Изменения в эндокринной системе во время соревнований в видах спорта, требующих силы и мощности

Во время спортивных состязаний в видах спорта, требующих силы и мощности (включая и спринтерские гонки), потребности в энергетических субстратах обычно не являются лимитирующим фактором. Однако в соревнованиях, где от спортсмена требуется периодическая высокоинтенсивная двигательная активность, гормональные реакции и регулирующие их стимулы могут отличаться от наблюдаемых во время состязаний, где спортсмен подвергается более монотонной нагрузке (например, бег на 100 м). Во время таких соревнований реакция эндокринной системы может отражать как психологическую подготовку к состязаниям, так и особенности физиологической нагрузки на организм, связанной с участием в состязаниях.

Сообщается, что у спортсменов, принимающих участие в соревнованиях по метанию, например метанию молота или диска, происходит также предварительное повышение уровня гормонов гипофиза или надпочечников (β-эндорфина, адренокортикотропного гормона и кортизола), при этом других гормональных изменений в послесоревновательном периоде не наблюдается (Petraglia et al., 1988). Это неудивительно, учитывая небольшую продолжительность выступления, которая составляет всего несколько секунд. Во время таких соревнований, требующих создания кратковременного максимального усилия, предварительная гормональная реакция может иметь критическое значение для достижения оптимального уровня работоспособности. Как отмечалось ранее, повышение концентрации катехоламинов заметно влияет на показатели максимальной силы, а изменения уровня адреналина в крови коррелируют с кратковременными изменениями силы (Fry et al., 1994). Кроме того, усиление симпатической активности подавляет секрецию тестостерона (Jezova, Vigas, 1981). Это может иметь определенное значение, учитывая результаты последних исследований, показавших, что соотношение тестостерон/кортизол (соотношение Т/К) характеризуется значительной корреляцией (г = 0,92) с силовыми показателями элитных тяжелоатлетов-юниоров (Fry et al., 2000). Хотя эти исследователи не стали делать вывод о существовании причинно-следственной связи между этими параметрами на основании данных проделанного корреляционного анализа, предположения о важности тестостерона для силовых способностей высказывались в ряде других работ, посвященных исследованиям элитных тяжелоатлетов (Kraemer, 1992; Fry et al., 1993; Kraemer ct al., 1993). Роль тестостерона в выражении максимальной силы может быть обусловлена его влиянием на нервную систему и усилением скорости секреции соматотропного гормона и факторов роста (Kraemer, 1992). Однако эти достаточно отдаленные взаимодействия, которые могут иметь значение преимущественно во время подготовки и в фазе восстановления, вряд ли обладают какими-либо срочными эффектами во время соревнований.

Повышение уровня гипофизарных и надпочечниковых гормонов во время соревнований по спринтерскому бегу на 100 и 400 м свидетельствует о том, что первичным импульсом, стимулирующим секрецию этих гормонов, является психологическая подготовка к предстоящему состязанию. До и во время спринтерского забега на 100 м происходит существенное повышение уровня β-эндорфина, АКТГ и кортизола (Petraglia et al., 1988). Повышение концентрации АКТГ и кортизола является частью предшествующей соревнованиям реакции организма, а повышение уровня β-эндорфина может быть связано с уменьшением болевой чувствительности. Это позволяет объяснить, каким образом спортсмены, несмотря на мышечные боли и травмы, могут выступать, не снижая уровня своих показателей.

Во время более продолжительного спринтерского забега на 400 м наблюдается существенное повышение лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) с заметным снижением уровня общего и свободного тестостерона (Slowinska-Lisowka, Majda, 2002). После 24 ч отдыха концентрация тестостерона возвращалась к исходному уровню. Учитывая небольшую продолжительность состязания (у спортсменов в этом виде спорта 45 с), снижение концентрации тестостерона, наблюдаемое после забега, может отражать взаимодействия, связанные с предварительным гормональным ответом. Как обсуждалось ранее, повышение концентрации кортизола и тестостерона может предшествовать спортивному состязанию, в том числе и в видах спорта, связанных с двигательной активностью максимальной интенсивности. Однако предварительные изменения уровня тестостерона оказались не столь воспроизводимыми, как это было в случае других гормонов. Поскольку кортизол проявляет подавляющее действие на секрецию тестостерона (Cumming et al., 1983), вполне возможно, что снижение концентрации тестостерона, наблюдаемое непосредственно после забега, отражает результат воздействия гормонов, произошедшего до начала состязания. К сожалению, в данной работе не проводили количественной оценки кортизола, что делает это предположение полностью умозрительным. Тем не менее, восстановление исходного уровня общего и свободного тестостерона свидетельствует о нормальном функционировании системы восстановления.

Вследствие технических трудностей количество исследований гормонального ответа во время продолжительных соревнований в видах спорта, связанных с высокоинтенсивной двигательной активностью, например борцовских турниров или игр американского футбола. Во время состязаний борцов, в которых соперники противостоят до 7 мин, в условиях, которые могут включать ограниченное потребление жидкости и пищи, организм спортсмена подвергается психологическому и физиологическому стрессу. В ходе двухдневного исследования было выявлено, что повышение уровня кортизола предшествует каждой схватке (Passelergue, Lac, 1999). Концентрация кортизола продолжала повышаться (до 2,5 раза по сравнению с исходным уровнем) в течение всего состязания, однако в восстановительном периоде (через 1,5 ч) быстро снижалась до первоначального уровня. Концентрация тестостерона во время соревнования оставалась на исходном уровне, однако существенно повышалась в послесоревновательном периоде. Во время восстановительного периода отмечалось субъективное ощущение утомления и неспособности совершать значительные физические усилия. Однако в этот момент наблюдалось более высокое значение соотношения T/К, которое продолжало оставаться высоким в течение 5 суток после схватки. Эта анаболическая фаза, вероятнее всего, способствовала стимуляции восстановительных процессов в организме спортсмена, обеспечивая быстрое восстановление готовности к продолжению тренировочного процесса и дальнейшему участию в соревнованиях.

Проведены исследования борцов, принимавших участие в 5 схватках в течение двух дней (Kraemer et al., 2001). Авторы этой работы сообщают, что несмотря на недельный период снижения массы тела, после которого она уменьшалась на 6 %, у спортсменов до участия в первой схватке не наблюдалось никаких заметных отклонений уровня гормонов (адреналин, норадреналин, тестостерон и кортизол) от исходного уровня. В ходе этого исследования не было обнаружено никаких гормональных изменений, предшествующих первой схватке. Вместе с тем в конце каждого матча происходило повышение уровня катехоламинов, которое совпадало по времени с улучшением времени реакции. Повышение уровня катехоламинов, наблюдаемое в конце каждого матча, может отражать значительное возбуждение, которое вносит свой вклад в повышение физических показателей. Интересно, что изменения норадреналина во время турнира оказались более чувствительны к физической нагрузке по сравнению с адреналином. Это проявлялось в стабильном повышении концентрации норадреналина после каждой схватки, тогда как концентрация адреналина повышалась не всегда. Эти результаты могут свидетельствовать о возможной недостаточности функции надпочечников, которая может вносить свой вклад в уменьшение величины развиваемого усилия, которое наблюдали в данном исследовании.

Изменения уровня тестостерона и кортизола, о которых сообщается в работе Кремера с соавт. (Kraemer et al., 2001), отличаются по своему характеру от изменений этих гормонов, наблюдавшихся Пасселергом и Лаком (Passelergue, Lac, 1999). Вместе с тем следует принимать во внимание, что в первой работе анализ концентрации гормонов проводили в пробах плазмы, а во второй — в пробах слюны. Возможной причиной несоответствия данных оценки гормональной реакции организма может быть различное содержание гормонов в анализировавшихся образцах. Кремер наблюдал воспроизводимое снижение концентрации тестостерона на второй день турнира, при этом концентрация кортизола заметно повышалась только во время 1, 2 и 5-й схваток (Kraemer et al., 2001). Концентрация тестостерона в состоянии покоя в конце турнира снижалась ниже нормы и была близка к концентрациям гормона, наблюдаемым у бегунов на длинные дистанции, выполнявших тренировочную программу с большим объемом нагрузки (Wheeler et al., 1984), и у тяжелоатлетов, занимавшихся по программе продолжительностью 1 неделя, приводившей к состоянию перетренировки (Fry et al., 1993). Падение уровня тестостерона может также вносить свой вклад в снижение силовых показателей спортсменов и замедление скорости восстановления в период между схватками.

В видах спорта, требующих значительной агрессивности и высокоинтенсивной двигательной активности в течение более продолжительного времени (до 60 мин), например в американском футболе, существует вероятность большего снижения физических показателей, повреждения тканей и стресса. Исследованиям реакции эндокринной системы и изменений показателей физического состояния спортсменов, связанным с участием в соревнованиях по американскому футболу, посвящена всего одна работа (Hoffman et al., 2002). Концентрация кортизола перед игрой превышала его базовый уровень, измерявшийся за день до соревнований. Вместе с тем эти различия могут отражать естественные суточные колебания. Тем не менее, различие между концентрациями кортизола в состоянии покоя и перед началом игры у подающих (starters), составляющие 52 % (р > 0,05), может также свидетельствовать о потенциальной упреждающей реакции эндокринной системы. Во время игры концентрация кортизола проявляла тенденцию к снижению до исходного уровня, однако оставалась достоверно более высокой по сравнению с концентрацией гормона у запасных игроков, которые не принимали участия в игре и были контрольной группой. Поскольку у игроков и в контрольной группе уровень глюкозы во время игры оставался стабильным, существенные различия в концентрации кортизола, вероятно, обусловлены более значительным стрессом, от непосредственного участия в игре. Учитывая значительное повышение уровня маркеров повреждений мышечной ткани в результате участия в игре, повышение кортизола может быть связано с его противовоспалительными свойствами, проявляющимися в ответ на повреждение тканей.

Изменений концентрации тестостерона у игроков в американский футбол не выявлено ни перед началом, ни во время игры. Вместе с тем концентрация тестостерона была на уровне нижней границы нормы. Учитывая, что игра, во время которой проводились исследования, была последней в сезоне, снижение уровня тестостерона могло стать причиной подавления восстановительных механизмов в послесоревновательном периоде. Однако никаких исследований игроков после завершения игрового сезона не проводилось и любые заключения о влиянии снижения этого гормона на восстановление остаются на уровне гипотетических предположений.

В видах спорта, связанных с высокоинтенсивной двигательной активностью и ограниченным физическим контактом (например, в баскетболе), изменения концентрации гормонов, по-видимому, отражают физиологический стресс, обусловленный психологической подготовкой или метаболическими потребностями и в меньшей степени физиологический стресс, связанный с повреждением тканей организма. В ходе единственного известного нам исследования гормональных изменений у баскетболистов у 16 игроков двух мужских профессиональных европейских команд по баскетболу (по 8 чел. в каждой) собирали образцы слюны за 45 мин до и через 15 мин после игры (Gonzalez-Bono et al., 1999). Во время игры не было обнаружено заметных изменений концентрации тестостерона, тогда как уровень кортизола существенно повышался. Основной целью авторов этой работы было сравнение изменений функции эндокринной системы и эмоционального состояния у членов победившей и проигравшей команд. Повышение концентрации кортизола, наблюдаемое в конце игры, по-видимому отражает метаболический стресс, обусловленный высокоинтенсивной двигательной активностью продолжительностью 40 мин.

В большинстве работ, посвященных исследованию эффектов высокоинтенсивной двигательной активности спортивной направленности, основное внимание уделялось изменениям тестостерона и кортизола. Уровень кортизола под влиянием участия в спортивных состязаниях в большинстве случаев повышался, в то время как характер изменений уровня тестостерона оказался не столь однотипным. Физиологические функции кортизола (стимуляция глюконеогенеза, повышение концентрации глюкозы в крови, усиление липолиза и противовоспалительное действие) подтверждают данные этих исследований. Однако физиологическое значение тестостерона связано преимущественно с регуляцией восстановительных процессов, поэтому было бы целесообразнее проводить оценку тестостерона в течение нескольких часов или дней после спортивного соревнования. К сожалению, очень часто технические проблемы не дают возможности получения проб для анализа у спортсменов на протяжении нескольких дней после участия в соревнованиях.