Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Эндогенные опиоиды, их физиологическая и патофизиологичеекая роль. Реакция эндогенной опиоидной системы па физическую нагрузку в процессе высокогорной адаптации 12
1.2. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система при действиифизических нагрузок на организм в условиях гипоксии 23
1.3. Гипоталамо-гипофизарно-тирсоидная система при действии физических нагрузок на организм в условиях гипоксии 27
Глава 2. Материалы и методы исследования 34
2.1. Организаіщя исследования 34
2.1.1. Общее построение исследования 35
2.2. Антропометрия 36
2.3. Методы оценки текущего функционального состояния центральной нервной системы 37
2.4. Методы исследования вегетативного статуса и функционального состояния сердечно-сосудистой системы 38
2.5. Биохимические методики и иммуноферментный анализ 43
2.6. Статистическая обработка материала 45
Глава 3. Результаты собственных исследований 46
3.1 Текущее функциональное состояние центральной нервной систе мы у студентов с различным уровнем физического развития 47
3.2. Эндокринный статус в покое и при воздействии физических на грузок на организм у студентов с различным уровнем физического развития 50
3.3. Биохимические параметры крови в покое и при действии физических нагрузок на организм у студентов различного физического развития 59
3.4. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и вегетативного гомеостаза у студентов различного физического развития 71
3.5. Результаты корреляционного анализа 81
Глава 4. Обсуждение результатов 89
Выводы 104
Практические рекомендации 107
Список литературы 108
- Эндогенные опиоиды, их физиологическая и патофизиологичеекая роль. Реакция эндогенной опиоидной системы па физическую нагрузку в процессе высокогорной адаптации
- Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система при действиифизических нагрузок на организм в условиях гипоксии
- Гипоталамо-гипофизарно-тирсоидная система при действии физических нагрузок на организм в условиях гипоксии
- Эндокринный статус в покое и при воздействии физических на грузок на организм у студентов с различным уровнем физического развития
Введение к работе
Актуальность. Здоровье нации относится к числу первостепенных, ключевых элементов, определяющих перспективы развития страны. В условиях современной цивилизации человек подвергается воздействию различных патогенных факторов, под влиянием которых нарушается его здоровье, как физическое, так и психическое. Особую тревогу вызывает состояние здоровья подрастающего поколения.
Учитывая социальную значимость проблемы, дороговизну, длительность и во многих случаях неэффективность лечебно-реабилитационных мероприятий [Пятницкая И.Н., 1996; Broer, Gairesten, 1995; Corsino et al., 1996], особенную актуальность представляє і поиск различных методов первичной профилактики дизадаптаций у лиц молодого возраста (спортсменов, военнослужащих), выполняющих свои служебные обязанности в условиях высокогорья. Мощным инструментом в профилактике зі их расстройств являются занятия физической культурой и спортом.
Накоплено немало теоретических и экспериментальных данных в различных областях науки, доказывающих эффективность методов и средств физической культуры и спорта в предупреждении дизадаптационпых расстройств. Однако, практически отсутствуют исследования, раскрывающие механизмы данного позитивного влияния. Также открытым остается вопрос: Какие именно виды нагрузок и, следовательно, спортивные специализации наиболее эффективны для профилактики зі их патологических состояний?
Необходимо учитывать и тот факт, что некоторые виды спорта зачастую ассоциируются с приемом анаболических стероидов и допингов, запрещенных Медицинской комиссией Международного олимпийского комитета и оказывающих негативное влияние на организм. Более того, поня і ие «спорт» не экви-валенгио іюняіию «здоровье», нередко достижение спортивного результата возможно при работе функциональных систем на грани нормы и патологии, при этом высока вероятность срыва адаптации. На организм спортсмена дейст-
вуют различные по интенсивности физические нагрузки вплоть до предельно допустимых, что может в итоге привести к декомпенсации и развитию патологии различных систем и органов: сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной и др. [Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Аронов Д.М., 2002; Макарова Г.А. 2003]. В свою очередь, не только достижение спортивного результата, но и состояние здоровья индивида (физическое и психическое) определяется состоянием нейроэндокринной регуляции физиологических процессов. Однако число работ, посвященных изучению иейроэпдокринпого статуса у лиц, занимающихся физической культурой и спортом, сравнительно немного.
Особый интерес представляет изучение влияния мышечной деятельности на эндогенную опиоидную систему, этот вопрос недостаточно освящен в отечественных и зарубежных литературных источниках [Орлова Э.Х.,1987; Тендзе-гольскис Ж.Л. 1988; Суркина И.Д 1996; Rahkila Р., 1988; Kraemer W., 1993; Harte J.L., 1995; Inder W., 1998; Hirvonen J.,2002]. Эндогенная опиоидная система играет важную роль в патогенезе наркомании, токсикомании и алкоголизма, именно через нее психоактивные агенты реализуют свой эффект [Комаревцева И.А., 1989; Билибип Д.П., Дворников В.Е. ,1991; Ашмарин И.П., Стукалов П.В. 1996; Trachtenberg М., 1987, 1988; Blum К., 1988; Сагг D., 1990 и др.]. Опиоидные пептиды: энкефалины, эндорфины и динорфииы участвуют в регуляции психоэмоционального статуса человека. Гиперпродукция эндогенных морфинов, важнейшим из которых является бета-эндорфип, смещает эмоциональный баланс в положительную сторону, благодаря чему эти вещества получили название «гормонов радости» [Morgan W., 1985].
Накоплены данные о том, что врожденную предрасположенность к приему ПАВ имеют люди, в организме которых эндогенные опиоидные пептиды синтезируются в недостаточном количестве (имеет место гипофункция опио-идной системы), поэтому они стремятся восполнить имеющийся дефицит, принимая эйфоризирующие вещества. Экзогенные ПАВ временно устраняют ней-ромедиаторный дисбаланс, вызывая опиоидный прилив, однако быстро приводят к разбалансировке и глубокому подавлению всей системы, формируя пато-
логическую зависимость [Комаревцева И.А., 1989; Ашмарин И.П., Каразеева Е.П., 1996; Targa L., 1996, Trachtenberg М., Blum К., 1998 и др.]. Принимая во внимание вышесказанное, актуальным является поиск методов стимуляции эндогенной опиоидной системы естественным путем в противовес употреблению ПАВ. Занятия физической культурой и спотом, «преодоление себя», достижение все лучших спортивных результатов так часто сопровождаются чувством радости, удовлетворения, что позволяет использовать их в целях предупреждения потребления ПАВ. И в этой связи интерес представляет влияние различных по характеру и интенсивности физических нагрузок на адаптацию к гипоксии. Практически отсутствуют научные работы, посвященные данной проблеме.
Все изложенное послужило основанием для проведения настоящего исследования.
Цель исследования: оценить особенности пейроэндокринного статуса у молодых лиц различного физического развития, в том числе при действии предельно допустимых физических нагрузок па организм, в аспекте первичной профилактики дизадаптационных расстройств в условиях гипоксии нагрузки и горной гипоксии.
Задачи исследования:
1.Изучить особенности статуса эндогенной опиоидной системы на примере бета-эндорфипа у студентов, специализирующихся в различных видах спорта, в покое и при действии различных по характеру и интенсивности, в том числе предельно допустимых физических нагрузок на организм.
2.Выявить особенности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипо-таламо-гипофизарно-надпочечниковой систем у студентов, специализирующихся в различных видах спорта, в покое и при действии различных по характеру и интенсивности, в том числе предельно допустимых физических нагрузок на организм.
3.Оценить вегетативный статус на основе анализа вариабельности сердечного ритма.
4.Осуществить анализ взаимосвязей между показателями психофизиологического статуса, эндогенной опиоидной, эндокринной и вегетативной нервной систем.
5.На основе оценки нейроэндокринного статуса выделить виды спорта, которые могут рассматриваться как наиболее эффективные в первичной профилактике развития гипоксии нагрузки и горных дизадаптаций.
6.Создать базу данных на каждого обследованного студента для использования в практике врачебного контроля и учебно-тренировочного процесса в условиях равнинной и горной местности.
Научная новизна.
Впервые изучено состояние эндогенной опиоидной системы (ЭОС) в покое и при действии различных по характеру и интенсивности, в том числе предельно допустимых физических нагрузок на организм у студентов, занимающихся различными видами спорта. Обнаружено как стимулирующее, так и подавляющее влияние физических нагрузок на ЭОС в зависимости от спортивной специализации. Выявлены особенности функционирования гипоталамо-гипофизарно-тирсоидной (ГГТС) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем (ГГНС), состояния белково-азотистого, углеводного и липидного обменов веществ в покое и при действии физических нагрузок на организм, характерные для разных спортивных специализаций. Обнаружены различные по направленности адаптационные перестройки в ГГТС и ГГНС, возникшие в ответ на регулярное действие мощного стрессорного фактора - физической нагрузки в условиях гипоксии. Выявлена различная степень участия ГГТС и ГГНС в реализации реакции организма на действие неоднородных по характеру и интенсивности физических нагрузок в условиях гипоксии.
На основе статистического и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) выделены модели вегетативной регуляции ритма сердца, при этом обнаружено усиление влияний надсегментарных вегетативных структур у тренированных лиц в условиях гипоксии.
Проведен анализ корреляционных взаимосвязей между показателями психофизиологического статуса, эндогенной опиоидной, эндокринной и вегетативной нервной систем. Выявлены взаимосвязи между концентрацией бета-эндорфина в периферической крови и показателями психофизиологического статуса (самочувствием, настроением, активностью, уровнем ситуативной тревожности). Обнаружены корреляционные взаимосвязи между концентрациями тиреоидных гормонов и показателями статистического и спектрального анализа ВСР.
На основании комплексной оценки нейроэндокринного статуса, состояния сердечно-сосудистой системы, особенностей обмена веществ определены спортивные специализации, имеющие физиологическую основу первичной профилактики высокогорных дизадаптаций.
Практическая значимость.
Выявлены предикторы эффективности отдельных спортивных специализаций в первичной профилактике высокогорных дизадаптаций.
Полученные результаты позволяют рекомендовать физические нагрузки, используемые при занятиях игровыми, циклическими и экстремальными видами спорта, для коррекции расстройств высокогорной адаптации.
Результаты работы могут быть использованы при проведении врачебного контроля для оценки состояния здоровья и выявления предпатологи-ческих и патологических состояний у лиц, занимающихся различными видами спортивной деятельности с целью предупреждения развития горных дизадаптаций.
Результаты оценки функционального состояния организма спортсменов на основе анализа ВСР могут использоваться в практической деятельности преподавателей физической культуры и спорта, тренеров высших и средних учебных заведений при планировании и проведении учебно-тренировочного процесса для достижения наилучших спортивных результатов при тренировке в условиях горной местности.
Теоретическая значимость.
Результаты исследования свидетельствуют о различном характере взаимосвязей концентрации бета-эндорфина в плазме крови с показателями текущего функционального состояния ЦНС; содержания гормонов ГГТС и ГГНС в периферической крови с показателями спектрального и статистического анализов ВСР у студентов с различным физическим развитием (спортивных специализаций). Выявленные особенности расширяют представления о механизмах функционирования нейроэндокринного континуума в тренированном организме при систематическом воздействии стрес-сорных факторов на примере различных по характеру и интенсивности физических нагрузок в условиях равнины и высокогорья.
Полученные факты могут служить основой для дальнейших исследований в этой области.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Регулярное воздействие различных по характеру и интенсивности физических нагрузок на организм, как стрессорного фактора, у лиц различных спортивных специализаций приводит как к адаптационным перестройкам, так и к срыву высокогорной адаптации, что проявляет себя в особенностях функционирования эндогенной опиоидной, эндокринной, вегетативной нервной систем и обмена веществ.
2.Характер корреляционных взаимосвязей между показателями психофизиологического статуса, эндогенной опиоидной, эндокринной и вегетативной нервной систем зависит от физического развития (спортивной специализации).
3.Показатели нейроэндокринного статуса могут служить интегральными критериями оценки эффективности действия физических нагрузок при занятиях различными видами спорта в первичной профилактике горных дизадаптаций.
Апробация.
Основные положения диссертационного исследования опубликованы в печатных работах.
Основные теоретические положения и практические результаты работы докладывались:
- на международных и всероссийских научно-практических конфе
ренциях:
- на расширенном заседании кафедр патофизиологии, общей гигиены
и экологии человека КРСУ, биологических дисциплин, медицинских и фи
зиологических основ физвоспитания КГАФКиС.
Реализация работы.
Материалы исследования реализованы в научно-практической деятельности кафедры патологической физиологии КРСУ, кафедры , медицинских и физиологических основ физвоспитания КГАФКиС. Связь с научно-исследовательскими работами.
В диссертации изложены материалы исследований, полученные при непосредственном участии автора в ходе выполнения НИР кафедры медико-биологических дисциплин КРСУ по проблеме оздоровления студенческой молодежи Автор настоящей работы является ответственным исполнителем указанной НИР.
Структура и объем диссертации.
Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и практических рекомендаций; изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 238 источника литературы, среди которых 148 - иностранные.
Эндогенные опиоиды, их физиологическая и патофизиологичеекая роль. Реакция эндогенной опиоидной системы па физическую нагрузку в процессе высокогорной адаптации
Одной из групп опиоидных пептидов являются энкефалины, открытые в 1975 году [J. Hughes et al., 1975]. С тех пор опубликовано большое число работ, позволивших сформулировать понятие об эндогенной опиоидной системе. Эта система включает эндогенные опиоидные пептиды, их рецепторы, а также ферменты, осуществляющие синтез и расщепление опиоидных пептидов. Имеющиеся научные данные позволяют полагать, что указанные пептиды играют важнейшую роль в модулировании регуляториых процессов, обеспечивают тонкую настройку различных регуляториых механизмов.
Опиоидные пептиды (ОП) широко распространены в животном мире - от беспозвоночных до млекопитающих, причем их строение единообразно у разных видов животных. Такое постоянство строения расценивают как важное доказательство их высокой функциональной значимости.
Семейство ОП включает свыше 30 представителей, имеющих общие особенности химической структуры, а именно, в качестве активного центра содержащих мет- и лей-энкефалиповые последовательности или их аналоги.
Выделяют 3 основных класса эндогенных опиоидных пептидов: энкефалины, эндорфины и динорфины [Jaffe J. et al., 1990; Schultz J. et al., 1990; Zadina J. et al., 1997]. Кроме того, существует группа параэнкефалиновых опиоидных нейропептидов, куда входят дерморфииы и казаморфины [Ашмарин И.П., Ка-разеева Е.П., 1996].
Известно, что образуются ОП путем посттрансляционного процессинга белковых предшественников [Hollt V., 1997; Berman Y., 2000] с участием фермента карбоксипептидазы Н. Предшественниками же эндогенных опиоидов являются: прооппомеланокортин, из которого образуются альфа-, бета- и гамма эндорфины, мет-энкефалин, а также АКТГ и МСГ; проэнкефалин А, дающий начало лей-энкефалину, адрснорфину, окта- и гептапептиду, FMRFa; проди-норфин, являющийся предшественником динорфинов, лей-эпкефалина, альфа-и бета- неоэндорфина, риморфина, леуморфина. [Oliverio А., 1984; Olson G., 1985; Вернигора А.Н. с соавт., 1992, 1995; Ашмарин И.П., Каразеева Е.П., 1996]. Секреция ОП из клеток происходит при участии ионов Са" .
Физиологические эффекты ОП реализуются через связывание со специфическими рецепторами. Считается установленным факт существования 3 различных типов опиатных рецепторов (OP): [Olson G., 1985], каждый из них имеет субтипы [Miller R., 1983; Rady J., 1997; Yan С, 1999]. Самостоятельность других типов ОР - эпсилон, кси и ламбда - в настоящее время признается не всеми исследователями [Маслов Л.П., 2002]. Необходимо отметить, что локализация ОР чрезвычайно разнообразна. Так, наибольшая их плотность обнаружена в структурах мозга, отвечающих за формирование чувства боли и эмоций, а именно, в гипоталамусе, медиальных ядрах таламуса, околопроводном сером веществе, лимбической системе [Pert С, 1973; La Motte С, 1978; Porcher С, 1999; Sanchez М., 2000; P. Callahan, 2000], а также они встречаются и в других тканях и органах - в сердце, кровеносных сосудах, надпочечниках, кишечнике, легких, половых железах, клетках иммунной системы [Roth J., 1972; Булаев В.М., 1982 ; Lang А., 1985; Shavit Y., 1985; Aleem F., 1987; Burks Т., 1997]. Важно отметить, что по физико-химической структуре и биохимическим свойствам ОР разных тканей практически не отличаются друг от друга. Опиоиды имеют избирательное сродство к определенным типам рецепторов. Так, бета-эндорфин и мет-энкефалин имеют высокое сродство к мю-ОР, лей-энкефалин - к дельта-ОР, динорфины считаются селективными агонистами каппа-рецепторов. Однако селективность взаимодействия не является абсолютной, следует говорить о высокой или низкой аффинности того или иного опиоида к различным типам рецепторов [Chang К., 1979, 1981; Zadina J., 1999; Jordan В., 2000]. ОР располагаются преимущественно на постсинаптических и пресинаптических мембранах. Также есть данные и о внутриклеточной локализации на митохондриях, внутренней поверхности мембран аксонов [Glasel J., 1984; Helle К., 1984; Sudha Т.,1985;МравянС.Р., 1993].
Рецепторы связаны с ионными каналами К+ и Ca_t. При взаимодействии ОП с ОР наблюдаются выраженные изменения активности вторичных внутриклеточных мессенджсров: снижается уровень цАМФ, усиливается синтез цГМФ, изменяется активность NO-синтетазы, фосфолипазы С, активируются К -каналы, угнетается ток Са . Пути передачи информации происходят с участием мембранных G-белков. [North R. et al. 1987, 1993; Мс Kenzie F., 1990; Childers S., 1991; Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., 1993, 1994; Сох В., 1993; Ikeda К., 1995; Ocana М., 1995; Niroomand F., 1996; Harrison С, 1998; Jordan В., 1998].
Дешевой Ю.Б., 1980; Cherubini E., 1985; Попова H.C. с соавт., 2000, один из механизмов действия ОП на нервную систему связывают с развитием преси-наптического торможения. Авторы отмечают, что активация ОР на пресинап-тических терминалях вызывает торможение выделения нейромедиатора в синапсе за счет гиперполяризации мембран нервных окончаний. Гиперполяризация возникает вследствие активации ионных каналов, увеличения проницаемо-сти мембран для К и уменьшения Са" тока. Пресинаптическое торможение является одним из важнейших механизмов регуляторного влияния ОП.
В различных случаях ОП могут выступать как нейромодуляторы (наиболее часто), нейромедиаторы и нейрогормоны [Гомазков О.А., 1993; Акмаев И.Г., 2002].
Эндогенная опиоидная система является важным звеном ііейрогуморальной регуляции, широкое представительство ОП и их рецепторов в различных органах и тканях обусловливает широкий спектр физиологической активности этих соединений, а именно:
- поведенческие реакции, эмоции, память, роль в патогенезе алкоголизма, наркоманий, психических заболеваний [Trachtenberg М., 1987, 1988; Blum К., 1988; Sandi С, 1988, 1990; Комаревцева И.А., 1989; Aguirre J., 1990; Carr D., 1990; ichikawa H., 1990; Kemper A., 1990; Би 15
либин Д.П., Дворников В.Е., 1991; Ашмарин И.П., Каразеева Е.П., 1996;TargaL., 1996 и др.];
- анальгезирующие свойства [Калюжный Л.В., 1980; Саїт D., 1990; Ram-badran К., 1990; Lohmann А., 1999; Bilsky Е., 2000; Foo Н., 2000; Ono-dera К., 2000; Valverde О., 2000 и др.];
- развитие стресса (участие в стресс-реализущих и стресс-лимитирующих механизмах) [Мс Cubbin J. Et al. 1985; Watson J., 1986; Dyer R., 1987; Grossman A., 1988; Корнеева E.A., 1989; Bodnar R., 1990; Szckely J., 1990; Fontana G., 1997; Yamanuchi N., 1997; Ponoresky L., 1999; Hong L., 2000 и др.];
- в регуляции уровня артериального давления и частоты сердечных сокращений, повышении адаптации миокарда к ишемии [Schaz К., 1980; Lang R. et al., 1982; Faden A. et al., 1983; Kapusta D., 1990; Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н. с соавт. 1994, 1997, 2002];
- угнетение частоты и глубины дыхания [Воинов В.А., 1983]
- влияние на моторику и секрецию желудочно-кишечного тракта, состояние поджелудочной железы [Мс Кау .Г. et al., 1981; Смагин В.Г., 1983; Bueno L. ct al., 1985; Brnks Т., 1989; Jiang Q., 1990; Sheldon R., 1990];
- влияние на функциональное состояние эндокринной и репродуктивной систем [ Лишманов Ю.Б. с соавт., 1983, 1986; Миросов С.Ф., 1983; Ти-shima П., 1986; Baranowska В., 1987; Aleem F., 1987; Facchinetti F., 1987; Слепушкин В.Д., 1988; Laatikaneh Т., 1987; Aurich J., 1990];
- регуляция иммунной системы и эритропоэза [Bargava Н., 1990; Зозуля А.А., 1987; Goldberg Е., 1990].
Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система при действиифизических нагрузок на организм в условиях гипоксии
ГГНС является важнейшей «эндокринной осью», вовлекаемой в реакцию организма на физическую нагрузку. Хорошо известна и доказана роль этой системы в реализации адаптационных механизмов при действии разнообразных стрессов, а физическую нагрузку, особенно высокоинтенсивную и продолжительную, в условиях высокогорья можно рассматривать именно как выраженный стрессорпый фактор. Во многих исследованиях показано, что кратковременные и интенсивные физические нагрузки приводят к повышению активности гигюталамических структур, ответственных за синтез и секрецию кортиколиберина, что в свою очередь приводит к повышению выделения АКТГ гипофизом [Scebro К., 1970; Самойлов Н.Г., 1973; Синельников Я.Г., 1973; Караулова Л.К., 1977; Соболев Н.С., 1977; СинаюкЮ.Г., 1977; Машкова Л.Г. 1982; HarteJ., 1995].
Активация функции коры надпочечников осуществляется под влиянием адреиокортикоіропного гормона (АКТГ), уровень которого увеличивается во время мышечной работы [de Diego Acosta А., 2001; Ronsen О., 2002; Traustadotir Т., 2004]. Однако имеются данные, указывающие па возможность снижения концентрации АКТГ в крови ниже исходного уровня на фоне действия физической Еіагрузки. Этот вариант реакции сочетается, как правило, с высоким до-нагрузочным уровнем гормона [Виру А.А. с соавт., 1979].
Основными глюкокортикоидными гормонами, реализующим воздействия ГГНС на обмен веществ, являются кортизол и кортикостерон. Чаще определяют в крови именно кортизол. Во время мышечной работы наблюдается разнообразная динамика его концентрации в крови: уровень может как повышаться, так и снижаться либо оставаться без изменении. Наиболее распространенным является отсутствие изменений пли снижение концентрации кортизола, если работа носит кратковременный и умеренно интенсивный характер [Jurimae J., 2001; Lucia А., 2001; Wang R., 2001; Kostka Т., 2003]. В то же время ряд авторов [Lehnert J., 1968, Виру А.А., 1972; Silverman Н., 1996; Hansen S., 2001; Consitt L., 2002; Ronsen 0., 2002] отмечают, что интенсивные нагрузки как кратковременные, так и продолжительные вызывают повышение уровня кортизола в крови. Причем изменения содержания данного гормона в крови при интенсивной мышечной работе наступают достаточно быстро. Так, Виру А.А., 1978; Kraemer R., 2001, в экспериментах на крысах и в исследованиях с участием людей уже на первых минутах их интенсивного бега обнаруживали в крови повышенный уровень кортизола. Матсин Т.А., Виру А.А., 1980, установили, что чем выше мощность работы, тем быстрее увеличивается содержание кортизола в крови и тем раньше достигаются его наивысшие величины.
Однако далеко не во всех исследованиях установлены статистически значимые изменения кортизола в ответ на интенсивную нагрузку [Rietjens G., 2005; Adam J., 2005;] или указывается на наличие как повышения, так и снижения уровня данного гормона в крови [Lucia А., 2001; Diaz В., 2001; Chwalbinska-MonteaJ., 2005;].
Более того, данные о фазовых изменениях уровня кортизола в крови во время продолжительной мышечной работы также разноречивы. Одни авторы сообщают о постепенном увеличении его концентрации в крови в течение работы длительностью 60-120 минут [Garcia J., 2001; Filaire Е., Lac G., Pequignot J., 2003] Другие исследователи установили двухфазную динамику: первоначальное увеличение, за которым следует снижение уровня кортизола до субнормального уровня [Staehelin D., 1955; Bugard P., 1961; Виру А.А., 1977].
Карельсон К.М. (1985-1990), изучая изменения в гормональном ансамбле крови у людей во время двухчасовой работы па велоэргометре мощностью приблизительно 60% МПК, на сравнительно большой выборке (82 человека) выявил 5 различных вариантов динамики концентрации кортизола: 1. Первоначальное увеличение, сменяющееся через 20-30 минут снижением до исходного или субнормального уровня; 2. Двухпиковое увеличение - первый пик в течение первых 30 минут, после него регистрируется снижение, второй - в конце работы; 3. Постоянное увеличение в течение всего периода работы; 4. Отсутствие изменений или снижение во время первого часа работы и выраженное увеличение к концу нагрузки; 5. Уменьшение в течение всего периода работы. При этом не найдено взаимосвязи между вариантом динамики кортизола и величиной МПК, относительной интенсивностью выполненной работы, а также исходным уровнем кортизола. При этом динамика АКТГ чаще всего характеризовалась двухпиковым увеличением (в первые 20 минут и в конце работы). В большинстве случаев изменения кортизола не совпадали с динамикой АКТГ. Многие авторы указывают на существование порога интенсивности физической нагрузки на уровне 60-70% МПК, при достижении которого наступает повышение уровней кортизола и АКТГ [Davies С, 1973; Few J., 1974; Виру А.А., 1980;]. Некоторые данные свидетельствуют о нахождении порога при более высокой интенсивности [Hartley L., 1972; Jacks D., Sowash J., 2002]. Пороговая интенсивность нагрузки для активации ГГНС находится в тесном соответствии с порогом анаэробного обмена [Adlercreutz Н., 1976; Leclercq R., 1976; Sutton J., 1977]. Активация ГГНС может происходить и при нагрузках подпоро-говой мощности при большой их продолжительности [Виру А.А., 1980; Grego F., 2004]
Рябов К.П., 1972; Юргенс И.А., 1972; Song М., 1973; Сииаюк Ю.Г., 1973, Битюцкая Л.А., 1979, получили данные об изменении активности ГГНС в связи с развитием тренированности. Причем, в качестве морфологического субстрата этих изменений рассматривалась гипертрофия и гиперплазия надпочечников. Показано, что в процессе тренировки опытных животных в адренокортикоци-тах увеличивается количество митохондрий, элементов эндоплазматического ретикулума, возрастает содержание мРНК, что создает морфофункциональную основу для увеличения возможностей биосинтеза гормонов и увеличение адаптационных возможностей организма. Авторами Duclos М., Gouarne С, Воппе-maison D., 2003, обнаружена повышенная чувствительность тканевых рецепторов к глюкокортикоидам у тренированных людей.
Ряд исследований свидетельствуют о том, что в покое у высокотренированных спортсменов уровень кортизола в крови выше, чем у нетренированных лиц, а изменения его концентрации под влиянием физической нагрузки при преодолении индивидуального порога мощности наступают быстрее, то есть ГГНС у тренированных людей более реактивна [Виру А.А., Карельсон К.М. 1985; Sileverman ГГ., 1996; Fernandez-Garcia В., 2002; Kostka Т., 2003]. В то же время, Wang R., 2001; Chwalbinska-Montea J., 2005; Kruk В., 2005, обнаружили снижение уровня кортизола у тренированных лиц в покое и меньшую реактивность ГГНС на нагрузку до отказа. А авторы Ahtiainen J., Pakarinen A., Kraemer W., 2003, указывают на отсутствие изменений базальной концентрации корти-зола в покое у спортсменов по сравнению с группой контроля.
Имеются сведения о роли глюкокортикоидпых гормонов в обеспечении физической работоспособности организма. Показано, что недостаток этих гормонов, вызванный двухсторонней адреналэктомией или блокадой коры надпочечников введением дексаметазона, приводит к значительному снижению уровня работоспособности при различных по интенсивности физических нагрузках [Баландин В.И., 1973; Виру А.А., 1977, 1983, 1985; Смирнова Т. А., 1982; Брук Т.М., 1998]. Но и предварительное введение АКТГ, то есть моделирование гиперкортицизма до нагрузки, не сопровождалось улучшением показателей мышечной активности. Более того, значительное снижение физической работоспособности наблюдается у людей с патологией надпочечников, а именно при гиперкортицизме (болезнь Аддисона) [Кассиль Г.Н. с соавт., 1977, 1978; ШрейбергГ.Л. 1977; Матсин Т.А., 1978, 1980; Брук Т.М., 1999].
Обобщая литературные данные, нельзя не отметить нередкую противоречивость имеющихся сведений. На наш взгляд не последнюю роль в этом играет индивидуальная вариативность реакции ГГНС на физические упражнения. Результаты разных работ часто несопоставимы между собой вследствие различий в условиях эксперимента и примененных методиках, что послужило основанием для проведения собственных исследований.
Гипоталамо-гипофизарно-тирсоидная система при действии физических нагрузок на организм в условиях гипоксии
Известно, что уровень физической работоспособности во многом определяется активностью гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы. Так, гормоны щитовидной железы, участвуя практически во всех видах обмена веществ, в энергетическом и пластическом обмене, в регуляции роста и развития организма, влияют на регуляцию мышечной деятельности. Сведения о состоянии тиреоидного статуса при физических нагрузках весьма разнообразны и разноречивы. Полученные данные неоднородны, поскольку исследования велись в нескольких направлениях: с одной стороны, изучалось влияние как однократных, так и систематических нагрузок различного вида, интенсивности и продолжительности, с другой - сіепени тренированности на состояние функциональной активности ГГТС. Ряд авторов исследовали влияние гормонов щитовидной железы на физическую работоспособность как в норме, так и при измененном тиреоидном статусе. Так [Орлова Н.И., 1987; Hackney А., 1994; МсМштау R., 1995; Hodgdon J., 1995; Bosco С, 1996; Dere-venco P., 1998; Ravaglia G., 2001; Castellani J., 2002] отмечают активацию ГГТС при физической нагрузке. В то же время [Stok М, 1977; Poehlman Е., 1989; Case S., 1993; Huang W., 2004; Lee M., 2004J не обнаружили существенных изменений тиреоидного статуса, а в работах [Jahreis G., 1991; Simsch С, 2002; Petersen К., 2002] отмечается даже подавление активности ГГТС при физической нагрузке.
Орлова Н.И., Филлипова Т.А. (1987) указывают, что длительная интенсивная нагрузка приводит к значительному повышению как трииодтиронина (ТЗ), так и тироксина (Т4). В то же время Stole М. (1977), Huang W. (2004) не обнаружили при аналогичной нагрузке сколько-нибудь существенных изменений концентрации в крови тиреоидных гормонов, а Шитова Е.М. (1989), Petersen К. (2002) выявили снижение уровня этих гормонов.
Следует также отметить, что некоторые авторы [Afar J., 1980; Томсон К.Э., 1980; Duma Е., 1998; Derevenco P., 1998] при интенсивной физической нагрузке у людей отмечали повышение в крови содержания ТЗ без изменений уровня Т4, хотя другие исследователи [Cacalis D., 1987; Hackney А., 1994; МсМштау R., 1995] выявили существенный рост именно уровня Т4.
Bosco С. с соавт. (1996) обнаружил увеличение концентрации на 20-30% тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ), свободных фракций ТЗ и Т4, а также АКТГ и кортизола в крови у футболистов в ответ на сверхмаксимальный кратковременный нагрузочный тест (прыжки в высоту в течение 60 секунд). Кроме того, была выявлена зависимость прироста концентрации тиреоидных гормонов от интенсивности нагрузки.
Определение уровня ТТГ в крови в динамике физической нагрузки разной интенсивности, в целом, выявило неоднозначный характер наблюдаемых сдвигов, не всегда коррелирующих с концентрацией тиреоидных гормонов, что очевидно означает вовлечение в ответную реакцию всей ГГТС [llalbo Н., 1977; Виру А.А., 1985; Шитова Е.М., 1989; Hackney Л., 1994; Bosco С, 1996; Ravaglia С, 2001; Castellani J., 2002; Simsch С, 2002].
На активность ГТТС оказывает влияние и продолжительность действия физической нагрузки. Так, длительный бег до отказа от работы (более 3 часов) приводил к снижению в крови концентрации тиреоидных гормонов, в то время как менее продолжительный бег (до 1,5 часов) в первые 20 минуг вызывал снижение, а в последующие 30-60 минут увеличение содержания как ТЗ, так и Т4 [Виру А.А., 1985; Шитова Е.М., 1989; Джураева Е.И., 1990; Брук Т.М., 1997]
Ряд исследователей указывают па различия в тиреоидном статусе в зависимости от тренированности. Томсон К.Э (1980) обнаружила у тренированных животных пониженный уровень тиреоидных гормонов в крови в покое, что указывает на экономизацию функции ГГТС в тренированном организме, но повышенное содержание тиреоидных гормонов в виде депо в ткани самой щитовидной железы, а также значительную их мобилизацию из железы при физической работе. По данным автора, при длительных нагрузках большой интенсивности у нетренированных особей происходило истощение тиреоидпой функции, чего не наблюдалось в тренированном организме. С этими данными согласуются результаты исследований Castellani J. (2002), проведенных с участием людей. Однако, Ravaglia G., Forti P. (2001) указывают на повышенный уровень ТЗ, Т4 и сниженный ТТГ в покое у тренированных лиц по сравнению с группой контроля. Rone J. (1992) обнаружил у высокотренированных на выносливость спортсменов не только усиление продукции гормонов щитовидной железой, но и ускорение их метаболизма в тканях. В то время как Poehlman Е. с соавт. (1989) не выявили значимых различий в тиреоидном статусе высокотренированных, среднетренированных спортсменов и нетренированных лиц, более того, авторами не было обнаружено взаимосвязи между концентрацией тиреоидных гормонов в крови и уровнем МПК.
Весьма немногочисленные работы посвящены особенностям влияния различных видов спорта на состояние ГГТС. Однако очевидно, что имеет значение не только мощность и продолжительность, но и характер нагрузки. В этой связи интерес представляет исследование Simsch С, Lormes W. (2002), построенное по методике перекрестного эксперимента. Высококвалифицированные спортсмены-гребцы в течение трех недель интенсивно тренировались, выполняя упражнения на развитие силы, в конце тренировочного периода в крови обнаружилось снижение уровней ТТГ и свободной фракции ТЗ, а концентрация Т4 оставалась без изменения. После недельного восстановительного периода, в течение которого изученные гормоны вернулись к исходному уровню, эти же спортсмены тренировались еще в течение трех недель, но уже на развитие выносливости. При этом отмечали иные гормональные сдвиги: существенное повышение концентрации ТТГ при неизменных уровнях ТЗ и Т4.
Jahries G. (1991) при обследовании гимнасток-подростков, занимавшихся по специализированной программе, после трех дней интенсивных тренировок выявил значительное снижение в периферической крови уровня ТЗ без изменений Т4. Известно, что юные гимнастки отстают в росте по сравнению с девочками того же возраста, не занимающимися данным видом спорта. Автор полагает, что именно гормональные изменения, вызванные влиянием регулярных гимнастических тренировок, являются причиной замедления роста у молодых спортсменок.
Эндокринный статус в покое и при воздействии физических на грузок на организм у студентов с различным уровнем физического развития
Принимая во внимание задачи исследования, а также литературные данные, свидетельствующие о важной роли эндогенной опиоидной системы в организме, было изучено содержание бета-эндорфина в периферической крови и его динамика под действием физической нагрузки на организм. Полученные результаты представлены в таблице 3. Анализ результатов показал, что в покое (перед выходом в горы) значимых межгрупповых различий по содержанию бета-эндорфина в крови исследуемых выявлено не было, несмотря на то, что у студентов 3 группы имелась тенденция к более высокому базальному уровню данного неиропептида.
Воздействие физической нагрузки (на базе горного учебного центра), специфичной для каждого вида спорта, привело к разнонаправленным сдвигам. Так у исследуемых 2, 4 и 5 групп наблюдался значительный рост содержания бета-эндорфина в крови (р 0,01-0,05), причем наибольшим этот прирост был в группе студентов, занимающихся экстремальными видами спорта - на 79,91%, затем у студентов, тренирующихся на выносливость - на 71,75% и, наконец, у представителей игровых видов спорта концентрация неиропептида увеличилась на 59,6%о. Вероятно, это отражает активацию ЭОС у студентов данных групп. В то же время у обследуемых 3 группы (скоростно-силовые виды спорта -тяжелая атлетика) наблюдалось выраженное - в 2,5 раза (р 0,01) - снижение посленагрузочного уровня бета-эндорфина. Такое уменьшение может быть связано как с подавлением синтеза бета-эпдорфина под действием силовых упражнений в условиях гипоксии, так и с усиленным катаболизмом нейропептида и повышенным поглощением его тканями, поскольку специфические рецепторы к бета-эндорфину имеются во многих органах и тканях (см. обзор литературы).
При более детальном рассмотрении индивидуальной реакции бета-эндорфина на нагрузку выявлено, что во 2 группе наряду с увеличением уровня нейропептида в целом, у отдельных представителей (2 человека) наблюдалось снижение его концентрации после нагрузки на 15% и 36%, в то время как у остальных 11 исследуемых отмечен ее рост в 1,2 -3,6 раза (р 0,05). Аналогичные результаты получены и в 4 группе (циклические виды спорта). Так выявлено снижение содержания бета-эндорфина на 23-50%) у 3 студентов, в то время как у большинства (14 человек) - рост в 1,1 - 5,3 раза (р 0,01). Обращает на себя внимание большая индивидуальная вариабельность степени прироста содержания пептида.
У всех студентов 5 группы (экстремальные виды спорта) наблюдалось увеличение концентрации бета-эпдорфина под влиянием нагрузки в 1,2-3,7 раза (р 0,01).
Среди представителей 3 группы (тяжелая атлетика) также у 2 человек наблюдалась динамика, не совпадающая с общегрупповой тенденцией — концентрация бета-эндорфина в плазме крови увеличивалась под действием нагрузки в 1,2-1,4 раза, у одного она практически не менялась, в то время как у остальных 9 студентов произошло падение концентрации в 1,5 - 16 раз! (р 0,05). То есть у некоторых тяжелоатлетов под действием физической нагрузки наблюдалось глубокое подавление ЭОС, при этом концентрация бета-эндорфина в крови уменьшалась практически до нуля. В ходе дальнейшей работы было изучено состояние гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы в покое (пере выходом в горы) и при действии физических нагрузок в условиях гипоксии. Это обусловлено тем, что гормоны щитовидной железы принимают участие в регуляции всех видов обмена: белкового, углеводного, липидпого, а также активно влияют на энергетическое обеспечение интенсивной мышечной деятельности. Анализ полученных результатов показал, что уже исходно (в покое) имелись различия в тиреоидпом статусе между группой контроля и спортивными группами. В первую очередь это проявилось в повышенном содержании общей фракции тироксина (Т4) у студентов 2, 3, 4 и 5 групп по сравнению с контрольной группой на 31,6%, 24,8%, 29,1% и 22,3% соответственно (р 0,01-0,05). Аналогичная тенденция к повышенному содержанию общего трийодтиронина (ТЗ) в сравнении с контрольной группой обнаружена во 2, 3 и 5 группах, однако различия статистически незначимы (р 0,05). Что касается концентрации свободной фракции ТЗ, то во 2, 3 и 5 группах она не отличалась от контроля (1 группа). Также не выявлено значимых межгрупповых различий в отношении свободной фракции Т4 и тиреотропного гормона гипофиза.
В то же время у спортсменов 4 группы (тренирующиеся на выносливость) в сравнении с группой контроля выявлены достоверно более- высокие концентрации как общей, так и свободной фракций трийодтиронина на 28,9% и 17,1% соответственно (р 0,05). Сравнительный анализ в группах специально тренированных студентов показал, что концентрация свободной фракции ТЗ в покое у юношей 4 группы также превышала таковую в 3 и 5 группах на 16,8% и 16,5% соответственно (во всех случаях р 0,05).
Воздействие физической нагрузки в услових гипоксии привело к определенным сдвигам в гормональном ансамбле крови. Наиболее выраженными эти изменения оказались в группах циклических (4) и экстремальных (5) видов спорта. Так в 4 группе наблюдалось снижение как свободной, так и общей фракций ТЗ на 16,9% и 12,7% соответственно (р 0,05), и весьма значительный прирост концентрации ТТГ - на 38,8% (р 0,05). В то время как содержание обеих фракций Т4 существенно не менялось. В 5 группе отмечалось достоверное снижение концентрации общего ТЗ на 11,1% (р 0,05) и выраженное увеличение уровня ТТГ - на 79,3% (р 0,05).
В 3 группе (тяжелая атлетика) не выявлено статистически значимых различий в содержании гипофиз-тиреоидных гормонов после нагрузки по сравнению с базальным уровнем, однако имелась тенденция к уменьшению концентрации обеих фракций ТЗ и повышению уровня ТТГ, то есть направленность изменений совпадала с таковой в 4 и 5 группах.
И наконец, во 2 группе (игровые виды спорта) наряду со значимым снижением концентрации общего ТЗ на 8,7% (р 0,05), не только не наблюдалось роста уровня ТТГ, а напротив, имелась тенденция к его снижению на 6,8% (р 0,05), в то же время возросла концентрация свободной фракции Т4 на 12,2%, однако различия статистически незначимы (р 0,05). Таким образом, воздействие физической нагрузки привело к разнонаправленным сдвигам в содержании гормонов гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы в исследуемых спортивных группах. Однако следует отметить наличие общей закономерности: во всех группах отмечалось либо достоверно значимое снижение концентрации обеих фракций ТЗ, либо имелась тенденция к их уменьшению, что свидетельствует об активном поглощении трийодтиронина тканями во время физической нагрузки.
Обращает на себя внимание наибольшая реактивность гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы в группах тренирующихся на выносливость и экстремальных видов спорта, в то время как у тяжелоатлетов выявлена сравнительно низкая ее функциональная подвижность (наблюдались минимальные изменения в тиреоидном статусе под действием нагрузки). В связи с этим отметим, что у представителей игровых видов спорта отсутствие роста концентрации ТТГ и, более того, тенденция к его снижению на фоне существенного уменьшения содержания ТЗ в крови, свидетельствует, вероятно, о временном подавлении или запаздывании реагирования гипоталамо-гипофизарных структур в отношении синтеза и секреции ТТГ в ответ на физическую нагрузку.
Поскольку важную роль в обеспечении реакции организма на физическую нагрузку играет гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, было изучено содержание основного гормона этой эндокринной оси - кортизола в покое и после нагрузочного тестирования.
![Роль функциональной асимметрии мозга и дельтарана в адаптационных реакциях организма в условиях нарушения мозгового кровообращения [Электронный ресурс]](/i/i/4589/211588.png "Роль функциональной асимметрии мозга и дельтарана в адаптационных реакциях организма в условиях нарушения мозгового кровообращения [Электронный ресурс] Кайгородов Сергей Петрович")
