Книга: Физиология силы

Глава 4 Эндокринология силы

Глава 4

Эндокринология силы

В обеспечении двигательной деятельности человека важное значение имеют гормоны – вещества высокой биологической активности, выделяемые железами внутренней секреции (эндокринными железами). Гормоны поступают в кровь, распространяются по кровеносным сосудам со скоростью кровотока и воздействуют на органы и ткани, расположенные вдали от той железы, в которой они продуцируются. Эффект гормона характеризуется специфичностью. Каждый гормон воздействует только на те структуры, в клетках которых располагаются особые рецепторы, связывающие данный гормон. Взаимодействие определенного гормона с его рецептором приводит к строго определенным и последовательным изменениям в цепи обменных процессов, уровне активности катализирующих их ферментов (А.А. Виру, 1981). Гормоны относительно быстро разрушаются, поэтому для поддержания оптимального количества каждого из них в крови необходимо постоянное продуцирование его соответствующей железой внутренней секреции. Заметим, что мышечные усилия, обеспечивающие реализацию того или иного двигательного действия, всегда осуществляются на определенном гормональном фоне. Гормональный статус крови, отражающийся в определенной концентрации каждого из имеющихся в ней гормонов, оказывает влияние на параметры выполняемого движения.

Известно, что различные гормональные системы совместно с нервными влияниями обеспечивают адаптацию организма спортсменов к силовым мышечным нагрузкам (А.А. Виру, 1981; M.H. Stone et al., 2007). На рис. 4.1 представлены основные компоненты адаптации к мышечным нагрузкам. В соответствии с этой схемой приспособление к силовым тренировочным программам осуществляется через механизмы мобилизации энергетических ресурсов, пластического резерва организма и адаптивного синтеза ферментных и структурных белков, защитных способностей организма (А.А. Виру, П.К. Кырге, 1983). Белковый синтез является обязательным компонентом как общего, так и специфического приспособления к мышечной работе. В регуляции белкового синтеза существенное значение имеет деятельность симпатоадреналовой системы. С учетом тематики данной книги особого внимания заслуживает рассмотрение гормонов, оказывающих наибольшее влияние на развитие и проявление силовых возможностей у человека. К таким гормонам прежде всего можно отнести тестостерон и соматотропин.

Рис. 4.1. Схема адаптационных процессов в организме человека (А.А. Виру, 1981).

Тестостерон. Тестостерон стимулирует развитие мужских половых органов и формирование вторичных половых признаков (характер оволосения, тембр голоса, распределение жира на теле), а также обладает анаболическими характеристиками, влияющими почти на каждую ткань и функциональные системы, включая центральную и периферическую нервные системы (А.Р. Arnold, 1984). Тестостерон усиливает синтез белков и, следовательно, способствует развитию гипертрофии скелетных мышц. Тестостерон и его производные имеют отношение к различным поведенческим реакциям человека, включая агрессию (М.Н. Stone, 1993). Механизм влияния этого гормона реализуется посредством связывания или вызова изменений в глюкокортикоидных цитоплазматических рецепторах, торможения катаболических эффектов кортизола и увеличения анаболических эффектов (М. Meyer and Р. Rosen, 1975). Тестостерон, вероятно, обеспечивает более высокий гликолитический профиль мышечных волокон типа II в сравнении с мышечными волокнами типа I и усиливает синтез гликогена посредством стимуляции продуцирования синтетиков гликогена (S. Adalphsson, 1973).

Содержание тестостерона находится в тесной связи с мышечным поперечником, величиной развиваемой силы и мощности (С. Bosco et al., 1996). Уменьшение тестостерона с возрастом может сопровождаться уменьшением двигательных способностей нервно-мышечной системы, в особенности у женщин (К. Hakkinen and А. Pakarinen, 1993).

Легкая аэробная тренировка (< 60 % МПК) оказывает малый эффект на концентрацию тестостерона в сыворотке (J.E. Wilker-son et al., 1980), хотя продолжительная аэробная тренировка может вызвать его уменьшение (К. Dessypris et al., 1976) или увеличение (H. Galbo et al., 1977). Как аэробная (D. Jezova et al., 1985), так и анаэробная тренировка (J.H. Jensen et al., 1991) обычно вызывают увеличение тестостерона, которое зависит от их интенсивности и объема, а также от объема активированной мышечной массы. Основные механизмы увеличения тестостерона, выработанного в процессе тренировки, не вполне ясны, но, возможно, могут быть результатом катехоламиновой стимуляции рецепторов B₂ семенников (D. Jezova et al., 1985) или уменьшения выделительных процессов из-за понижения внутреннего кровяного потока (R. Teriung, 1979). При увеличении длительности тренировки на выносливость наблюдается тенденция к понижению концентрации тестостерона до уровня, характерного для состояния мышечного покоя (W. A. Kindermann et al., 1982).

Исследования концентрации тестостерона в сыворотке или плазме крови силовых тренировочных занятий показали противоречивые результаты. Длительная тренировка на выносливость вызывала уменьшение тестостерона в сыворотке крови животных (L. Dohm and T. M. Louis, 1978). У человека аэробная тренировка не приводила к изменениям концентрации тестостерона (N. Fell-mann et al., 1985), а также могла понизить (R. Frey et al., 1983) или увеличить (RJ. Young and A.H. Ismaril, 1978) ее в сравнении с состоянием мышечного покоя. Силовая тренировка также вызывала различные эффекты. Не наблюдалось изменений содержания тестостерона у умеренно тренирующихся молодых мужчин (K.J. Ostrowski et al., 1997) и у мужчин среднего возраста (B.J. Nik-las et al., 1995). Концентрация тестостерона возрастала после силовых тренировок в сравнении с покоем у мальчиков (C. D. Tsolakis et al., 2000), юношей (R.S. Staron et al., 1994) и молодых женщин (J.D. Marx et al., 2001).

Показано, что кратковременные силовые тренировочные программы (1–4 недели) с очень большим объемом (веса) могут уменьшать концентрацию тестостерона у хорошо тренированных штангистов (T.K. Busso et al., 1992). Продолжительные тренировки со штангой мало влияли на содержание тестостерона в состоянии покоя (K.A. Hakkinen et al., 1987). Тем не менее, понижение объема тренировки у штангистов после предшествующих больших нагрузок приводит к увеличению концентрации тестостерона в покое (T.K. Busso et al., 1992). У молодых штангистов (14–20 лет) как кратковременная, так и длительная тренировка со свободными весами может приводить к повышению концентрации тестостерона в покое, а также к увеличению тестостеронового ответа на последующую тренировку (A.C. Fry et al., 1994).

Как отмечают A.C. Fry и W.J. Kraemer (1997), изменения в концентрации гормонов в течение длительного периода тренировок могут быть трудно уловимыми. Содержание тотального тестостерона в состоянии покоя статистически значимо не изменяется. Достоверно повышается лишь концентрация свободного тестостерона, его соотношение с кортизолом и соотношение тотального тестостерона с кортизолом (K. A. Hakkinen et al., 1988). В некоторых работах описано увеличение общего содержания тестостерона, которое реорганизует и изменяет рецепторную активность (M.A. Alen et al., 1988).

Особенности адаптации к разным силовым тренировочным программам, отражающиеся в динамике содержания тестостерона, могут быть результатом различий в уровне тренированности, возрасте, общем состоянии здоровья и физических кондиций обследуемых (W. J. Kraemer et al., 1992). Такие особенности могут быть связаны с видом и интенсивностью тренировки или размером вовлекаемой мышечной массы (D. Blessing et al., 1986). Перечисленные выше факты показывают наличие взаимосвязи между большими или внезапными увеличениями объема тренировки и концентрацией тестостерона и других связанных с этим гормоном параметров в состоянии мышечного покоя.

Возможность прироста мышечной массы в результате тренировки может также определяться соотношением концентрации тестостерона со связанными с ним другими гормонами, например такими, как кортизол (Т: К) (K. Hakkinen et al., 1989).

Соотношение Т: К характеризует доминирование анаболического или катаболического статуса (H. Aldercruetz et al., 1986). Такой показатель может частично оценить и объяснить баланс между андрогено-анаболической активностью (тестостерон) и катаболической активностью (кортизол) в течение длительного периода силовой тренировки (M. Alen and K. Hakkinen., 1987).

Показано, что силовая тренировка с высоким объемом нагрузки вызывает понижение тестостерона и соотношения Т: К с одновременным увеличением лютенизирующего гормона (K. Hakkinen et al., 1985). В течение периода «нормализации» или понижения тренировочных нагрузок концентрация кортизола и лютенизирующего гормона уменьшается.

Продолжительная по времени силовая тренировка может приводить к увеличению и уменьшению показателя Т: К (A.C. Fry and WJ. Kraemer, 1997). Тем не менее даже трудно уловимые изменения в Т: К, сопровождающие тренировочные программы, тесно коррелируют с силовыми возможностями (V. Alen et al., 1988). Объем и интенсивность силовых тренировочных программ проявляется в количественных изменениях этих отношений. На рис. 4.2 представлены данные, показывающие изменение соотношения Т: К у американских пауэрлифтеров национального уровня за 12-недельный период. Из рисунка видно, что изменения Т: К имеют тенденцию быть обратно взаимосвязанными с изменениями в тренировочном объеме нагрузки.

Есть основания утверждать, что это соотношение (Т: К) способно быть чувствительным индикатором тренировочного стресса и общего стресса. Следовательно, изменения Т: К у спортсмена могут быть критериальным параметром для выявления перенапряжения или перетренированности (M. Alen and K. Hakkinen., 1987). Кроме того, соотношение Т: К может использоваться в качестве индикатора «готовности» к проявлению серьезного уровня физической активности. Например, если оно высокое, спортсмен обладает большим потенциалом для хорошего выступления.

Понижение тренировочных нагрузок может иногда увеличивать соотношение T: C выше основного уровня (суперкомпенсационный эффект) и следовательно потенциально повышать «готовность» к достижению высокого спортивного результата.

Рис. 4.2. Изменение соотношения Т: К у американских пауэрлифтеров национального уровня за 12-недельный период тренировки (M.H. Stone et al., 2007).

Соматотропин (гормон роста) вырабатывается в передней доле гипофиза. Он ускоряет процессы роста у детей. При избыточном вырабатывании этого гормона в детском возрасте развивается гигантизм: длина тела в таком случае может достигать иногда даже 230–250 см. У детей количество соматотропина существенно больше, чем у взрослых. С возрастом секреция гормона роста уменьшается. Соматотропин повышает скорость синтеза белка, способствует транспорту аминокислот в клетку, усиливает освобождение жирных кислот из жировой ткани. В определенных условиях гормон роста способствует уменьшению жировых запасов и угнетает использование углеводов тканями.

Содержание гормона роста в крови возрастает после выполнения однократной аэробной и анаэробной мышечной нагрузки. Увеличение концентрации гормона зависит от длительности и интенсивности выполняемой однократной нагрузки (M. H. Stone et al., 2007). Многократные тренировки в течение одного дня не приводят к дальнейшему повышению концентрации соматропина. Повышенный уровень гормона, вызванный одноразовой тренировкой, может сохраняться в течение 30 мин и более после ее окончания. У хорошо тренированных спортсменов наблюдается менее значительное увеличение концентрации соматотропина на стандартную нагрузку (поднимание свободных весов) и более быстрое восстановление в сравнении со спортсменами низкой квалификации.

Значение соматотропина в повышении синтеза белка привело к применению спортсменами его синтетического аналога для повышения физической работоспособности, в том числе и для улучшения силовых возможностей. Однако использование такого препарата в качестве допинга оправданно запрещено, поскольку его длительное применение нарушает гормональный статус организма.