Биологические науки / 8.Физиология человека и животных.

Влияние интенсивных физических нагрузок на эндокринные и иммунологические показатели организма

Асп. А. С. Коробейников, докт. биол. наук, проф. И. А. Иванюра, асп. Н. С. Шестопалова, асп. Т. С. Ермакова

Луганский национальный университет им. Тараса Шевченко

Современный тренировочный процесс характеризуется постоянно растущими требованиями к организму спортсменов, что неизбежно приводит к перенапряжению систем организма. Пиковые физические нагрузки могут приводить к срыву адаптации и развитию синдрома перетренированности, заключающегося в изменениях работы эндокринной системы, повреждении мышечной ткани, ухудшении дыхательной и сердечной интенсивности и других признаках интоксикации [1,2]. Для контроля интенсивности физических нагрузок использовали показатели сердечнососудистой системы, в частности частоту сердечных сокращений (ЧСС) и величину максимального потребления кислорода (МПК) [9]. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по ЧСС лежит прямая связь между ними: чем больше аэробная циклическая нагрузка, тем выше ЧСС [5]. Один из методов диагностирования перетренированности является расчет индекса анаболизма (ИА), представляющий собой отношение концентрации тестостерона к концентрации кортизола в сыворотке крови. Низкие значения ИА рассматриваются как признак перетренированности [3,4].

Целью работы было изучение характера влияния пиковых физических нагрузок разной интенсивности на показатели эндокринной системы, иммунологических нарушений и уровень глюкозы в крови спортсменов.

Нами было обследовано 30 мужчин спортсменов в период тренировок подготовительного периода тренировочного цикла (основная группа) и 12 практически здоровых мужчин того же возраста, не занимающихся спортом (контрольная группа). Средний возраст испытуемых составлял 18,5±2,1 года. В исследовании принимали участие студенты института физической культуры Луганского национального университета им. Тараса Шевченко. Спортсмены были представителями скоростно-силовых видов спорта.

Кровь для исследования брали утром натощак из вены локтевого сгиба. Венозная кровь отбиралась по всем правилам забора биоматериала в вакутейнеры, центрифугировалась. Уровень общего тестостерона мы определяли на автоматическом электрохемилюминесцентном анализаторе Elecsys 2010 производства Roche Diagnostics (Швейцария) на диагностических системах производства Roche Diagnostics (Германия). Определение концентрации кортизола, лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и адренокортикотропного гормона (АКТГ) проводилось на анализаторе Immulite 2000 (Siemens Healthcare Diagnostics Inc., США). Уровень свободного тестостерона и иммуноглобулинов сыворотки крови классов G, M, A измеряли на полуавтоматическом микропланшетном иммуноферментном анализаторе LabLine-022 производства LabLine Diagnostics (Австрия) твердофазным иммуноферментным методом с использованием наборов ООО “Витротест” (Украина) и НПЛ “Гранум” (Украина) соответственно.

Для выявления перетренированности использовали индекс анаболизма (ИА), рассчитанный по отношению уровня тестостерона к уровню кортизола в крови и выраженный в процентах: ИА(%)=[Тестостерон]/[Кортизол]х100 [1]. Снижение величины ИА ниже 3% рассматривалось как состояние перетренированности.

Статистическую обработку данных выполняли с помощью программ Excel-97, Statistical for Windows с использованием t-критерия Стьюдента.

Оценка интенсивности физических нагрузок. Для разделения обследуемых на группы в зависимости от интенсивности физических нагрузок была использована методика расчета относительного рабочего прироста ЧСС, основанная на измерении ЧСС во время тренировок и в состоянии полного покоя [5], а так же показатели максимального потребления кислорода (МПК) [9].

По интенсивности тренировочных нагрузок испытуемые были разделены на две группы: с пиковой и средней интенсивностью.

Результатами наших исследований показано, что физические тренировочные нагрузки разной интенсивности в зависимости от степени тренированности организма спортсменов существенно влияют на средние величины концентраций в крови тестостерона, кортизола, а соответственно индекса анаболизма (табл. 1).

Таблица 1.

Средний уровень исследованных показателей в сыворотке крови у спортсменов при физических нагрузках разной интенсивности

Показатели	Группы с физическими нагрузками
	Пиковые (n=18)	Средние (n=12)	Контроль (n=12)
Кортизол, нМоль/л	743 ± 48.05^*	565 ± 37.27	565.25 ± 68.23
Тестостерон, нМоль/л	13.67 ± 1.63^*	21.37 ± 1.66^*	30.29 ± 3.6
Индекс Анаболизма, (%)	1.806 ± 0.18^*	3.78 ± 0.15^*	5.48 ± 0.5

Примечание: ^* - р<0.05, в сравнении с аналогичным показателем контрольной группы.

Уровень кортизола у спортсменов при пиковых физических нагрузках значительно превышает уровень такового у спортсменов с нагрузками средней интенсивности и контрольной группы. В то же время отмечается значительное статистически достоверное (р<0.05) снижение среднего уровня тестостерона и соответственно уменьшение индекса анаболизма (ИА) у спортсменов при пиковых физических нагрузках по сравнению с контрольной и группой средней интенсивности (табл.1). Многочисленные данные свидетельствуют о зависимости между тренированностью спортсменов и силой ответа нейроэндокринной системы. Доказано, что благодаря регулировке мощности, увеличению числа рецепторов в ткани мишени, а также улучшению чувствительности рецепторов наблюдается уменьшение отклика в концентрации гормонов на нагрузки [10, 11].

При анализе показателей концентраций кортизола и тестостерона у спортсменов выявлено, что с увеличением, интенсивности физических нагрузок, изменения уровней исследуемых гормонов и величин индекса анаболизма (ИА) заметно отличаются. Так, у большинства (60%) спортсменов первой группы, получавших пиковые физические нагрузки, ИА оказался статистически достоверно (р<0.05) меньше 3%, что рассматривается нами как признак перетренированности и свидетельствует о преобладании катаболических процессов над анаболическими. В контрольной группе столь низких значений ИА не найдено.

Во второй группе исследуемых спортсменов, подвергавшихся нагрузкам средней интенсивности, выявлено уменьшение случаев со значением ИА в диапазоне 3-5% и больше, тогда как в контрольной группе значения больше 5% зарегистрированы у большинства обследованных. Как видно из табл. 1. наиболее значительные вегетативные отклонения регистрировались у лиц подвергавшихся пиковым физическим нагрузкам. Литературные источники указывают на то, что нагрузки спорта высоких достижений вызывают как адаптивные, так и дезадаптивные изменения в организме [6]. Современный спорт связан часто с перетренированностью и развитием состояния, характеризующегося падением трудоспособности спортсменов, нарушением нейрогуморальной регуляции, изменениями в работе коры надпочечников и гипофиза, показателями поражения мышц, снижением запаса гликогена в мышцах, ухудшением аэробной, дыхательной и сердечной эффективности, снижением психологического тонуса, подверженности различным заболеваниям [7]. Углубление и затягивание патологических эндокринных нарушений свидетельствует о переходе адаптивной реакции в повреждающую [8].

По результатам исследований известно, что у спортсменов в зависимости от индивидуальных особенностей уровни некоторых гормонов могут увеличиваться или уменьшаться, или оставаться без изменений при действии высокоинтенсивных физических нагрузок [12].

С целью более детального анализа было рассмотрено соотношение высоких и низких значений концентраций ЛГ, свободного тестостерона, ФСГ, АКТГ, глюкозы и lgG, lgM, lgA у спортсменов с различной интенсивностью физических нагрузок. Нами выявлено различие по соотношению высоких и низких значений показателей гормонов и иммуноглобулинов между лицами в зависимости от интенсивности физических нагрузок и индивидуальных особенностей организмов спортсменов. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Частота высоких и низких значений исследованных показателей у спортсменов с различной интенсивностью физических нагрузок (%)

Показатели	Градации концентрации	Группы с физическими нагрузками, %
		Пиковые (n=18)	Средние (n=12)	Контроль (n=12)
ЛГ, mlU/ml	<2	50	-	-
	>5	16.7	11.1	28.6
ФСГ, mlU/ml	<2	33.3	22.2	25
	>5	5.6	-	25
АКТГ, pg/ml	<10	23.5	33.3	12.5
	>20	52.9	33.3	37.5
Св. тестостерон, pg/ml	<10	50	28.6	28.6
	>20	11.1	-	28.6
Глюкоза, mmol/l	<4.11	38.9	12.5	12.5
	>5	38.9	50	25
IgG, g/l	<13	35.3	37.5	37.5
	>15	41.2	37.5	37.5
IgM, g/l	<1.5	35.3	25	50
	>1.5	64.7	75	50
IgA, g/l	<2	64.7	37.5	50
	>2	35.3	62.5	50

Показано, что 50% спортсменов, подвергающихся пиковым физическим нагрузкам, имеют патологически низкий уровень ЛГ (менее 2 у.е.), не наблюдающийся в группах со средней интенсивностью и контрольной. Снижение (ниже 2 mlU/ml) уровня ФСГ, зарегистрированное у большинства (33,3%) спортсменов, наиболее выраженное при пиковых физических нагрузках, тогда как в контрольной группе уровень ниже 2 у.е. встречается значительно реже (25%). Очевидно, перегрузки, возникающие в результате интенсивных физических нагрузок вызывают нарушение уровня тестостерона, а соответственно и ФСГ. Это хорошо иллюстрирует концентрация общего и свободного тестостерона, низкий уровень последнего имеют 50% спортсменов первой группы по сравнению с группами, где нагрузки были средней интенсивности и контрольной (28.6%).

Интенсивная спортивная деятельность (пиковые физические нагрузки) сопровождается воздействием на организм как физиологических, так психологических стрессоров, что сказывается на скорости изменения физиологических и психических функций в организме спортсмена. В результате проведенных исследований установлено, что высокий уровень АКТГ соответствует хроническому и спортивному (физиологическому и психическому) стрессу. Так, увеличение концентрации зарегистрировано нами для АКТГ, высокий уровень которого выявлен у спортсменов первой группы в 52,9% случаев по сравнению с 37,5% в контрольной группе. Известно, что АКТГ стимулирует в основном синтез кортизола и других глюкокортикоидов [13], высвобождение инсулина из b-клеток поджелудочной железы, вызывая гипогликемию. Нами выявлено, что пиковые физические нагрузки вызывают гипогликемию. Так, низкий уровень глюкозы у спортсменов первой группы наблюдается в три раза чаше, чем у спортсменов второй группы и контрольной (табл. 2).

В литературе имеются данные об иммуносупрессивном эффекте физических нагрузок у спортсменов [3,4]. Показано угнетение системы врожденного иммунитета, которая важна для быстрой защиты организма в условиях перенапряжения. Однако, в целом влияние интенсивных нагрузок недостаточно полно изучено с точки зрения их влияния на иммунологические функции.

В испытуемых, получающих пиковые физические нагрузки, нами выявлено увеличение (64,7%) случаев снижения концентрации IgA с одновременным понижением (35,3%) случаев повышения таковой для IgM по сравнению с контрольной группой. У спортсменов получающих средние физические нагрузки отмечено увеличение частоты встречаемости высоких концентраций IgM и IgA относительно лиц контрольной группы. Для IgG отличий не выявлено.

Таким образом, в ходе данного исследования у спортсменов проведено изучение интенсивности получаемых в ходе тренировочного процесса физических нагрузок, исследован эндокринный и иммунный статус. На основании полученных результатов рассчитывался индекс анаболизма, как критерий перетренированности. У спортсменов, подвергающихся физическим нагрузкам высокой интенсивности, диагностировано состояние перетренированности. Установлена взаимосвязь между интенсивностью физических нагрузок, состоянием перетренированности и показателями гормонального и иммунного гомеостаза.

При пиковых физических нагрузках выявлены случаи очень низких значений концентрации исследуемых гормонов, не присущим нетренированным лицам и спортсменам, получающим нагрузки среднего уровня. С увеличением интенсивности физических нагрузок, регистрировалось увеличение числа случаев гипогликемии у обследуемых. Так, очень низкие значения концентрации глюкозы наблюдались у спортсменов с перетренированностью в три раза чаще, чем в контрольной группе и при нагрузках средней интенсивности.

Литература

1. Костина Л. В. Особенности адаптации нейроэндокринной системы у спортсменов высокой квалификации при подготовке к ответственным стартам / Л.В. Костина, Н.С. Дудов, Т.А. Осипова [и др.] // Вестник спортивной медицины России. - 1999. - Т. 24, № 3. - С. 33.

2. Лебедев, К.А. Иммунная недостаточность / К.А. Лебедев, И. Д. Понякина. - М. : Медицинская книга ; Ниж. Новгород : Изд-во Нижегородской гос. мед. академии, 2003. - 443 с.

3. Трухина Л.В. Состояние функции щитовидной железы у спортсменов / Л. В. Трухина, Т.Л. Павлова, Л.В. Костина Л.В. [и др.] // Вестник спортивной медицины России. - 1999. - Т. 24, № 3. - С. 56.

4. Уилмор, Дж. Х. Физиология спорта и двигательной активности : пер. с англ. / Дж.Х. Уилмор, Д.Л. Костил. - Киев : Олимпийская литература, 1997. - 504 с.

5. Спортивная физиология: Учеб. для ин-тов физ. культ. / Под ред. Я. М. Коца. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 240 с., ил.

6. Бельский И. В. Основы специальной силовой подготовки высококвалифицированных спортсменов в тяжёлоатлетических видах спорта / И. В. Бельский. – Минск: Технопринт, 2000. – 19 с.

7. Рыбаков В. В. Влияние тренировочных программ годичного макроцикла на состояние иммунитета и уровень заболеваемости квалифицированных лыжников-гонщиков / В. В. Рыбаков, Л. М. Куликов // Теория и практика физической культуры. – 1995. - № 10. - С. 37-45.

8. Суздальницкий, Р. С. Новые подходы к пониманию спортивных стрессорных иммунодефицитов / Р. С. Суздальницкий, В. А. Левандо // Теория и практика физической культуры. - 2003. - № 1. - С. 18-22.

9. Романенко В. А. Диагностика двигательных способностей. Учебное пособие. - Донецк: Изд-во ДонНУ, 2005. - 290 с.

10. Galbo H. Hormonal and metabolic adaptation to exercise. Sports Med 1984;5(5):219-27.

11. Hackney AC, Dobridge J. Exercise and male hypogonadism: testosterone, the hypothalamic-pituitary-testicular axis, and physical exercise In: Winters S, editor. Male hypogonadism: basic, clinical, and therapeutic principles. Totowa: Humana Press; 2003. p. 305-30.

12. Hackney AC. Stress and the neuroendocrine system: the role of exercise as a stressor and modifier of stress. Expert Rev Endocrinol Metab. 2006;1(6):783-92.

13. Агаджанян Н. А., Тель Л. З., Циркин В. И., Чеснокова С. А.. Физиология человека. Санкт — Петербург: Сотис, 1998 . с. 153—154