La regla energética de los músculos esqueléticos (EPSM [1] ) es el concepto de I. A. Arshavsky sobre la actividad motriz, la cual se estimula de forma endógena por la necesidad de satisfacer las necesidades nutricionales o de forma exógena por la acción de estímulos estresantes , y es un factor en la inducción funcional del anabolismo [2] .
En un organismo en desarrollo, el anabolismo y el catabolismo (según Arshavsky) no están equilibrados. El anabolismo en términos de energía es claramente superior al catabolismo. Es decir, la asimilación de sustancias y energía prevalece sobre su descomposición y la liberación de calor. En este caso, el fondo energético no se agota, sino que se adquiere; aumenta cada vez más dependiendo de las características del desarrollo de los músculos esqueléticos del cuerpo y su actividad [1] .
I. A. Arshavsky llamó a esta teoría "la regla energética de la actividad motora" [3] [2] .
La vida es la acumulación de energía, que lleva a la complejidad estructural, en parte perdida en la vejez [1] .
Arshavsky I. A. El conocimiento es poder . 1984. Nº 7.Los investigadores de la gerontogénesis se dividen en dos grupos [1] :
Los partidarios del concepto EPSM pertenecen al segundo grupo de investigadores [1] .
Una característica de la inducción de procesos de recuperación (anabolismo) no es solo la restauración del estado inicial en relación con la actividad regular del organismo en desarrollo que ha tenido lugar, sino en la recuperación obligatoria en exceso, debido a que un mayor alcance de funciones y el trabajo se puede realizar en el momento siguiente [3] .
De acuerdo con esta teoría del desarrollo individual, las características de la energía a nivel de todo el organismo y sus elementos celulares (así como las características de las funciones fisiológicas de varios órganos y sistemas de órganos) dependen directamente de la naturaleza del funcionamiento de músculos esqueléticos en diferentes períodos de edad [3] .
Según esta regla, el desarrollo individual de un organismo es un proceso fundamentalmente neguentrópico , durante el cual el grado de desequilibrio y el fondo energético del organismo no disminuyen, sino que, por el contrario, aumentan cada vez más, alcanzando un máximo en el llamado estado estacionario, es decir, en el período reproductivo adulto [uno]
Valeólogos [4] y especialistas en fisiología relacionada con la edad [5] recurren al concepto de I. A. Arshavsky .
En 1935, I. A. Arshavsky (1903–1996) [6] creó un laboratorio especial para la investigación fisiológica en el campo de la termodinámica de los sistemas vivos. La pregunta principal se formuló de la siguiente manera: ¿qué determina la intensidad de la energía tanto a nivel de todo el organismo como a nivel de sus tejidos, así como la intensidad de las funciones fisiológicas de varios sistemas de órganos en diferentes períodos de edad? [7]
Arshavsky formuló [7] :
Según algunas ideas, en el momento de la emergencia de un organismo (en forma de cigoto ), tiene un cierto potencial energético y en el proceso de ontogénesis, al principio, un agotamiento gradual y luego cada vez más progresivo. de este potencial se produce. Sin embargo, los datos de investigación de I. A. Arshavsky permitieron llegar a conclusiones de naturaleza opuesta. Desde el punto de vista de I. A. Arshavsky, en el proceso de crecimiento y desarrollo, durante la transición de un período de edad al siguiente, la energía y la capacidad de trabajo del cuerpo aumentan, alcanzando un máximo en el período correspondiente al estado adulto [ 7] .
Esta historia comenzó con una pequeña "discrepancia" en la teoría del famoso científico alemán Rubner. <...> Las primeras dudas sobre la teoría de Rubner aparecieron con Arshavsky durante el estudio de los recién nacidos. <...> La atención de Arshavsky fue atraída por una curiosa coincidencia: el ritmo del corazón y la respiración en los bebés, independientemente de la altura del cuerpo, comenzó a disminuir desde el momento en que los niños se pusieron de pie ... cuando los músculos esqueléticos llegaron en acción [8] .
Popovsky A. D. El conocimiento es poder . 1962. Nº 7.Según la teoría de M. Rubner (la llamada " regla energética de la superficie "), los animales con dimensiones lineales y de peso similares deberían caracterizarse por la misma intensidad de metabolismo y funciones fisiológicas, la misma esperanza de vida [3] .
Según Rubner, la naturaleza le dio a todos los mamíferos la misma energía por unidad de peso: 180-190 mil kilocalorías por kilogramo. Y después de usar el caldo, el organismo muere. Dado que los animales de pequeño tamaño desperdician energía de forma antieconómica (tienen mucha más superficie por unidad de masa y, en consecuencia, la transferencia de calor es mayor), agotan más rápido su fondo energético. [9] De hecho, un ratón vive dos años y medio y un elefante 80 años. Sin embargo, esta teoría no se cumple, por ejemplo, para un par de animales comparables a Rubner como una liebre y un conejo o una rata y una ardilla.
Los estudios de Arshavsky mostraron que la especie, que se caracteriza por una mayor cantidad de actividad motora en condiciones de hábitat natural, se caracteriza en el llamado estado de reposo por valores más bajos de metabolismo basal y funciones fisiológicas de varios sistemas corporales. Al mismo tiempo, su esperanza de vida es significativamente (dos veces o más) superior a la del otro representante de la pareja [3] .
Arshavsky relaciona esta regla no solo con todo el organismo, sino también con la célula [1] .
Una célula en un organismo en crecimiento almacena más energía de la que utiliza. Y el próximo acto de su obra será mayor en magnitud que el anterior. El sistema, por así decirlo, se "carga" a sí mismo, y cuanto más lejos, más fuerte. Este fenómeno se ha establecido para los músculos esqueléticos y se ha denominado "regla de energía de los músculos esqueléticos" [1] .
Pero esta actividad debe sustentarse en alguna zona bastante amplia, trabajo en el cual es benéfico y da desarrollo al cuerpo. Arshavsky llama a esta zona la zona de estrés fisiológico [1] . Hans Selye , el creador del concepto de "estrés", descubrió sólo esa forma del mismo, que es anormal, patológica. Esa carga excesiva sobre el cuerpo, que inhibe el crecimiento y desarrollo del cuerpo (estrés de Selye), determina el límite superior de la zona de estrés fisiológico [1] .
El límite inferior de la zona de estrés fisiológico es un cierto nivel mínimo de trabajo para un organismo dado. Cuando se trabaja por debajo de este nivel, cualquier desarrollo del organismo, según Arshavsky, se detiene, a pesar de una nutrición suficiente [1] .
I. A. Arshavsky en su trabajo [10] explica sus estudios ontogenéticos usando el ejemplo de los procesos que ocurren en la célula.
Los ciclos metabólicos se llevan a cabo periódicamente en la célula , que son una forma específica de cuantificación de los procesos fisiológicos (representados solo en los sistemas vivos). El tiempo de vida es cíclico, discreto, aunque se percibe como un fluir continuo. Los ciclos metabólicos constan de dos fases: [10]
En la primera fase aparece una dirección positiva de la entropía del tiempo, acercando cada vez más a la célula al estado de equilibrio y, por tanto, a su posible muerte. Sin embargo, la segunda fase transfiere el sistema vivo a nuevos grados más altos de desequilibrio y orden.
Esto se logra gracias a la función motora de esas proteínas contráctiles - microfilamentos , que están contenidas en cada célula de animales y plantas, eucariotas unicelulares e incluso procariotas . El tiempo dentro del cual tiene lugar la recuperación redundante se ha denominado tiempo neguentrópico [10] .
Por lo tanto, los sistemas vivos (tanto animales como plantas), a diferencia de los inanimados de cuatro dimensiones, son de cinco dimensiones. Se caracterizan por tres dimensiones espaciales y dos temporales : entropía y negentropía. El tiempo negentrópico enriquece los sistemas vivos con materiales plásticos adicionales y reservas de energía, lo que aumenta las capacidades cognitivas y de adaptación. Hay bases estructurales para crear una memoria en la que se registra la información que el organismo recibe en el medio ambiente. Al mismo tiempo, solo la información que se adquiere a través de la actividad del motor de búsqueda activa tiene un valor neguentrópico [10] .
Arshavsky distingue dos formas de anabolismo excesivo [11] :
La primera forma se presenta en el período prenatal (prenatal) y en la edad posnatal temprana con su atenuación gradual. Se expresa en el hecho de que la masa protoplásmica se acumula en exceso, lo que provoca un aumento de las características lineales y de peso del organismo.
La segunda forma surge en el proceso de crecimiento continuo y después de su finalización. Se presenta más claramente en el estado adulto y no se manifiesta en una acumulación excesiva de masa, sino en una acumulación excesiva de potenciales estructurales y energéticos en los músculos esqueléticos, lo que aumenta su capacidad de trabajo posterior.
El profesor G. L. Apanasenko cree que ambas formas de anabolismo excesivo ocurren no solo en relación con los músculos esqueléticos, sino también en los órganos y sistemas que proporcionan la función del movimiento ( sistema cardiovascular , respiratorio , endocrino y otros) [11] .
La actividad de los músculos esqueléticos es importante para aumentar las capacidades energéticas del cuerpo. Esta actividad se transforma debido al cambio sucesivo y la aparición de nuevos estados dominantes que se forman en el sistema nervioso en desarrollo. Las reacciones musculoesqueléticas (motoras) determinan la actividad de otros sistemas de órganos y, en particular, el nivel de los procesos energéticos. Esta dependencia es designada por Arshavsky como la "regla energética de los músculos esqueléticos". [7]
De acuerdo con esta regla, I. A. Arshavsky señala las siguientes formas de incluirlo para el desarrollo óptimo del organismo recién nacido (resaltando su particular importancia para los organismos fisiológicamente inmaduros) [9] :
I. A. Arshavsky dejó abierta la cuestión de cuándo y en qué etapa de la ontogenia comienza la auto-renovación en descomposición del protoplasma:
En la actualidad, todavía es difícil para nosotros comprender completamente cómo aumenta la esperanza de vida debido a la intensa actividad musculoesquelética.
- Arshavsky I. A. Fundamentos de la teoría negentrópica de la biología del desarrollo individual: importancia en el análisis y solución de problemas de salud // Valeología: Diagnóstico, medios y práctica para garantizar la salud. - San Petersburgo. , 1993. - Págs. 5-24.