Регулярные занятия аэробными упражнениями и секреция соматотропного гормона

Продолжительные тренировки аэробной выносливости ограничивают величину острых изменений концентрации СТГ в ответ на физические упражнения одинаковой интенсивности (Hartley et al., 1972; Weltman A. et al., 1997). У молодых мужчин подавление секреции СТГ, индуцированной физической нагрузкой, наблюдается уже через 3 недели тренировочных занятий (рис. 10.5) (Weltman A. et al., 1997).

Однако у лиц, занимавшихся аэробной тренировкой с интенсивностью, превышающей лактатный порог, отмечено повышение суммарной (на протяжении 24 ч) секреции СТГ, которое наблюдалось даже в дни, свободные от тренировочных занятий(Weltman A. et al., 1992).

Каким образом естественные возрастные изменения, половые особенности и повышенные отложения жировой ткани могут модулировать долговременные эффекты тренировки аэробной выносливости, пока не известно. В одном исследовании с участием пожилых мужчин в возрасте 50—78 лет не было обнаружено отличий в содержании в сыворотке крови ИФР-1 у лиц, занимавшихся марафонским бегом, и их сверстников, которые вели малоподвижный образ жизни (Deuschle et al., 1998). В другой работе не было обнаружено изменений суммарной суточной секреции СТГ у здоровых пожилых людей (возраст 59—79 лет) после года организованных занятий аэробными (4 раза в неделю) или силовыми упражнениями (3 раза в неделю) (Hartman et al., 2000). Причинами такого отсутствия выраженного ответа могут быть: а) недостаточный тренировочный стимул; б) незначительные изменения объема жировых отложений, в частности жировой ткани в области живота, количество которых негативно коррелирует с уровнем секреции СТГ и имеет тенденцию к возрастному увеличению; в) и/или естественное возрастное снижение чувствительности эндокринной системы СТГ-ИФР-1.

У женщин, страдающих ожирением, через 16 недель тренировки аэробной выносливости обнаружено достоверное тренировочное воздействие (например, увеличение V02peak), вместе с тем у них не отмечено изменений срочной секреции СТГ в ответ на физическую нагрузку одной интенсивности (рис. 10.7) (Kanaley et al., 1999). Однако после выполнения 4-месячной тренировочной программы у этих занимавшихся не обнаружено изменений массы и состава тела (по оценкам толщины жировых складок и биоэлектрического импеданса). Происходило ли в этой ситуации увеличение суммарной суточной секреции СТГ, неизвестно. Остается неясной взаимосвязь между срочными изменениями содержания СТГ в крови в ответ на физическую нагрузку и долговременными изменениями средней выработки гормона (в дни без тренировочных занятий) под воздействием продолжительных занятий физическими упражнениями.

Нейроэндокринный контроль секреции соматотропного гормона, индуцированной физической нагрузкой

Система нейроэндокринной регуляции секреции соматотропного гормона, индуцированной физической нагрузкой, чрезвычайно сложна, и многие ее элементы по-прежнему неизвестны (Giustina, Veldhuis, 1998; Wideman et al., 2000a). В предполагаемых регуляторных механизмах важное место занимают соматолиберии, соматостатин и грелин(Veldhuis, Bowers, 2003b).

К гипотетическим регуляторам можно отнести катехоламины, мукарииовые производные, опиатэргические пептиды, ГАМК и, возможно, аминокислоты, обладающие стимулирующим эффектом (Thompson et al., 1993; Giustina, Veldhuis 1998; Weltman A. et al., 2000a). Несмотря на чисто корреляционный характер этих данных, повышение концентрации норадреналина в плазме крови в ответ на физическую нагрузку происходит до повышения СТГ и пропорционально ему у молодых мужчин независимо от того, занимались ли они ранее физическими упражнениями (Weltman A. et al., 1997, 2000а). Эти данные согласуются, но не являются доказательством, с фактом существования центральной норадренергической (бета2-адренорецепторной) системы. Концентрация грелина в сыворотке крови у лиц, страдающих ожирением, ниже, чем у худых (Veldhuis, Bowers, 2003b) и не изменяется в течение 45 мин занятий физическими упражнениями и последующего периода восстановления продолжительностью до 3 ч (Dali et al., 2002).

К веществам, способным оказывать влияние на секрецию СТГ, относятся L-аргинин и соматотропии-рилизинг-пептид-2, которые индуцируют снижение уровня соматостатина и, соответственно, имитируют действие грелина. Соматотропин-рилизинг-пептид-2 также усиливает эффект соматолиберина и подавляет действие соматостатина (Bowers et al., 1994; Pihoker et al., 1995; Popovic et al., 1995; Giustina, Veldhuis, 1998; Bowers, Granda-Ayala, 1999; Mueller et al., 1999; Veldhuis, Bowers, 2003b). Чувствительность ко всем трем активным веществам отличается у лиц разного пола (Merimee et al., 1969; Benito et al., 1991; Bercu et al., 1991; Bowers, 1993; Penelva et al., 1993; Veldhuis, 1996a, 1998, 2003; Giustina, Veldhuis, 1998; Jaffc et al., 1998; Veldhuis et al., 2001; Veldhuis, Bowers, 2003a). В состоянии покоя базальный и стимулированный L-аргинином (но не сома-тотропии-рилизинг-пептидом-2) уровень секреции СТГ у женщин был выше, чем у мужчин (рис. 10.9) (Wideman et al., 2000b).

При выполнении физических упражнений до наступления утомления синергичность действия исследованных активных веществ в абсолютных значениях оказалась эквивалентной у мужчин и у женщин. Выполнение физических упражнений усиливало секрецию СТГ, стимулированную L-аргинином и соматотропин-рилизинг-пептидом-2 как по отдельности, так и вместе взятыми, и ответ, выраженный в абсолютных единицах, был сопоставимым для лиц разного пола(Wideman et al., 2000а).

Относительное увеличение концентрации СТГ (во сколько раз по сравнению с исходным уровнем) после применения комбинированного стимула у мужчин оказалось в два раза больше по сравнению с женщинами. Поскольку соматолиберин явно усиливает действие соматотропин-рилизинг-пептида-2 и L-аргинина, синергичное действие этих двух стимуляторов во время занятий физическими упражнениями является веским подтверждением вывода о том, что при выполнение физической работы до утомления приводит к секреции гипоталамусом соматолиберина. Этот вывод, однако, нуждается в дополнительной проверке с использованием селективных антагонистов рецептором соматолиберина.

Дополнительным подтверждением эффектов со-матотропин-рилизииг-пептида-2 и L-аргинина (Widеman et al., 2000a, 2000b) может быть оценка стимулированного секреторного выброса СТГ (Veldhuis et al., 1990). Однако действие соматолиберина, соматостатина и предположительно эндогенного грелина модулируется ингибирующим (p-адренергическим и а1-норадренергическим) и стимулирующим (холинергическим и опиатергическим) сигналами (Chigo et al., 1993, 1994; Thompson ct al., 1993; Giustina, Veldhuis, 1998; Mueller et al„ 1999; Veldhuis, Yoshida, 2000). Создастся впечатление, что физические упражнения стимулируют значительное число нейротрансмиттеров центральной нервной системы (Sutton, Lasarus, 1974; Uusitupa et al., 1982; Morctti et al., 1983; Bowers et al., 1984; Thompson et al., 1993; Giustina, Veldhuis, 1998). И совокупное действие всех этих факторов является одной из сложнейших проблем физиологии спорта и двигательной активности.

Возникает важный вопрос о том, до какой степени специфические стимуляторы секреции СТГ могут усиливать эффективность занятий физическими упражнениями у лиц старшего возраста. В одном из предварительных исследований с участием пожилых людей комбинированная стимуляция соматотропин-рилизинг-пептид-2 и аэробные упражнения вызывала более значительный выброс соматотропного гормона (суммарная секреция), чем каждый из этих факторов в отдельности, однако их воздействие не происходило по-настоящему синергично (сверхаддитивный эффект) (Weltman A. et al., 2002). Эти результаты могут свидетельствовать о значительном со-матостатинергическом ограничении секреции СТГ, нарушении секреции эндогенного соматолиберина (который действует синергично с соматостатин-рилизинг-пептидом) и/или негативной регуляции сома-тостатин-рилизинг-пептид сигнального пути, о чем могут также свидетельствовать другие независимые исследования с участием пожилых людей и экспериментальных животных (Veldhuis et al., 2001, 2002; Veldhuis, 2003). Из имеющихся сегодня экспериментальных данных логически вытекает вопрос, каким образом нее три фактора; занятия физическими упражнениями, возраст и пол, регулируют секрецию соматотропного гормона (Brill et al., 2002).