Влияние интенсивности и продолжительности двигательной активности, а также интервалов отдыха на изменения уровня тестостерона в процессе силовой тренировки

При выполнении циклических упражнений было обнаружено, что уровень интенсивности существенно влияет на изменения уровня ряда гормонов. Физические упражнения с интенсивностью выше определенного порога вызывают гормональный ответ. Порог интенсивности физических упражнений для катехоламинов (Lehmann et al., 1991), АКТГ (Rakhila et al., 1988), кортизола (Port, 1981), β-эндорфина (Rakhila ct al., 1988) и соматотропного гормона (Chwablinska-Moncta ct al., 1996) близок к анаэробному порогу. У мужчин, выполнявших тест с увеличением нагрузки на велоэргометре, можно было зафиксировать величину интенсивности упражнений, при достижении которой наблюдалось повышение уровня тестостерона (Jezova ct al., 1985). Аналогичные данные были получены в экспериментах Галбо (Galbo ct al., 1977). В то же время результаты ряда других исследований не позволяли сделать вывод о существовании четкой зависимости гормонального ответа от интенсивности упражнений.

Принимая во внимание значение “силы” центральной двигательной команды, большинство упражнений для тренировки силы и мощности должны иметь интенсивность достаточную, чтобы вызвать довольно сильную центральную двигательную команду, чтобы инициировать гормональный ответ. Тем не менее быстрое однократное применение мышечной силы или мощности, как правило, не вызывает гормонального ответа. По-видимому, имеет значение также продолжительность развиваемого усилия или количество повторений. Было проведено сопоставление воздействия педалирования на велоэргометре при нагрузках 100 %, 73 %, 55 % или 36 % мощности мышц ног (Kraemer W.J. ct al., 1989, 1991b). Максимальная продолжительность педалирования составляла 6 с при нагрузке 100 %. 10 с — при нагрузке 73 %, 47 с — при нагрузке 55 % и 3 мин 31 с — при нагрузке 36 %. В случае наибольшей интенсивности упражнений их продолжительность 6 с была достаточной, чтобы вызвать увеличение норадреналина в сыворотке крови, но недостаточной для изменения его уровня иликортизола. Эти результаты доказывают, что при выполнении упражнении с большой развиваемой мощностью инициация гормональных ответов зависит от комбинированного действия уровня развиваемой мощности и продолжительности выполнения упражнения.

Динамика изменений тестостерона. Скорость фактического возникновения гормонального ответа определяется: а) скоростью передачи стимулирующего секрецию сигнала к эндокринной железе (максимальная скорость наблюдается при нервной активации мозгового слоя надпочечников, относительно высокая скорость передачи сигнала — при активации аденогипофиза гипоталамическими нейрогормонами); 6) возможностью непосредственной секреции уже синтезированного гормона (как в случае катехоламинов, связанных в цитоплазматических гранулах клеток мозгового слоя надпочечников); в) скоростью биосинтеза гормонов в количестве, необходимом для повышения их уровня в крови во время двигательной активности и его поддержания до окончания занятия. Динамика выработки тестостерона в условиях занятий физическими упражнениями до сих пор остается не исследованной. Сообщается, что через 2 ч после однократного введения мужчинам хорионического гонадотропина человека повышался уровень тестостерона в крови, сохранявшийся продолжительное время (Padron ct al., 1980). Эти результаты свидетельствуют о том, что скорость секреторного ответа тестостерона определяется скоростью синтеза этого гормона. Очевидно, следует предположить, что усиление секреции тестостерона не может произойти быстро. Вариабельность изменений его уровня при выполнении упражнений небольшой продолжительности скорее отражает нормальные флуктуации базального уровня тестостерона, чем действительный секреторный ответ.

Физические упражнения высокой интенсивности (последовательные прыжки вверх, выполняемые с максимальной скоростью на протяжении 1 мин) вызывают увеличение концентрации гипофизарных и гипоталамических гормонов на 20—36 %, при этом не обнаруживается никаких изменений концентрации соматотронного гормона, пролактина и инсулиноподобного фактора роста. Уровень общего и свободного тестостерона и кортизола изменялся всего на 12— 14 % (Bosco ct al., 1996а). Величина изменений тестостерона и кортизола при непродолжительных высокоинтенсивных циклических упражнениях была сопоставима со снижением объема плазмы (Sejersted et al., 1986). Таким образом, наблюдаемые изменения уровня тестостерона и кортизола, очевидно, обусловлены гемоконцентрацией. Галбо рассматривал увеличение концентрации тестостерона на 13 % при выполнении упражнений с возрастающей нагрузкой как проявление уменьшения объема плазмы (Galbo et al., 1977). Кремер также указывал на возможность того, что во время выполнения силовых упражнении со средним уровнем интенсивности повышенный уровень тестостерона может быть обусловлен изменениями объема плазмы (Кгаешег W.J., et al., 1992). Уилкерсон провел одновременную оценку изменений объема плазмы и концентрации тестостерона во время выполнения циклических упражнений (Wilkerson et al., 1980). В результате этого исследования было сделано заключение о том, что причиной умеренного повышения уровня тестостерона после 20-минутного выполнения упражнений в стационарном режиме было снижение объема плазмы, но не повышение уровня секреции тестостерона. Дополнительной причиной увеличения уровня тестостерона в крови без увеличения секреции является снижение скорости метаболического клиренса тестостерона во время двигательной активности (Sutton et al., 1978).

В соответствии с этими данными фактическое увеличение секреции тестостерона при выполнении физических упражнений должно происходить с определенной задержкой. Тем не менее одной из групп исследователей удалось обнаружить достоверное увеличение уровня тестостерона (на 28 %) после тестирования на велоэргометре продолжительностью 4,5 мин при высоком уровне интенсивности (5 Вт на 1 кг массы тела) (Jezova et al., 1985). Очевидно, что данные о влиянии физических упражнений на секрецию тестостерона достаточно противоречивы, включая возможность изменения динамики секреции гормона.

Результаты Ахтиайнена показывают, что после двух подходов жима ногами с нагрузкой, равной 12-повторному максимуму (12ПМ) с интервалом для отдыха между подходами 2 мин, концентрации свободного и общего тестостерона достоверно превышают исходный уровень (Ahtiainen et al., 2003). Повышенный уровень гормона сохраняется до окончания занятия, кроме того, наблюдается дальнейшее увеличение уровня свободного гормона. Поскольку объем плазмы крови во время занятия снижался на 11,8 % в случае максимального количества повторений и на 14,4 % — в случае принудительного выполнения повторений, величина изменений свободного тестостерона превышает эффект гемоконцентрации после первых двух подходов, а общего тестостерона после 6—8 подходов. В другой работе этой же группы исследователей показано, что четыре подхода приседаний с нагрузкой 10 ПМ (интервал для отдыха 90 с) приводят к повышению концентрации свободного и общего тестостерона, а также АКТГ, кортизола и лактата (Кгаешег WJ. et al., 1998а). Вместе с тем и здесь существует вклад эффекта гемоконцентрации. Кроме того, следует иметь в виду, что изменения уровня тестостерона в крови не являются прямым отражением изменения уровня секреции. Обнаруженные изменения концентрации имеют важное значение, поскольку метаболическое воздействие гормонов обусловлено именно изменением их содержания в межклеточной жидкости. Продолжительное воздействие гормонов поддерживается только при определенном уровне гормонов в биологических жидкостях организма.

Значение интенсивности и продолжительности силовых упражнений. После занятия силовыми упражнениями часто наблюдается повышенный уровень тестостерона. Такие результаты были получены в процессе исследования влияния занятий продолжительностью около 30 мин (Jurimae et al., 1990) либо после выполнения 3—5 подходов 4 упражнений с нагрузкой 5 ПМ и интервалом отдыха 3 мин или после 3 подходов с нагрузкой 10 ПМ и интервалом отдыха 1 мин (Kraemer W.J. et al., 1990, 1991а). В то же время были получены и другие данные: выполнение 6 серий по 8 повторений жима грудью лежа на скамье при нагрузке 70 % максимальной общей продолжительностью 24 мин не вызывали существенного увеличения уровня тестостерона. Изменений содержания тестостерона в плазме не наблюдалось также и в случае, когда занятие завершалось выполнением максимального количества последовательных повторений жима грудью (Guezennec et al., 1986).

При использовании двух различных программ занятий (с нагрузкой 10 ПМ и 5 ПМ) изменения уровня тестостерона в крови были более существенными после выполнения четырех упражнений с нагрузкой 10 ПМ (меньшая масса отягощений, больший объем выполненной работы) по сравнению с аналогичным занятием с нагрузкой 5 ПМ (большая масса отягощений, меньший объем выполненной работы). При выполнении 8 упражнений никаких различий в величине изменений уровня тестостерона между двумя типами занятий не обнаружено (Kraemer W.J. et al., 1991a). Концентрация тестостерона возрастала незначительно (на 7 %) или не изменялась при выполнении 5 подходов жима грудью лежа на спине с нагрузкой 10 ПМ, однако повышалась гораздо сильнее (на 15 %) после выполнения 15 подходов по 10 повторений приседаний с нагрузкой 30 % 1 ПМ (Volvek et al., 1997а). Значение объема тренировочной нагрузки было подтверждено в дальнейшем другой группой исследователей: после интенсивного занятия силовыми упражнениями, включавшего 3 подхода, рост уровня тестостерона был более заметным по сравнению с занятием, включавшим только 1 повтор (Gotschalk et al., 1997). Известно также, что увеличение общего объема тренировочной нагрузки стимулировало более значительные изменения содержания тестостерона в крови, несмотря на необходимость снижения интенсивности упражнений (Hakkinen, Pakarinen, 1993).

Кроме приведенных параметров занятий, заметное влияние на гормональный ответ оказывает продолжительность интервалов для отдыха, которая вне всяких сомнений влияла на результаты упомянутых выше исследований группы Кремера (Kraemer et al., 1990, 1991а). После интенсивного кругового занятия силовыми упражнениями продолжительностью 30 мин (соотношение работа/отдых 30 с; 30 с при нагрузке 70 % 1 ПМ) у студентов университета мужского пола наблюдалось повышение концентрации тестостерона на 24 % по сравнению с исходным уровнем (Jurimae et al., 1990).

В заключение было подтверждено, что гормональный ответ на занятия силовыми упражнениями зависит от объема участвующих в выполнении работы мышц, интенсивности тренировочного занятия, продолжительности отдыха в промежутках между подходами и упражнениями, а также предшествующего опыта занятий (Fleck, Kraemer, 1997). Как концентрические, так и эксцентрические упражнения способны повышать содержание тестостерона в крови (Durand et al., 2003).

Проведено сравнение изменений уровня тестостерона у группы мужчин во время и после выполнения силовых упражнений и упражнений на выносливость (Jensen et al., 1991). Среднее повышение концентрации тестостерона составило 27 % в случае выполнения упражнений на выносливость и 37 % — для силовых упражнений. Различия между изменениями тестостерона во время этих замятий были не достоверными. Вместе с тем обнаружены значительные различия между изменениями уровня тестостерона на индивидуальном уровне. Для отдельных занимающихся показан высокий уровень корреляции (г = 0,98) между повышением уровня тестостерона после выполнения силовых упражнений и упражнений на выносливость. Авторы высказали предположение о том, что индивидуальные различия в величине изменений уровня тестостерона могут иметь значение для адаптации организма к физической нагрузке.

Тренировка мощности. Большое количество повторений при низкой развиваемой мощности у культуристов приводит к понижению уровня тестостерона и повышению уровня соматотропного гормона (СТГ), в то время как у тяжелоатлетов большое количество повторений вызывает рост содержания тестостерона без изменений СТГ. В случае, если развиваемая мощность приближается к максимальной, а прикладываемая сила возрастает параллельно со снижением количества серий, у тяжелоатлетов не обнаруживается никаких изменений содержания гормонов. Спринтеры выполняют упражнения при максимальной мощности, развивая усилие, равное 60 % максимального. Несмотря на сравнительно небольшое количество серий, общий объем тренировочной нагрузки в этом случае, очевидно, достаточно большой. У мужчин концентрация тестостерона в крови уменьшалась вместе с подобными изменениями уровня ЛГ и кортизола. Можно предположить, что такой противоположный характер гормонального ответа был обусловлен явно выраженным утомлением, развивавшимся во время занятия. Такая возможность подтверждается существенным уменьшением средней мощности при выполнении полных приседаний и возрастанием общей биоэлектрической активности сокращающихся мышц при выполнении полных приседаний (Bosco et al., 2000).