Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти людей во всем мире. В основе большинства из них лежат атеросклеротические процессы, в ходе которых на стенках сосудов образуются бляшки. Они постепенно сужают просвет сосуда или отрываются от стенки, блокируя кровообращения в отдельном участке тела.
Ряд заболеваний напрямую связаны с образованием бляшек. Это ожирение, диабет, гиперлипидемия, гипертония и др. Формированию атеросклеротических бляшек способствует и нездоровый образ жизни – дефицит физической активности, питание с высоким содержанием жиров, злоупотребление алкоголем и др.
Известно, что физические упражнения позволяют противостоять развитию атеросклероза. Но каким образом? Образование бляшек – результат множества процессов, а физические нагрузки способствуют разве что похудению.
MedAboutMe разбирался, как именно физические нагрузки замедляют и даже останавливают атеросклероз.
Как образуются атеросклеротические бляшки?
Изнутри сосуды выстланы эндотелием, состоящим из одного слоя клеток, и субэндотелием – эластичной прослойки из соединительной ткани. Эндотелий и субэндотелий составляют интиму кровеносных сосудов (кроме капилляров).
При повреждении эндотелия в субэндотелиальное пространство сосуда (прямо внутрь его стенки) попадают липопротеины низкой плотности (ЛПНП, «плохой холестерин») и начинают там накапливаться. ЛПНП окисляются активными формами кислорода, превращаясь в ОкЛНП. Это усиливает адгезию (прилипание) других молекул, в том числе и провоспалительные белки.
На фоне воспаления происходит миграция гладкомышечных клеток из стенки сосуда в интиму, идет образование фиброзной капсулы бляшки. Таким образом, она имеет липидное ядро и тонкую фиброзную оболочку. Если бляшка отрывается от стенки, она может стать основой для тромба и закупорить кровеносный сосуд.
Китайские ученые в своей статье в журнале Advances in Experimental Medicine and Biology за 2017 год выделяют несколько основных эффектов физических упражнений, снижающих риск развития атеросклероза.
Противовоспалительный эффект
Хроническое воспаление – один из важнейших факторов развития атеросклероза. Оно начинается с выработки провоспалительных белков-цитокинов и транскрипционного фактора NF-κB – белка, который регулирует экспрессию генов иммунного ответа и в том числе запускает выработку других провоспалительных молекул. При нарушении регуляции NF-κB развивается воспалительный процесс. Исследования показывают, что физические упражнения улучшают регуляцию NF-κB, то есть оказывают защитный эффект для сосудов.
У пациентов с атеросклерозом также повышен уровень белка TNF-альфа. Этот белок активирует и ускоряет процессы атерогенеза (то есть, процесса, приводящего к образованию бляшек), способствуя формированию тромбов, ремоделированию (изменению) сосудов и воспалению эндотелия в них. А физические упражнения предотвращают повышение уровня циркулирующего в крови TNF-альфа и даже способствуют его снижению.
Физические нагрузки также уменьшают уровень провоспалительных цитокинов интерлейкин-6 и интерлейкин-18.
Таким образом, ученые считают, что физические нагрузки позволяют бороться с воспалением на молекулярном уровне.
Антиоксидантный эффект
Окислительный стресс – тоже значимый фактор развития атеросклероза. По сути своей это дисбаланс между чрезмерным производством свободных радикалов – веществ, готовых немедленно с чем-нибудь провзаимодействовать, и недостаточной антиоксидантной защитой.
Так, окисленные липопротеины низкой плотности (ОкЛНП) усиливают местное воспаление. К появлению ОкЛНП приводят диабет, хронические болезни почек и даже смог, который тоже является фактором развития системного окислительного стресса.
Физические упражнения воздействуют на баланс оксида азота (NO). Одним из ранних признаков атеросклероза является снижение биодоступности эндотелиального NO. Это приводит к сужению сосудов, агрегации тромбоцитов (а значит и к увеличению риска тромбоза). Во время физических нагрузок баланс между процессами, в ходе которых образуется NO, и процессами его инактивации восстанавливается.
Известно также, что при отсутствии регулярных физических нагрузок растет активность фермента NADPH-оксидазы. А именно этот фермент задействован в производстве активных форм кислорода (АФК), приводящих к окислительному стрессу.
Защита сосудов от повреждения
Если эндотелий не поврежден, то развития атеросклероза не происходит – атеросклеротическим бляшкам просто негде развиваться. При повреждении эндотелия образуются участки активного воспаления и области окислительного стресса, о которых мы говорили выше.
Поврежденные клетки эндотелия вырабатывают меньше оксида азота и белков, препятствующих образованию тромбов. При этом возрастает выработка белков, повышающих риск тромбоза.
Физические упражнения позволяют контролировать артериальное давление и обратить вспять разрушительные для эндотелия процессы. К такому выводу приходят ученые, отмечающие положительный эффект физических нагрузок у пациентов с диабетом 2 типа, ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Уменьшение адгезивности эндотелия
Физические упражнения оказывают еще один важный эффект: они уменьшают адгезивность эндотелия, то есть его способность осаждать на себе проплывающие мимо холестериновые частицы и иммунные клетки.
Причем в норме у здорового человека эндотелий не вырабатывает факторы, повышающие его адгезивность. Но под воздействием на него провоспалительных цитокинов, ОкЛНП или АФК эндотелий начинает производить молекулы клеточной адгезии – белки, обеспечивающие связь клеток с другими клетками и внешними молекулами.
Физические упражнения приводят к снижению уровня молекул клеточной адгезии уже через 2 недели регулярных тренировок.
Ученые считают, что физические упражнения можно рассматривать, как эффективное нефармакологическое средство для снижения адгезии эндотелия.
Регуляция работы макрофагов
Макрофаги – это клетки иммунной системы, которые выполняют роль мусорщиков. Они уничтожают останки отмерших клеток, патогенные микроорганизма, чужеродные белки – все, что не относится к нормальному здоровому организму.
И макрофаги, которые обитают в интиме сосудов, занимаются фагоцитозом (уничтожением) ОкЛНП, в процессе их накопления превращаясь в так называемые пенистые клетки. Если таких пенистых клеток становится много, они формируют липидные полоски в стенке сосудов. В этих местах и начинают образовываться атеросклеротические бляшки.
Физические упражнения ускоряют транспортировку холестерина в печень, не давая ему оседать в макрофагах и предотвращая образование пенистых клеток и сохраняя целостность эндотелия.
Предотвращение отрыва бляшек от стенки сосуда
Итак, физические упражнения предотвращают образование атеросклеротических бляшек. Но даже у людей, у которых уже такие бляшки имеются, физические нагрузки играют большую роль: они не дают этим бляшкам оторваться от стенки сосуда и превратиться в тромб, который станет причиной инфаркта миокарда.
Стабильность бляшек повышается за счет утолщения капсулы бляшки (регулярные упражнения повышают уровень коллагена и эластина), снижения уровня воспаления и влияя на активность макрофагов.
Как влияют на риск атеросклероза супернагрузки?
Данные, приведенные выше, убедительно свидетельствуют, что регулярные физические нагрузки могут быть средством профилактики атеросклероза, а также способом замедлить его прогрессирование, если образование атеросклеротических бляшек уже идет полным ходом.
Однако, по данным немецких ученых из HELIOS Clinic Krefeld, опубликованным в 2011 году в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise, у 90% немолодых марафонцев в возрасте 50-75 лет, в сонных или периферических артериях имеются атеросклеротические бляшки.
То есть, избыточные нагрузки тоже негативно сказываются на состоянии эндотелия и уровне воспалительных процессов в организме. Ученые также указывают, что на фоне высоких нагрузок происходит ремоделирование сердца, что может привести к развитию кардиомиопатии и мерцательной аритмии.
Выводы
- Физические упражнения нормализуют артериальное давление, снижают инсулинорезистентность и уровень липидов в плазме крови. Они также уменьшают уровень воспаления стенок сосудов, снижают масштабы окислительного стресса и стабилизируют работу эндотелия. Все в целом это замедляет прогрессирование атеросклероза.
- Тем не менее все это верно в отношении умеренных регулярных физических нагрузок. «Передозировка» физических упражнений, приводящая организм в состояние сильного стресса, оказывает не оздоровительный, а разрушительный эффект, ускоряя процессы образования бляшек.
