяжелой атлетике на национальном уровне, и тренировал своих первых спортсменов в гаражном зале, доведя их до Чемпионата страны в 1974 году. Колумнист в «Crossfit Journal», автор и соавтор многих самых популярных книг по силовой и физической подготовке.
Старение и упражнения: сделайте это, и вы будете медленнее стареть. Вкусите это, или хотя бы немного, и вы будете жить дольше.
Прежде чем «сделать это» и «сделать то», многие из нас просто должны знать, что такое старение.
Большинство людей ассоциируют старение с годами - неизбежное путешествие через молодость, взрослую жизнь, пожилой возраст и период дряхлости, сопровождаемый смертью. Несмотря на общее понимание того, что тело определяет возраст, и замедляет его функции, они не думают об анатомических и физиологических реалияхи спользования организма и его системах.
Давайте будем тупыми: ничто не перестанет стареть. Люди пытались найти мифический и фармакологический фонтан молодости на протяжении тысячелетий, и все потерпели неудачу, потому что вы не можете остановить часы.
Тем не менее, вы можете изменить исход старения, если понимаете концепцию вот ношении человеческой биологии.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАРЕНИЯ
В литературе вы можете найти множество определений старения, некоторые из них основаны на науке, некоторые из них основаны на мифах или общих убеждениях, и большинство из них связано с очень специфическим набором биохимических систем, тканей или явлений.
Некоторые определения сформулированы в определенной академической дисциплине. Например, в психологии вы можете обнаружить, что старение определяется следующим образом: возраст - это уровень умственного, эмоционального или образовательного развития человека, определяемый путем тестирования сравнения оценки этого человека со средними показателями для других лиц того же хронологического возраста.
В фитнес-индустрии мы, как правило, более тесно руководствуемся анатомическими и физиологическими принципами, и результатами. В этой области наиболее распространенной концепцией старения является нечто подобное: старение - это ухудшение физиологической функции и анатомической структуры с течением времени, что создает внутренние условия низкой жизнеспособности организма и высокую уязвимость.
«Наибыстрейшее» старение приходится на срок между рождением и около 20-ю годами. В течение следующих 40-ка лет, после достижения человеком зрелости, или около того, происходит относительно небольшое изменение.
Но, это определение является лишь частью картины. В 1929 году Альберт Вартин опубликовал «Старость» (1), в котором он писал:
«С самого начала процесс старения убедителен, инволюция - биологическая сущность, столь же важная, как и эволюция, - ее процессы столь же физиологичны, как и процессы роста, поэтому она присуща самой клетке, внутреннему унаследованному качеству зародышу плазмы, и не должна бросать пятно или быть стигмой патологии в этом процессе. Старение прежде всего обусловлено постепенным ослаблением заряда энергии, установленного при действии в момент оплодотворения».
Старение не просто упадок жизни, но полный жизненный цикл. Кроме того, Вартин предложил график старения. С рождения до середины-конца 20-х годов человеческая жизнь - это период эволюции, период, в котором процесс старения отмечен многими большими изменениями в развитии (не эволюция, как в дарвиновской теории). Учитывая масштабы анатомических и физиологических изменений, происходящих между рождением и серединой 20-х годов, именно молодые люди быстрее всех стареют.
С конца периода эволюции вплоть до конца 50-х или начала 60-х годов люди находятся в периоде зрелости, в котором изменения структуры и функций являются чисто нулевыми, по существу, балансом между требованиями к окружающей среде и адаптивными способностями. По мере окончания периода зрелости начинается период инволюции, и организм входит в старение, которое снижается до смерти. Примечательно, что Вартин предположил, что нормальный цикл человеческой жизни закончится смертью из-за возраста, а не патологией - примерно через 90-а лет.
То, что мы делаем на стадии зрелости и инволюции, может напрямую влиять на последние стадии старения.
АНАТОМИЯ ХРОМОСОМЫ СТАРЕНИЯ
Большинство пожилых людей расскажут вам, что вещи легче ломаются, когда они старше. Это свидетельствует о деградации молекул, клеток и тканей с течением времени. Изменения происходят от незаметного молекулярного уровня до наблюдаемых уровней, которые включают целые ткани и системы.
На молекулярном уровне есть теломеры, крошечные фрагменты ДНК, которые действуют как колпачки на концах хромосом, которые меняются с возрастом. За каждый год хронологического возраста размер колпачков теломеров становятся меньшими. Исследования показывают, что с каждым годом после зрелости мы теряем около 24-27 пар оснований из ДНК, составляющей теломер (2). Эглеты на ваших подошвах обеспечивают грубую параллель с функциями теломеров: с течением времени эглеты предотвращают изнашивание концов шнурков. Аналогично, теломеры защищают хромосомы от биохимической эрозии с течением времени. Еслибы их не было, с каждым делением клеток мы бы теряли генетическую информацию и функциональные гены.
Одной из важных и неотразимых концепций, связанных с длиной теломера, является то, что эрозия теломера служит биологическим обратным отсчетом. Когда теломер один, или все 92 теломера в человеческой клетке укорачиваются до определенной длины, происходит старение клеток. Старение - это, в частности, неспособность клетки дублировать саму себя. Если клетки не могут выполнять свои реплицирующие обязанности, они не могут заменить себя и восстановить ткани.
Поразмышляйте об этом: укороченные или отсутствующие теломеры, по-видимому, ухудшают восстановление и регенерацию клеток, и тканей. Что происходит с нашей способностью восстанавливаться после тренировок по мере старения? Большинство «мастеров-атлетов» расскажут вам, что они не могут уже восстанавливаться так быстро, как они делали, когда они были в подростковом возрасте, и в возрасте 20-и лет. Это говорит о том, что адаптивная способность или физиологическая функция замедляется биохимическими и анатомическими изменениями, связанными с длиной теломеров. Но подтверждают ли какие-нибудь доказательства такой скачок в концепции?
Хотя причинность на людях не была полностью продемонстрирована, это было показано с помощью «нокаутированных мышей», из которых был удален конкретный ген или гены. Люди были подвергнуты обширными исследованиями, измеряющих длину теломеров в ряде патологических состояний. Длина теломера связана с рядом возрастных синдромов и заболеваний:
- Высокое кровяное давление (3).
- Инфаркт миокарда - сердечный приступ до 65-и (4).
- Диабет - тип 1 и 2 (5,6).
- Болезнь Альцгеймера (7).
- Рак (8).
- Нарушение переносимости глюкозы (9).
Верьте или нет, седина на волосах и выпадение волос (10), а также наглядный возраст по коже (11) могут быть связаны с длиной теломеров, и способностью теломера стабилизировать ДНК.
Таким образом, кажется, что по мере старения эрозия теломеров может повлиять на многие аспекты внешнего вида и функции. Но, проницательный среди вас будет совершенно прав, когда укажет, что ассоциация (корреляция) не устанавливает причинность. Мы, однако, говорим о биологической догме, впервые введенной Фрэнсисом Криком: ДНК-коды для РНК, которые кодируют белок. Если структура ДНК изменяется, как это происходит с укорочением теломера, тогда все нижестоящие объекты могут быть затронуты.
(Большинство исследований о том, что физическая активность задерживает эрозию теломеров основаны на отзывах и корреляции на субъектах. Мы должны быть осторожны в наших интерпретациях данных относительно теломеров и долговечности. Кроме того, почти во всех исследованиях используются белые кровяные клетки (лейкоциты), как измерения, предназначенные для представления длины теломеров в цельном организме. Поэтому, когда мы читаем, что упражнения на мускулатуру влияют на длину теломеров, это не относится к ДНК в мышцах, а относится к эффектам на ДНК клеток крови, т.е. не в прямой степени).
Особое значение для фитнеса - это воздействие старения на наши мышцы. Как и ожидалось, и, как сообщают тренирующиеся в возрасте, возраст приводит к снижению регенерационной способности мышечных клеток и тканей. Мы можем видеть доказательства этого в ухудшении регенерации клеток и тканей после травмы, когда у пожилых людей более длительные, и неполные выздоровления (12).
Считается, что регенерация мышечных клеток является результатом функциональной компрометации сателлитных клеток, резидентных стволовых клеток мышц. С возрастом наши сателлитные клетки испытывают снижение пролиферативной способности, и способности дифференцироваться, и они, по-видимому, уменьшаются в своём количестве (13). Это частично объясняет, почему восстановление по мере старения происходит медленнее.
Добавление сателлитных ячеек от молодых мышей «омолодила» функцию сателлитных клеток у более старых мышей (14), но мы не можем просто волейневолей добавлять новые сателлитные клетки в наши мышцы, даже если бы мы могли найти источник. Однако, мы можем делать то, что их дольше удержит.
Сателлитные клетки являются источником новой ДНК для активных мышечных клеток. Эти стволовые клетки рекрутируются, чтобы путем тренировок размножаться, и дифференцироваться в формирующиеся мышечные клетки. Эта инъекция новой ДНК и клеток в рабочие мышцы может обеспечить источник более длинными теломерами, но это гипотеза, поскольку клетки скелетных мышц многоядерны, и определение поведения вновь включенных ядер в настоящее время невозможно, потому что новые ядра утонут в пределах многих тысяч существующих ядер. Но мы можем заявить, что ядра мышцы обновляются примерно на 2 процента в неделю (15), и мы также знаем, что связанные с мышцами сателлитные клетки поддерживают активность теломеразы (поддерживающий фермент для теломеров) даже в старой мышце (16).
Исследования показали, что упражнения могут снизить скорость эрозии теломеров, существенно замедляя процесс старения.
ИЗМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ С УПРАЖНЕНИЯМИ
Но вернемся к идее, что мы можем изменить последние этапы старения. Можем ли мы сохранить анатомическую структуру и физиологические функции, выполняя определенные вещи, или делая определенные вещи лучше?
В недавнем мета-исследовании, основанном на исследованиях, было отмечено, что женщины, которые на многолетней основе физически активные до уровня бега трусцой 30 минут в день пять дней в неделю, имели значительно более длинные теломеры, чем сидячие люди. Исследование показало, что для получения такой же пользы для мужчин требуется 40 минут активности. Авторы подсчитали потерю 15,6 пар оснований в год, а разница между сидячей и тренировочной популяцией составила еще 8,8 лет жизни (2). В то время как исследование основывалось на анализах крови и не различало, как упражнения могут замедлять эрозию теломеров.
Но, давайте будем более конкретными: как насчет высокоинтенсивных упражнений? Как насчет идеи о том, что чем вы сильнее, тем длиннее будут ваши теломеры?
Например, высококвалифицированные тренирующиеся субъекты (в среднем они могли приседать 292,5 кг/644 фунтов) имели длины теломеров больше, чем у субъектов, которые тренировались один раз в неделю или менее раз (17). Таким образом, по крайней мере, некоторые данные указывают на взаимосвязь между интенсивностью и длиной теломеров, но испытуемые в этом исследовании были очень сильными, а доза-реакция между силой и длиной теломеров неизвестна.
Выносливость аналогично связана с более длинными теломерами. У пожилых людей с более высокой аэробной работоспособностью (МПК), и у которых пять или более занятий в неделю имели более длинные теломеры, чем у их сверстников, которые тренировались менее двух дней в неделю, или имеют более низкий МПК. Дальше - и очень важное здесь - пожилые люди, обладающие высокой аэробной производительностью, имеют длину теломеров, подобную длине взрослых молодых людей (18). Если упражнения и улучшенная физиология производят результаты «против старения», тогда мы ожидаем, что не выполнение упражнений будет делать обратное. Кажется, что данные подтверждают эту гипотезу, и у нас также есть данные, которые предполагают, если мы рассматриваем ожирение, то никакая тренировка не может привести к неблагоприятным последствиям. Высокие индексы массы тела в возрасте менее 60-и лет коррелируют с более короткими длинами теломеров (19). Да, ИМТ (прим. перев. индекс массы тела) - это показатель, связанный с недостатками, но «клиницисты» (прим. перев. имеются ввиду люди, которые верят только клиническим исследованиями) любят его использовать, потому что это легко сделать, и такие данные могут дать нам намек на связь.
Должно быть очевидно, что частые и длительные тренировки - подъемы, бег и многое другое - защищают длину теломеров. И наоборот, сидение на заднице и прибавление в весе фунтами, по-видимому, являются рецептом усиленной эрозии теломеров, и более короткой продолжительности жизни.
ПРИГЛУШЕНИЕ ПОЛЬЗЫ
К сожалению, многие вещи, которые мы делаем и считаем безобидными, могут препятствовать или уменьшать положительные эффекты упражнений.
Например, кофеин уменьшает длину теломеров на 35 пар оснований на каждые 100 мг, потребляемых на регулярной основе (20). Это, однако, не катастрофические новости. Интересно, что кофе, один из основных источников кофеина, оказывает синергетическое действие на длину теломера. За каждые 3,5 унции (прим. перев. 17,01 гр.) потребляемого кофе на регулярной основе, длина теломера увеличивается на 18 базовых пар у женщин и 12 пар оснований у мужчин. Таким образом, кажется, что источник кофеина является важным соображением: кофе кажется хорошим, а другие напитки с кофеином по отношению к длине теломера кажутся плохими. Большинство людей склонны быть поклонниками солнца, купаясь в лучах, как только позволяет погода. Хотя мы ассоциируем воздействие солнца с синтезом витамина D и многими другими преимуществами для здоровья, прямое солнцезащитное воздействие сокращает длину теломеров кожи больше, чем с использованием солнцезащитного крема для предотвращения проникновения ультрафиолетового излучения (21).
Исследование, проведенное Кадир и др. 2008 показало, что очень сильные, высококвалифицированные тренирующиеся люди, имеют большую длину теломеров, чем люди, которые тренировались реже.
В повседневной жизни мы испытываем стресс в самых разных формах и условиях. Стресс может оказать на нас глубокое влияние: психологический стресс связан с уменьшением длины теломеров (22). Поэтому, если мы ничего не сделаем стрессу, который мы воспринимаем в нашей жизни, мы могли бы проложить путь к более быстрой физиологической дисфункции. Что мы можем с этим поделать? Уйти из нашей работы? Стать отшельниками? Нам не нужно заходить так далеко. Нам нужно только дойти до спортивного зала, потому что упражнения уменьшают воспринимаемый жизненный стресс (23). Если вы физически подготовлены или стали более физически подготовленными, вы лучше справляетесь с внешним стрессом. Стресс не исчезает, вы просто справляетесь с этим лучше, и, таким образом, стресс становится меньшим фактором.
Мы можем напрямую создавать условия, связанные с более длинными теломерами, и более элегантные годы тренировок, чтобы повысить силу и выносливость. Мы также можем поддерживать эти условия с относительно прямыми изменениями в образе жизни, такими как лучшее питание, наблюдение за нашим весом, и работа над смягчением последствий стресса от всех источников.
Однако для многих из нас или для наших читателей эти простые изменения рассматриваются как навязчивые или дорогостоящие изменения баланса между работой и жизнью. Но это не так. Кроссфит эффективен во времени, и может развивать силу и выносливость за относительно короткие тренировочные сроки. Кроссфит также может обойти еще одну проблему - вечный барьер, потому что Crossfit Inc. публикует тренировки и множество учебных ресурсов, которые доступны всем на crossfit.com
Ничто не останавливает процесс старения, но упражнения, правильное питание и управление стрессом, могут быть использованы для отсрочки неизбежного увядания.
Насколько бы мы хотели иметь возможность обратить вспять время, или замедлить его прогресс, имеющиеся данные настоятельно свидетельствуют о том, что мы не можем. Мы можем так долго как это возможно делать шаги, желательно шаги в спортивный зал, чтобы обеспечить неизбежный отсрочку марша времени, и угасания до смерти.
