Изменения концентрации соматотропного гормона, индуцированные силовыми упражнениями

За последние 15 лет стало очевидным, что изменения содержания СТГ в крови определяются особенностями программы занятий физическими упражнениями. Чтобы разобраться в комбинации факторов, которые могут опосредовать такой дифференцированный ответ на множество разнообразных тренировочных программ, применяемых в силовой тренировке, необходимо рассмотреть некоторые из ключевых параметров, определение которых происходит при выборе элементов программирования в ходе разработки тренировочной программы (Fleck, Kraemer, 2004). Очевидно также, что взаимодействие различных параметров тренировочного занятия может играть важную роль в определении величины изменений уровня СТГ. К числу ключевых внешних факторов, стимулирующих возрастание концентрации СТГ в системе кровообращения, относятся:

• объем вовлеченных в выполнение работы мышц;

• величина нагрузки (отягощений), используемой при выполнении упражнений;

• объем физической нагрузки;

• продолжительность интервалов отдыха между этапами выполнения упражнений.

Активация достаточного количества мышечной ткани имеет критическое значение для увеличения концентрации СТГ в плазме крови. Объем мышц, вовлекаемых в выполнение работы, зависит от используемой нагрузки, общего объема выполненной работы и типа упражнений (например, упражнения для небольших мышечных групп по сравнению с упражнениями для крупных мышечных групп). Первые данные, подтверждающие эти представления, были получены Ванхелдером (Vanhcldcr et al., 1984). По результатам этого исследования, уровень СТГ существенно возрастал по сравнению с состоянием покоя после выполнения 7 подходов приседаний с нагрузкой 85 % 7ПМ. В то же время при снижении величины отягощения до 28 % 7ПМ, при равных по продолжительности интервалов для отдыха и количестве общей выполняемой работы, никаких изменений уровня СТГ в крови не наблюдалось. На основании “принципа размера” для преодоления сопротивления, равного 28 %, нагрузки необходимо меньшее количество двигательных единиц, чем для 85 %. Таким образом, активация достаточного объема мышечной ткани является одним из определяющих элементов тренировочного воздействия, вызывающего существенное повышение концентрации СТГ.

Объем физической нагрузки или общее количество выполняемой работы также играют роль в определении величины ответной реакции. При условии постоянства прочих элементов программирования — сила упражнений, последовательности их выполнения, продолжительности интервалов отдыха и величины отягощений — и увеличения только количества подходов, а следовательно, и объема выполняемой работы, наблюдали возрастание величины ответной секреции СТГ. Этот эффект был продемонстрирован для мужчин и женщин с использованием комплексной программы силовых упражнений для мышц всего тела с величиной отягощений, равной 10 ПМ (Mulligan et al., 1996; Gotshalk ct al., 1997). Кроме того, более высокий уровень силовой физической подготовленности может позволить занимающемуся выполнить больший объем физической работы, что также может способствовать достижению более значительного увеличения секреции СТГ (Ahtiainen et al., 2003). О пороговых количествах физической работы, необходимых для стимуляции увеличения СТГ в крови, известно мало, однако весьма вероятно, что этот параметр должен находиться в определенной связи с другими элементами программирования (продолжительность интервалов отдыха, количество вовлеченной в работу мышечной ткани, используемая масса отягощений).

В целом комплексный эффект различных вариантов сочетания элементов программирования (выбор упражнений (например, для крупных и небольших мышечных групп), последовательность выполнения упражнений (например, вначале для крупных или для небольших мышечных групп), продолжительность интервалов отдыха (короткие или продолжительные), величина используемых отягощений (например, 5 ПМ или 10 ПM) и количество подходов или общий объем выполняемой работы | малый или большой |) при планировании занятий силовыми упражнениями может выражаться в различной ответной реакции в смысле увеличения уровня СТГ. Несмотря на большое количество возможных комбинаций, предварительные исследования показали, что при сравнении программ занятий с использованием комплекса упражнений для мышц всего тела можно выделить три фактора, которые оказывают наиболее заметное влияние на изменения уровня СТГ у мужчин и женщин, а именно: сочетание большого объема выполненной работы, короткая продолжительность интервалов для отдыха (1 мин между этапами выполнения упражнений) и использование средней величины отягощений 10 ПM (Kraemer et al., 1990, 1993).

Поскольку при проведении тренировочных занятий применяется широкий спектр различных сочетаний элементов программирования, ответное возрастание уровня СТГ зависит от выбора параметров занятий. Складывается впечатление, что и силовой тренировке должны существовать некоторые основные принципы формирования тренировочного стимула. Наиболее ошеломляющим открытием, имеющим отношение к переменным элементам программирования и СТГ, стало влияние, которое они оказывают на кислотно-щелочной баланс, играющий главную роль в стимуляции секреции СТГ в кровеносную систему. Каждым из четырех упомянутых выше факторов можно манипулировать для оказания воздействия на метаболические процессы, сопровождающиеся ограниченным или, наоборот, повышенным накоплением ионов водорода и снижением pH крови, которое в свою очередь ответственно почти за половину суммарного изменения выработки СТГ. Таким образом, сдвиг кислотно-щелочного баланса (а именно, увеличение гидролиза АТФ, снижение pH, возрастание концентрации ионов водорода) становится главным фактором, определяющим содержание изоформы СТГ с мол. массой 22 кДа в крови (Gordon et al.,1994). Показано, что сокращение продолжительности интервалов для отдыха между подходами при выполнении физических упражнений приводит к наиболее заметному увеличению лактатного ответа при выполнении силовых упражнений (Kraemer et al., 1990, 1993). Вместе с тем сокращение интервалов отдыха будет также влиять на массу отягощений, которую сможет поднять занимающийся (Kraemer et al., 1987), следовательно, имеет место критическая модуляция массы используемого отягощения, а также объема ткани, вовлекаемой в выполнение работы, которые определяют ответное увеличение СТГ. Однако Така рада (Takarada et al., 2000) показал, что окклюзия (нарушение кровообращения) руки может существенно влиять на уровень СТГ, заметно увеличивая концентрацию гормона при относительно низкой интенсивности (20 % от 1 ПМ), в то время как без окклюзии никаких изменений уровня гормона не наблюдалось. Можно предположить, что в регуляции секреции изоформы СТГ с мол. массой 22 кДа гипоксия и нарушение кислотно-щелочного баланса играют основную роль (Sutton et al., 1983). Тренировочные занятия силовой направленности с короткими интервалами для отдыха (1 мин между подходами и упражнениями), средним уровнем интенсивности (нагрузка в диапазоне 8—10 ПМ) и комплексом из 8 —10 упражнений для мышц всего тела могут вызывать такой физиологический ответ и приводить к выраженному изменению уровня СТГ в крови).

Основная масса исследований по данному вопросу была посвящена изучению срочных изменений содержания СТГ в период восстановления (обычно не более 2 ч после завершения занятия). Вклад волнообразного характера секреции в различное время суток и роль СТГ п различные фазы периода восстановления после физической нагрузки силовой направленности еще предстоит оценить. МакМюррей (McMurray et al., 1995) представил результаты исследований изменений типичного профиля секреции СТГ в ночное время после занятий физическими упражнениями силовой направленности. Программа занятия включала выполнение 3 подходов с нагрузкой 6—8 ПМ для 6 различных упражнений (всего 18 подходов). Образцы крови для анализа отбирали в промежуток времени с 21.00 до 07.00. Исследователи не обнаружили никакого влияния занятий силовыми упражнениями на характер секреции СТГ в ночное время. Однако Ниндп (Nindl et al., 2001) исследовал профиль секреции СТГ на протяжении более длительного времени. Интенсивное занятие силовой тренировки начиналось в 15.00, включало значительный объем тренировочной нагрузки — всего 50 подходов упражнений, предусматривавших использование крупных мышечных групп. Кровь отбирали каждые 10 мин с 17.00 до 6.00 в контроле и после силовой тренировки. Данные этого исследования показывают, что интенсивное занятие силовыми упражнениями во второй половине дня приводит к снижению амплитуды максимального ночного выброса СТГ. Вместе с тем среднее содержание гормона роста в крови существенным изменениям не подвергалось. Это объяснялось тем, что интенсивные занятия силовыми упражнениями оказывали дифференциальное влияние на характер секреции СТГ в ночное время: концентрация СТГ в первой половине ночи была несколько ниже по сравнению с контролем, а во второй половине ночи этот показатель был выше, чем в контрольной группе. Средние значения максимальной концентрации СТГ и амплитуды секреторных выбросов гормона были ниже после занятий физическими упражнениями.

Было предложено несколько возможных объяснений полученных результатов, которые основаны на предположении о возрастании секреции соматостатина после занятий физическими упражнениями. Хотя соматостатин ингибирует секрецию СТГ, он не оказывает негативного воздействия на биосинтез гормона. Это очень важно, поскольку позволяет объяснить быстрое восстановление секреции СТГ после удаления соматостатина. Снижение амплитуды ночных пиков в группе лиц, занимавшихся силовой тренировкой, по сравнению с контрольной группой наблюдалось в период с 23.00 до 03.00 с 03.00 до 06.00 амплитуда выбросов СТГ была выше в экспериментальной группе. Несмотря на отсутствие существенных отличий между средними значениями концентрации СТГ в контрольной и экспериментальной группах, занятия физическими упражнениями в дневное время влияют на временной характер секреции СТГ. С механистической точки зрения интенсивная силовая тренировка может сопровождаться повышением интенсивности секреции соматостатина в период с 23.00 до 03.00. В это время происходит некоторое подавление секреции СТГ, при этом биосинтез гормона никаким воздействиям не подвергается. Около 03 — 00 происходит снижение интенсивности секреции соматостатина и увеличение выделения СТГ, синтез и накопление которого происходили в то время, когда секреция была подавлена. В ходе этих исследований было также показано, что ИФР-1 в данном случае, вероятнее всего, не принимает участия в регуляции секреции СТГ клетками гипофиза, поскольку существенных отличий в концентрации ИФР-1 в крови в контрольных и экспериментальных образцах не выявлено. Вполне вероятно также, что наблюдавшиеся изменения в характере секреции СТГ могут быть обусловлены рядом других метаболических и гормональных сигналов, например изменениями секреции соматолиберина, гексапептидов или грелина.

Возраст и гормон роста