1. Биологическая «цель» механостата – формирование определенного запаса прочности костной ткани, позволяющего организму выполнять повседневную деятельность, связанную с движением и соответствующими нагрузками.
2. Известны два механизма организации архитектуры скелета: остеокластно-остеобластное моделирование и ремоделирование.
3. Снижение прочности кости вызывается разбалансированием процессов моделирования и ремоделирования под влиянием регуляторно-метаболических сдвигов.
По мнению C. Lovejoy et al. (2003), основная роль в формировании костной архитектуры принадлежит генетическим факторам.
В настоящее время установлено, что величина пиковой костной массы и максимальной прочности костных структур на 80 % детерминированы генетически, а на другие факторы (механическая нагрузка, питание и др.) приходится 20 %. Это доказано в исследованиях близнецов и в экспериментах на животных (А. С. Аврунин и др., 2013).
Мы считаем обязательным привести цитату одного из ведущих и авторитетных российских специалистов по проблемам остеопороза Александра Самуэльевича Аврунина: «Исходя из того, что скелет позвоночных формируется в условиях действия гравитационного поля, – это условие, по нашему мнению, и является узловым с общебиологических позиций. Другими словами, действие и наследственных факторов, и адаптационных механизмов направлено на оптимизацию возможностей скелета выполнить требуемые для жизнеобеспечения организма локомоторные функции против сил гравитации, что достигается путем оптимизации функциональной морфологии всего комплекса мышечно-костных структур. Исходя из этих представлений ясно, что патогенетически обоснованным и наиболее эффективным путем профилактики переломов является использование физических тренировок, проводимых в период роста и созревания скелета. Доказательство их высокой клинической эффективности – существенное увеличение массы и прочностных свойств несущих вес костей. В то же время в условиях стареющего организма этот прием менее эффективен. Тем не менее последнее не только не исключает необходимость использования физических тренировок в период старения, но и рассматривается как патогенетически обоснованное и клинически значимое».
Весомым аргументом в пользу необходимости физической нагрузки для профилактики остеопороза являются работы, где изучалось качество костной ткани у спортсменов с односторонней нагрузкой, а именно у теннисистов. Повышение минеральной плотности в костях доминантной руки превышало на 22 % таковую на другой (незадействованной) руке (AL. Huddleston et al., 1980).
А.С. Аврунин, ссылаясь на W. Hayes, обращает внимание на тот факт, что для предотвращения перелома при падении на бедро у больных с остеопорозом необходимо увеличить минеральную плотность шейки бедра на 20 % и более, в то время как фармакологические препараты могут повысить ее минеральную плотность только на несколько процентов.
Наиболее значимая работа по результатам метаанализа была опубликована австралийской группой из Мельбурна и Брисбена (K. Bolam et al., 2013). Были подвергнуты анализу результаты доказательных работ, представленных в мировой литературе до 2012 года по влиянию физической нагрузки на минеральную плотность костей мужчин среднего и пожилого возраста. Критериями включения в метаанализ были: рандомизированные контролируемые исследования, возраст мужчин 45 лет и старше, дизайн ФА – силовой тренинг, быстрая ходьба, силовой тренинг плюс быстрая ходьба, силовой тренинг плюс тай-чи (Tai Chi), weight-bearing aerobic exercise (теннис, хождение по лестницам, медленный бег, баскетбол, волейбол), полный протокол оценки минеральной плотности костей современными методами, статьи были представлены в виде полного текста, обязательное наличие контрольной группы. После обработки 3106 статей в метаанализ были включены только 9 работ, которые соответствовали заявленным критериям.
Вывод лучшего за последнее время, на наш взгляд, метаанализа по обсуждаемой проблеме сделан следующий: силовой тренинг в отдельности или в сочетании с другими видами физической активности безопасен и может использоваться в качестве немедикаментозной профилактической стратегии остеопороза.
В работе M. Karabulut et al. (2011) показано, что эффективность силового тренинга высокого уровня на увеличение минеральной плотности костей скелета достоверно не отличается от эффективности силового тренинга низкого уровня в сочетании с наложением компрессионных лент.
K. Vincent, R. Braith (2002) обнаружили, что силовой тренинг высокого уровня (80 % от одного РМ) более эффективен, нежели силовой тренинг низкого уровня (50 % от одного РМ).
Ряд авторов считают, что полезность различных вариантов ФА, включая силовые тренировки, заключается не только в улучшении архитектуры костной ткани, но и в профилактике возможных падений и уменьшении общей заболеваемости.
C. Turner (2003) предложил рассчитывать так называемый остеогенный индекс для различного рода упражнений. Возможно, такой подход в будущем окажется полезным.