Эндокринная система в спорте и физ активности. Гормональная активность при спортивных нагрузках. Влияние физических упражнений на организм человека

В предлагаемом издании “Эндокринная система, спорт и двигательная активность” центром внимания стали железы внутренней секреции, продуцирующие гормоны, под влиянием и контролем которых находятся многие функции организма. Адаптация организма человека в ответ на спортивную тренировку сопровождается заметными изменениями функции эн-докринной системы. Редакторы и авторы-составители данного издания предоставили нам обширные и авторитетные сведения об этой сложнейшей системе. Я уверен, что эта книга на протяжении многих лет будет служить незаменимым справочным пособием для врачей, исследователей и студентов. Я очень рад поздравить редакторов и авторов-составите-лей этой книги с высоким уровнем выполненной ими работы и приветствовать ее выход.

Жак Рогге, Президент МОК

Предисловие

Для каждого из нас является честью внести свой важный вклад в область эндокринологии, и частности и эндокринологию спорта и двигательной активности. Нам посчастливилось привлечь к плодотворной работе над этой книгой группу исключительных ученых. Каждая глава написана одним или несколькими ведущими специалистами мирового уровня в этой cпeцифической области знаний. Их энтузиазм и увлеченность данным проектом и его значимостью отражаются в содержании каждой главы. Мы также выражаем признательность многим нашим известным коллегам, которые внесли весомый вклад в развитие этой области научных знаний, однако не смогли принять участия в написании книги.

Каждому автору было предложено разработать систему, которая охватила бы не только передний край существующих знаний, но и послужила отправной точкой для продолжения исследований. Эти одно на немногих изданий, представляющих исчерпывающий анализ данных но многим направлениям исследований эндокринологии спорта и двигательной активности. Важно понимать, что каждая из глав этой книги должна была стать не просто обширным обзором существующих литературных источников, а сформировать на основе рассматриваемого материала современную концептуальную систему знаний, полому мы не стремились охватить всю существующую литературу, но попытались предложить читателю перспективу современного состояния эндокринологии, которой смогли бы воспользоваться как специалисты, которые занимаются прикладными медицинскими исследованиями, так и те, кто посвятил себя исследованию фундаментальных научных проблем. Мы надеемся, что это издание наряду с использованием в образовательных целях послужит также стимулом для будущих исследований в области эндокринологии спорта и двигательной активности.

Уильям Дж. Кремер, Сторрс, Коннектикут Алан Д. Рогол, Шарлотсвиль, Вирджиния

От издательства

Двигательная активность и спорт являются неотъемлемом частью современной жизни человека. Двигательная активность - одна из основных детерминант здоровья, относящихся к образу жизни, способствует достижению и сохранению крепкого здоровья, высокой и устойчивой общей н специальном работоспособности, надежной резистентности и лабильном адаптации к изменяющимся и сложным условиям внешней среды обитания, помогает формированию и соблюдению полезного для здоровья рационально организованного режима трудовой и бытовой деятельности, обеспечивает необходимую и достаточную двигательную активность, а также активным отдых, т.е. рациональный двигательный режим. Занятия физической культурой обеспечивают формирование, развитие и закрепление жизненно важных умений, навыков, привычек личной гигиены, социальной коммуникабельности, организованности и содействуют соблюдению социальных норм поведения н обществе, дисциплине, активному противоборству с нежелательными привычками и вилами поведения.

Однако необходимо учитывать, что при неправильных подходах к использованию двигательной активности она может также оказывать негативное воздействие. В этом отношении в неоднозначной ситуации оказываются иногда спортсмены в связи с профессионализацией спорта, появлением новых технических злементов и даже новых видов спорта, требующих большого напряжения, вовлечением в спорт высоких достижений детей и подростков; расширением диапазона женских видов спорта за счет тех, которые считались исключительно мужскими. Все это превращает спорт в экстремальный фактор, требующий мобилизации функциональных резервов и компенсаторно-приспособительных механизмов, контролируемых нервной, эндокринной и иммунной системами. Двигательная активность подвергает механизмы поддержания нормального функционирования организма серьезной проверке. Для получения положительных результатов и исключения отрицательною влияния двигательной активности большое значение имеет глубокое знание всевозможных изменений в этих системах, индуцированных двигательной активностью. Согласованная активация регулирующих систем приводит к различным последствиям, включая изменения на физическом и поведенческом уровнях. Если реакции находятся в пределах адаптивного характера, в организме сохраняется гомеостаз. Такой ответ обусловлен изменениями в регулирующих системах, колеблющимися в нормальных пределах. Если нагрузка не адекватна, она вызывает неадекватные изменения. Результатом являются нарушения нейроэндокринном регуляции, приводящие к срыву адаптации и развитию различных заболеваний.

Эта книга дает читателю более полную картину многих ключевых направлений исследований, в частности данные, касающиеся эндокринных механизмов. В течение многих лет эндокринология спорта и двигательной активности существовала в виде составной части многих разделов физиологии и казалась лишенной непосредственного подтверждения собственного значения как самостоятельной научной дисциплины. Несмотря на то что в медицине эндокринология как отдельная отрасль знаний развивалась на протяжении многих десятилетий, в сфере двигательной активности и спорта она стала применяться недавно и ее внимание ограничивалось одним, самое большее несколькими гормонами. Благодаря неуклонному развитию Человеческого общества, быстрому прогреccy науки и техники, развитию биофизики, биохимии, физиологии и патологии, основанному на современных достижениях точных наук, стало возможным глубоко проникнуть в биологическую природу всего живого, в том числе изучить интимные механизмы регуляторном деятельности эндокринной системы.

Книга коллектива авторов “Эндокринная система, спорт и двигательная активность”, предлагаемая издательством Национального университета физического воспитания и спорта Украины “Олимпийская литература”, под общей редакцией Уильяма Дж. Кремера и Алана Д. Рогола в этом плане представляет особый интерес. Каждая глава книги написана одним или несколькими ведущими специалистами мирового уровня в этой специфической области знаний. Авторам удалось не только представить обширный обзор по проблеме эндокринология, двигательная активность и спорт как монолитный труд, но и сформулировать современные концептуальные системы знаний но определенным вопросам этого раздела науки.

Кинга начинается с общего обзора закономерностей и концепции эндокринологии. В первых главах представлена структура эндокринной системы, различные аспекты строения и функционирования желез внутренней секреции, механизмы и закономерности влияния гормонов. Показано, что эндокринная система имеет иерархическую организацию: гипоталамус I уровень контроля (гипоталамические гормоны); гипофиз II уровень контроля (цитокины и фактры роста), III уровень контроля (периферические гормоны). Механизмы, используемые эндокринной системой для регулирования биологических процессов в тканях-мишенях, характеризуются значительной сложностью п интегрированностью. С целью поддержания гомеостаза н условиях изменении внутренний н внешней среды для управления физиологическими процессами организм использует разнообразные внутриклеточные механизмы передачи сигналов. Наиболее важная роль принадлежит гормонам.

В книге рассмотрены подходы и технологии, которые и свете современных достижении пауки могут быть применены для интеграции тестирования с использованием физической нагрузки с новыми международными методами биологических исследований, что позволило по-новому взглянуть па механизмы развития заболеваний на системном и клеточном уровнях при чрезмерных физических нагрузках.

Представлен ряд современных приемов допинг-контроля, обладающих максимальной специфичностью и чувствительностью аналитических процедур. Данные тем более интересны, если учесть постоянное увеличение списка запрещенных субстанций.

Очень важными являются результаты обобщения данных о взаимосвязи репродуктивной функции и двигательной активности. В ситуациях, когда физические тренировки сочетаются с недостаточной энергетической ценностью рациона питания, снижением массы тела, нарушениями нормального режима питания и др., они могут способствовать замедлению роста, развития и полового созревания, нарушениям репродуктивной функции.

В свете современных представлений подробно изложены материалы, касающиеся секреции важнейших гормонов в ответ на двигательную активность: соматотронного, проониомеланокортина, и др. Показаны особенности их секреции в зависимости от возраста, пола, уровня физической нагрузки и многих других факторов. Интересны данные о взаимоотношениях этих гормонов с глюкокортикоидами, кортикостероидами, половыми гормонами. Подробно освещено влияние продуцируемых надпочечниками гормонов на метаболизм жиров, белкой, углеводов в покое и при физической нагрузке. Показана тесная взаимосвязь с иммунной н нервной системами. Интересна перспектива использования показателен функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы как индикатора адекватности тренировочной нагрузки и эффективности адаптационных процессов с помощью проведения долгосрочного контроля функции этой системы в организме отдельных спортсменов.

В ряде глав отражены основы спортивной подготовки женщин и мужчин. Установлены факторы, приводящие к нарушениям к половой сфере у мужчин и женщин при чрезмерной двигательной активности. Показано негативное влияние при атом на сердечно-сосудистую, костно-мышечную и другие системы организма. Намечены пути устранения такого влияния. Достаточно полно рассмотрено действие контрацептивов на здоровье женщины и физическую работоспособность при занятиях спортом.

Во многих главах рассматриваются гормональные механизмы, опосредующие индуцированные физической нагрузкой адаптации; формирование реакции на стресс, обусловленный двигательной активностью. Обсуждается положение, какую величину физической нагрузки может выдержать организм без подавления активности иммунной системы и повышения восприимчивости к заболеваниям. Вероятнее всего, эта величина варьирует в зависимости от того, в какой степени организм подвергается воздействию других стрессовых факторов.

Отдельные главы посвящены особенностям эндокринной регуляции при двигательной активности и занятиях спортом в условиях гор, повышенных и пониженных температур, при различной влажности воздуха, различном питании.

Изучение эндокринной системы в приложении к двигательной активности и использование этих знаний позволяют лучше понять механизмы реализации стрессовых реакций в организме в период соревнований, при перетренировке, оптимизировать тренировочные программы с целью достижения более высоких спортивных результатов, способствовать нормальному развитию и сохранению здоровья спортсменов. Книга может быть использована как учебное пособие, представляющее теоретический и практический интерес для студентов, преподавателем вузов физического воспитания и спорта, медицинских вузов и биологических факультетом университетов, а также может служить справочным пособием дли тренеров, врачей и других специалистов, занимающихся проблемами эндокринологии.

Об авторах

Оскар Алказар - доктор философии, исследовательский отдел, Центр изучения диабета Джослин и кафедра медицины, Гарвардская школа медицины; Бостон, Массачусетс, США

Лоренс Армстронг - доктор философии, кафедра кинезиологии и физиологии-нейробиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, Коннектикут, США

Герхард Бауманн - доктор медицины, отдел эндокринологии, метаболизма и молекулярной медицины, Школа медицины Фейнберга Северо-Западного университета и Администрация по делам ветеранов Системы здравоохранения Чикаго; Чикаго, США

Бет Бейдлеман - доктор наук, Отдел биофизики и биомедицинского моделирования, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; Натик, Массачусетс, США

Шелендер Басин - доктор медицины, Школа медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Исследовательский центр репродуктивной биологии, отдел эндокринологии, метаболизма и молекулярной медицины, Университет медицины и науки Чарльза Р. Дрю; Лос-Анджелес, Калифорния, США

Мартин Бидлингмайер - доктор медицины, лаборатория нейроэндокринологии, Медицинская клиника, Инненштадт; Клиника университета Людвига-Максимилиана; Цимзенштрассе 1, 80336, Мюнхен, Германия

Роберт X. Боне - доктор философии, кафедра микробиологии и иммунологии, Школа медицины Государственного университета Пенсильвании; Херши, Пенсильвания, США

Джек А. Булант - доктор философии, кафедра физиологии и клеточной биологии, Школа медицины Государственного университета Огайо; Коламбус, Огайо, США

Пьер Булу - доктор медицины, Отдел медицины, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет, Камнус Роял Фри; ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Джил А. Буш - доктор философии, Лаборатория комплексной физиологии, Отдел здоровья и работоспособности человека, Университет Хьюстона; Хьюстон, TX 77204, США

Джон В. Кастелани - доктор философии, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; ул. Канзас 42, Натик, МА 01760 - 5007, США

Ден М. Купер - доктор философии, Центр изучения оздоровительных эффектов двигательной активности у детей, отдел педиатрии; Медицинский колледж Ирвина; Калифорнийский университет, Ирвин, СА 92868, США

Росс К. Кунео - доктор философии, Отдел диабета и эндокринологии, Квинслендский университет, Госпиталь принцессы Александры; Брисбен 4120, Квинсленд, Австралия

Девид В. Дегрут - магистр естественных наук, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США, ул. Канзас 42, Натик, МА 01760-5007, США

Майкл Р. Дешене - доктор философии, Отдел кинезиологии, Колледж Уильяма и Мэри; Вильямсбург, VA 23187-8795, США

Мари Жан Де Суз - доктор философии, Лаборатория двигательной активности и здоровья скелета женщин, факультет физического воспитания и здоровья, ул. Хардборд 52, Университет Торонто; Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Кейихиро Дохи - доктор философии, Университет наук о здоровье и спорте Осаки, Асаширодаи, Куматори-Хо, Сеннан-ган; Осака, 590 - 0496, Япония

Алон Элиаким - доктор медицины, Медицинская школа Саклера, Тель-Авивский университет и Центр детского здоровья и спорта, отдел педиатрии; Главный госпиталь Мейра; Кфар-Саба 44281, Израиль

Карл Е. Фридл - доктор философии, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; улица Канзас 42, Натик, МА 01760-7007, США

Эндрю К. Фрай - доктор философии, Лаборатория биохимии физических упражнений, Рои Филд Хаус 135, Университет Мемфиса; Мемфис, TN 38152, США

Элен Л. Гликман - доктор философии, Школа двигательной активности, досуга и спорта, Государственный университет Кента; Кент, ОН 44513, США

Алан X. Голдфарб - доктор философии, Отдел наук о спорте и двигательной активности, Университет Гринсборо Северной Каролины; Гринсборо, NC 27402-6170, США

Джефри Голдспинк - доктор философии, Отдел хирургии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет; Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Лаура Дж. Гудъеар - доктор философии, Центр диабета Джослин; площадь Ван Джослин, Бостон, МА 02215, США

Скотт Е. Гордон - доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Университет Восточной Каролины; Гринвиль, NC 27858, США

Ричард Е. Гринделанд - доктор философии, Отдел наук о жизни, Исследовательский центр НАСА-Амес; Моффет Филд, СА 94035, США

Маджабин Хамид - доктор философии, Отдел хирургии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет, Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Хейнц В. Харбах - доктор медицины, Отдел анестезиологии, интенсивной медицины, терапии боли, Университетский госпиталь; Гиссен, ул. Рудоль-фа-Бухгайма 7, D 35385, Гиссен, Германия

Стефан Харридж - доктор философии, Отдел физиологии, Медицинская школа Колледжа Роял Фри и университета, Лондонский университет; Кампус Роял Фри, ул. Роланд Хилл, Лондон, NW3 2PF, Великобритания

Гюнтер Хемпельман - доктор медицины, Отдел анестезиологии, интенсивной медицины, терапии боли, Университетский госпиталь; Гиссен, ул. Рудольфа-Бухгайма 7, D 35385, Гиссен, Германия Ричард К. Хо - доктор философии, Исследовательское отделение, Центр диабета Джослин и Отдел медицины, Гарвардская медицинская школа; Бостон, МА 02215, США

Джей Р. Хофман - доктор философии, Отдел наук о здоровье и двигательной активности, Колледж Нью Джерси; Юинг, NJ 08628, США

Уесли К. Химер - доктор философии, Отдел биохимии и молекулярной биологии, Пенсильванский государственный университет; Упиверсити парк, РА 16802, США

Уоррик Дж. Индер - доктор медицины, Отдел медицины, Госпиталь Сент-Винсента, Мельбурнский университет; Фицрой, VIC 3065, Австралия

Дэниел А. Джуделсон - магистр гуманитарных наук, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США

Фаузи Кади - доктор философии, Отдел физического воспитания и здоровья; Эребру, Швеция Майкл Кьер - доктор медицины, доктор философии, Университет Копенгагена, Исследовательский центр спортивной медицины, Госпиталь Биспебьерг; Биспебьерг Бакке 23, DK 2400, Копенгаген NV, Дания

Уильям Дж. Кремер - доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США

Анн Б. Луке - доктор философии, Отдел биологических паук, Университет Огайо, Ирвин Холл 053, Афины; ОН 45701, США

Керри Е. Махони - бакалавр естественных наук, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269-1110, США

Карл М. Мареш - доктор философии, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269-1110, США

Андреа М. Мастро - доктор философии, Отдел биохимии и молекулярной биологии; Саус Фрир Билдинг 431, Пенсильванский государственный университет, Университи парк, РА 16802, США

Роман Миузен - доктор философии, факультет физического воспитания и физиотерапии, Брюссельский университет Врие, Брюссель, 1050, Бельгия Мери П. Майлз - доктор философии, Отдел здоровья и развития человека, Государственный университет Монтаны; Бозман, МТ 59717, США

Ден Немет - доктор медицины, Медицинская школа Саклера, Тель-Авивский университет и Центр детского здоровья и спорта, отдел педиатрии; Главный госпиталь Мейра; Кфар-Саба 44281, Израиль

Бредли К. Ниндл - доктор философии, Отделение работоспособности военнослужащих, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; Натик, МА 59717, США

Чарльз Т. Робертс - доктор философии, Отдел педиатрии, Орегонский университет, Сем Джексон Парк Роад 3181 SW, Портланд, OR 2W6, Канада Керол Д. Роджерс - доктор философии, отдел физического воспитания и здоровья, Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада и отдел физиологии, медицинский факультет, Университет Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Джеймс Н. Реми - доктор философии, Отдел педиатрии, Отделение поведенческой медицины, Государственный университет штата Нью-Йорк в Буффало; 3435, Мейн Стрит, Буффало, NY 14214 - 3000, США

Алан Д. Рогол - доктор медицины, доктор философии, клиническая педиатрия, Университет Вирджинии; ODR Консалтинг, 685 Экснлорерс Роад, Шарлотсвиль, VA 22911-8441, США

Клиффорд Дж. Розен - доктор медицины, Центр исследований и образовательной деятельности штата Мэн, Госпиталь Сент-Джозефа; Бродвей 900, Бангор, ME 04401, США

Вильгельм Шонцер - доктор философии, Институт биохимии, Кельнский спортивный университет; Карл-Дием Вег б, 50933, Кельи, Германия Мэтью Дж. Шарман - магистр естественных наук, Лаборатория работоспособности человека, Отдел кинезиологии; 2095 Хиллсайд роад, Модуль 110, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США

Жанет Е. Стааб - бакалавр, Отделение термической и горной медицины, Исследовательский медицинский институт изучения факторов окружающей среды армии США; улица Канзас 42, Натик, МА 01760-5007, США

Кристиан Дж. Страсбургер - доктор медицины, Отделение эндокринологии, отдел медицины внутренних органов; Чарите -, Кампус Митте, Шу-манстрассе 20/21, 10117 Берлин, Германия

Юрген М. Стейнакер - доктор медицины, доктор философии, Секция спорта и реабилитационной медицины, Университет Ульма; 89070 Ульм, Германия

Марио Тевис - доктор философии, Институт биохимии, Кельнский спортивный университет; Карл-Дием Вег 6, 50933, Кельн, Германия

Н. Тревис Триплет - доктор философии, Отдел наук о здоровье, досуге и двигательной активности, Аппалачский государственный университет; Бун, NC 28608, США

Джаси Л. Ванхест - доктор философии, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута, Сторрс, СТ 06269-1110, США и адыонкт отдела физического воспитания и здоровья, Университет Торонто; Торонто, Онтарио, M5S 2W6, Канада

Иоганнес Д. Велдгуис - доктор медицины, Отдел эндокринологии и метаболизма, Отдел медицины внутренних органов, Медицинская школа Майо, Главный центр клинических исследований, Клиника Майо; Рочестер, MN 55905, США Атко Виру - доктор естественных паук, доктор философии, Институт спортивной биологии, Университет Тарту; Юликооли, 18, Тарту 51014, Эстония Мехис Виру - доктор философии, Институт спортивной биологии, Университет Тарту; Юликооли, 18, Тарту 51014, Эстония

Джефф С. Волек - доктор философии, Отдел кинезиологии, Университет Коннектикута; Сторрс, СТ 06269-1110, США

Дженифер Д. Уоллес - доктор философии, доктор медицины, Центр метаболических исследований, отдел медицины, Квинслендский университет, Го

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

1.1.6. Эндокринная система

Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции: гипофиза, щитовидной, околощитовидных, поджелудочной, надпочечников, половых. Эти железы выделяют гормоны - регуляторы обмена веществ, роста и полового развития организма.

Регуляция выделения гормонов осуществляется нервно-гуморальным путем. Изменение состояния физиологических процессов достигается посылкой нервных импульсов из ЦНС (ядер гипоталамуса) к некоторым железам (гипофизу). Выделяемые передней долей гипофиза гормоны регулируют деятельность других желез - щитовидной, половых, надпочечников.

Принято различать симпатоадреналовую, гипофизарно адренокортикальную, гипофизарно половую системы.

Симпатоадреналовая система ответственна за мобилизацию энергетических ресурсов. Адреналин и норадреналин образуются в мозговом веществе надпочечников и вместе с норадреналином, выделяющимся из нервных окончаний симпатической нервной системы, действует через систему «аденилатциклаза циклический аденозинмонофосфат (цАМФ)». Для необходимого накопления цАМФ в клетке требуется ингибировать цАМФ фосфодиэстеразу - фермент, катализирующий расщепление цАМФ. Ингибирование осуществляется глюкокортикоидами (инсулин противодействует этому эффекту).

Система «аденилатциклаза-цАМФ» действует следующим образом. Гормон током крови подходит к клетке, на наружной поверхности клеточной мембраны которой имеются рецепторы. Взаимодействие гормон рецептор приводит к конформации рецептора, т. е. активации каталитического компонента аденилатциклазного комплекса. Далее из АТФ начинает образовываться цАМФ, который участвует в регуляции метаболизма (расщеплении гликогена, активизации фосфофруктокиназы в мышцах, липолиза в жировых тканях), клеточной дифференциации, синтезе белков, мышечного сокращения (Виру А. А., 1981).

Гипофизарно-адренокортикальная система включает нервные структуры (гипоталамус, ретикулярную формацию и миндалевидный комплекс), кровоснабжение и надпочечники. В состоянии стресса усиливается выход кортиколиберина из гипоталамуса в кровоток. Это вызывает усиление секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ), который током крови переносится в надпочечники. Нервная регуляция воздействует на гипофиз и приводит к секреции либеринов и статинов, а они регулируют секрецию тропных гормонов аденогипофиза АКТГ.

Механизм действия глюкокортикоидов на синтез ферментов может быть представлен следующим образом (по А. Виру, 1981).

1. Кортизол, кортикостерон, кортикотропин, кортиколиберин проходят через клеточную мембрану (процесс диффузии).

2. В клетке гормон (Г) соединяется со специфическим белком - рецептором (Р), образуется комплекс Г-Р.

3. Комплекс Г-Р перемещается в ядро клетки (через 15 мин.) и связывается с хроматином (ДНК).

4. Стимулируется активность структурного гена, усиливается транскрипция информационной РНК (и-РНК).

5. Образование и РНК стимулирует синтез других видов РНК. Непосредственное действие глюкокортикоидов на аппарат трансляции состоит из двух этапов: 1) освобож-дения рибосом из эндоплазматической сети и усиления агрегации рибосом (наступает через 60 мин.); 2) трансляции информации, т. е. синтеза ферментов (в печени, в железах внутренней секреции, скелетных мышцах).

После выполнения своей роли в ядре клетки Г отцепляется от рецептора (время полураспада комплекса - около 13 мин.), выходит из клетки в неизменном виде.

На мембранах органов мишеней имеются специальные рецепторы, благодаря которым осуществляется транспорт гормонов в клетку. Клетки печени имеют особенно много таких рецепторов, поэтому глюкокортикоиды в них интенсивно накапливаются и метаболизируются. Время полужизни большинства гормонов составляет 20-200 мин.

Гипофизарно щитовидная система имеет гуморальные и нервные взаимосвязи. Предполагается ее синхронное функционирование с гипофизарно адренокортикальной системой. Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин, тиротропонин) положительно сказываются на процессах восстановления после выполнения физических упражнений.

Гипофизарно половая система включает гипофиз, кору надпочечников, половые железы. Взаимосвязь между ними осуществляется нервным и гуморальным путем. Мужские половые гормоны андрогены (стероидные гормоны), женские эстрогены. У мужчин биосинтез андрогенов осуществляется в основном в клетках Лейдига (интерстициальных) семенников (главным образом тестостерон). В женском организме стероиды образуются в надпочечниках и яичниках, а также коже. Суточная продукция у мужчин составляет 4-7 мг, у женщин - в 10-30 раз меньше. Органы мишени андрогенов - предстательная железа, семенные пузырьки, семенники, придатки, скелетные мышцы, миокард и др. Этапы действия тестостерона на клетки органов-мишеней следующие:

Тестостерон превращается в более активное соединение 5-альфа-дегидротестостерон;

Образуется комплекс Г-Р;

Комплекс активизируется в форму, проникающую в ядро;

Происходит взаимодействие с акцепторными участками хроматина ядра (ДНК);

Усиливается матричная активность ДНК и синтез различных видов РНК;

Активизируется биогенез рибо- и полисом и синтез белков, в том числе андрогенозависимых ферментов;

Увеличивается синтез ДНК и активизируется клеточное деление.

Важно заметить, что для тестостерона участие в синтезе белка необратимо, гормон полностью метаболизируется.

Гормоны, попадающие в кровь, подвергаются катаболизму (элиминации, разрушению) преимущественно в печени, причем некоторые гормоны при росте мощности интенсивность метаболизма, в частности глюкокортикоидов, возрастает.

Основой повышения тренированности эндокринной системы являются структурные приспособительные перестройки в железах. Известно, что тренировка приводит к росту массы надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, половых желез (через 125 дней детренировки все возвращается к норме, Виру А. А., 1977). Отмечено, что увеличение массы надпочечников сочетается с повышением содержания ДНК, т. е. интенсифицируется митоз растет количество клеток. Изменение массы железы связано с двумя процессами синтеза и деградации. Синтез железы прямо пропорционально зависит от ее массы и обратно пропорционально - от концентрации гормонов в железе. Скорость деградации увеличивается с ростом массы железы и механической мощности, уменьшается - с повышением концентрации анаболических гормонов в крови.

Физические нагрузки активируют систему гомеостаза, заставляя её работать на пределе. Во время нагрузок отмечается ускорение метаболических процессов в 10-20 раз.

В период занятий спортом организму необходимо систематически развивать большие мышечные усилия и работать на максимум. Физическая нагрузка, которую испытывают спортсмены в соревновательный период, ничем не отличается от нагрузки, полученной организмом во время марафонского забега длительностью 130 минут, либо от нагрузки, которой подвергается пауэрлифтер, когда он поднимает четырёхкратный вес своего тела на штанге. Механизмы, при помощи которых возможны такие серьёзные физические перегрузки, имеют прямое отношение к эндокринной системе, которая в свою очередь способствует выработке у организма адаптационных состояний.

В последнее время спортивная физиология всё больше углублялась в исследование эндокринной системы, обуславливающее адаптацию организма к высокоинтенсивным физическим нагрузкам. К примеру, в тренинге с отягощениями, немаловажную роль играет отклик гормональной системы во время проведения тренировки. Увеличение концентрации гормонов при выполнении упражнений с отягощениями осуществляется при соблюдении определённых условий. Резкий скачок уровня гормонов в крови (как правило он происходит при усилении гормонального синтеза, снижении функциональности печени, сокращении объёма крови, уменьшения периода полураспада и пр.), отмечающийся в период проведения тренировки с отягощениями и после неё, повышает вероятность корреляции гормонов и рецепторов на клетках-мишенях (клетках белков), или же гормонов и внутренних рецепторов клеток-мишеней (рецепторов стероидов). Вместе с изменениями гормонального фона увеличивается число несвязанных рецепторов, вдобавок отмечаются незначительные изменения в клетках. Связывание гормонов и рецепторов подразумевает активацию множества процессов, к примеру, взаимосвязь со стероидами способствует ускорению биосинтеза белка в мышечных тканях. Следовательно, роль анаболических гормонов (соматотропина, андрогенов, факторов роста) в биосинтезе белка, стимулируемого физическими нагрузками, а также роль инсулина в обмене гликогена во время тренировок на , имеет существенное значение при достижении спортивных результатов. Из-за всеобъемлющего действия гормонов в организме, ни одна другая система не функционирует должным образом. Итогом такого воздействия гормонов является повышенная заинтересованность учёных-эндокринологов, которые изучают зависимость спортивных показателей от уровня тех или иных гормонов.

Физические нагрузки или спортивная деятельность формируют для организма определённые условия, при которых не представляется возможным сделать выводы о поведении какой-либо из систем организма, находящейся в гомеостазе, иными словами, без воздействия физических нагрузок трудно было бы описать какие именно процессы происходят в момент «выхода» организма из состояния гомеостаза. На данный момент установлено, что стрессовое воздействие является специфическим, а в некоторых случаях, неопределённым, следовательно, степень гормонального отклика, также, как и его расположение, может меняться. Например, во время и после выполнений изолированных физических упражнений, где нагружаются только бицепс и трицепс, вероятно не будет каких-либо изменений уровня стероидных гормонов, при этом содержание ИФР-1 (инсулиноподобного фактора роста 1) может быть достаточно высоким, в данном случае, оно возможно будет высоким в мышцах рук. Вариативность силы гормонального отклика может объясняться степенью интенсивности физических нагрузок – низкоинтенсивные тренировки способствуют менее выраженным изменениям гормонального уровня, в отличие от высокоинтенсивного тренинга. Из этого следует, воздействие физических нагрузок, интенсивность, объём и частота тренировок являются теми факторами, которые создают определённую стимуляцию, оказывающую влияние на эндокринную систему.

Осознание важности каждого из гормонов в отношении одной физиологической системы является проблемой, так как в организме не существует гормонов, действующих самостоятельно и независящих от действия других. Кроме того, если учесть важность многоуровневой передачи информации для наилучшего поддержания постоянства среды, а также для отклика на различные энергопотребности организма под влиянием физических нагрузок необходимо объединение функции гормонов.

Напоследок, исследование функций каждого гормона, значимых , помогает лучше понять принципы развития стресса во время воздействия соревновательных нагрузок или во время перетренированности и выявить основные моменты при составлении тренировочных схем (интенсивность, объём, длительность, частота и пр.). При этом все эти показатели можно оптимизировать под нужды каждого спортсмена для любого вида спорта, что в конечном итоге приведёт к увеличению спортивных показателей. На данный момент установлено, что информация, полученная эндокринологами, помогает ответить на большинство вопросов, касающихся основ возникновения стресса под воздействием физических или спортивных нагрузок.

Основные принципы
спортивной эндокринологии

Главная задача всех биологических процессов в организме – это непрерывное поддержание постоянства внутренней среды или гомеостаза. Такая потребность организма обусловлена постоянным влиянием внешних условий. Умение поддерживать постоянство среды объясняется продуктивностью клеточного обмена информацией. Основными составляющими данного обмена являются 2 физиологические системы организма. ЦНС как правило способствует возникновению спонтанного отклика на внешнее действие. Гормональная система откликается достаточно медленно, при этом длительность отклика в разы больше, в отличие от отклика ЦНС. Воздействие гормональной системы распространено достаточно широко в рамках организма, поскольку она контролирует деятельность почти всех клеток в организме. Все клетки нашего организма питаются кровью, а гормональная система использует эту возможность для транспортировки и передачи информации по всем тканям и органам.

Термин «гормон» переводится с греческого как стимуляция, или побуждение. В начале 20-ого века учёные Старлинг и Бейлисс обнаружили некое вещество, выделяемое одной из желёз в кровь, что провоцировало ответное воздействие в другой железе (в поджелудочной). Этим веществом оказался секретин, ставший первым из открытых гормонов. Современная наука даёт определение гормонам как биохимическим веществам, выделяющимся в кровь, которые после своей транспортировки приводят к активации физиологического отклика в других тканях. При этом было установлено, что вместе с появлением отклика гормоны могут проникать внутрь тканей и перемещаться в них за счёт диффузии, таким образом влияя на соседние клетки (такое влияние называется паракринным) либо влияя на те же ткани, в которых был выработаны эти гормоны (аутокринное влияние). На самом деле, некоторые из гормональных веществ (ИФР-1) способны привести к возникновению физиологического отклика за счёт гормональных, паракринных либо аутокринных воздействий. В 2004 году специалисты вывели такое утверждение, что небольшая часть гормонов, являющихся факторами роста или имеющих пептидную структуру, способны напрямую контролировать работу клетки, в которой произошёл их (гормонов) первичный синтез, при этом сам гормон не выходит за клеточную оболочку. Такое эндокринное воздействие называется интракринным.

Вопреки тому, что было обнаружено множество гормональных веществ, биоактивность которых контролирует ряд биохимических процессов, каждый из них зависит от определённых особенностей. Гормоны синтезируются специфическими гормональными железами и высвобождаются сразу в кровоток, из которого они вместе с током крови транспортируются по всему организму и связываются с рецепторами органов-мишеней, при этом орган меняет свою биоактивность специфическим образом. Хоть некоторые гормональные железы являются основной частью органов, вырабатывающих гормоны (к примеру, щитовидная железа), остальные железы располагаются в органах и имеют другие (не гормональные) функции – почки, кишечник. Одна гормональная железа способна синтезировать несколько гормонов одновременно. Крайне редко одна клетка, относящаяся к эндокринной системе, может продуцировать лишь один гормон. Один гормон может вырабатываться не одной, а несколькими железами сразу. Также один гормон может способствовать стимуляции различных биохимических процессов в разных тканях-мишенях. Каждый из гормонов, в каком-либо из типов клеток способен оказывать стимуляцию лишь одного отклика. Практически любая ткань-мишень способна вступать во взаимодействие с разными гормонами, причём каждый из них активизирует определённый отклик организма. Каждый тип внутриклеточных реакций, к примеру, окисление глюкозы, может контролироваться не одним, а несколькими гормонами. Сенсибилизация клеток-мишеней к определённым гормонам может выражается клеточным уровнем дифференциации, наличием прочих гормонов, наличием внешних факторов.

Хоть гормональная система и контролирует большинство биохимических реакций, происходящих в тканях-мишенях, эффективность гормонального влияния сводится к 4-ём главным принципам: 1 — усвояемость и обмен питательных веществ (анаболизм и катаболизм), 2 – сохранение электролитного равновесия, 3 – поддержка роста и анаболических процессов, 4 – функционирование половой системы.

Спорт и эндокринная система

Двигательная активность подвергает механизмы поддерживания гомеостаза серьезной нагрузке. При остром ответе на физическую нагрузку можно наблюдать усиление обменных процессов в 10 раз и более.

Во время обычных тренировочных занятий от организма требуется периодически развивать значительное мышечное усилие и функционировать на пределе физиологических возможностей. Нагрузки, которым подвергается организм спортсмена во время соревнований, не менее значительны, чем марафонский бег продолжительностью 2 ч 10 мин или выступление спортсмена-тяжелоатлета, поднимающего штангу весом в четыре раза больше массы его собственного тела. Механизмы, позволяющие организму переносить подобные нагрузки и приспосабливаться к ним, непосредственно связаны с гормональной регуляцией физиологических систем в сочетании с острыми и хроническими адаптационными изменениями.

В течение последних 50 лет и более физиология спорта и двигательной активности продолжала расширять исследования гормональных механизмов, опосредующих индуцированные физической нагрузкой адаптации. Например, в силовой тренировке основное значение для острого ответа при выполнении физических упражнений и последующего ремоделирования тканей имеют многие компоненты эндокринной системы (Kraemer, Ratamess, 2003). Повышение уровня гормонов в ответ на выполнение силовых упражнений происходит в уникальных физиологических условиях. Резкое повышение содержания гормонов в системе кровообращения (причинами которого могут быть возросший уровень секреции, ослабление очистки крови в печени, уменьшение объема плазмы, снижение скорости распада), которое наблюдается как во время, так и сразу после занятия силовыми упражнениями, увеличивает вероятность взаимодействия с мембранными рецепторами клеток тканей-мишеней (т. е. с белками) либо с ядерными/цитоплазматическими рецепторами клеток тканей-мишеней (т.е. со стероидными рецепторами) (Кraemer, 2000). Наряду с изменениями концентрации гормонов в крови возрастает количество доступных для связывания рецепторов, а также происходят другие изменения на клеточном уровне. Взаимодействие гормона с рецептором включает множество процессов, кульминацией которых являются специфические варианты, например увеличение синтеза белка в мышцах. Таким образом, начиная от роли анаболических гормонов (гормона роста, тестостерона, ИФР) в синтезе белка в ответ на занятия силовыми упражнениями и заканчивая значением инсулина в метаболизме гликогена при тренировке выносливости, механизмы гормональной регуляции начинают занимать все более заметное место в науке о двигательной активности и спорте. Вследствие вездесущего характера гормонов ни одна физиологическая система не может адекватно функционировать и адаптироваться к различным формам двигательной активности без их участия. Результатом такого повсеместного влияния гормонов стал рост интереса к эндокринологии у специалистов, занимающихся исследованиями двигательной активности и спорта.

Двигательная активность и спорт создают уникальные физиологические условия, на которые просто невозможно экстраполировать наши представления о физиологии поддержания гомеостаза (или эндокринологии) в состоянии покоя. Занятия физическими упражнениями создают крайне специфический по своей сущности стимул. Сегодня мы знаем, что в отличие от общей схемы реакции организма на стресс, описанной Селье (1950) более 50 лет назад, стресс является крайне специфическим по своим характеристикам и опосредующим его воздействие на организм механизмом, поэтому величина гормонального ответа, равно как и его локализация в организме, может быть разной. Так, в результате выполнения силовых упражнений, в которых нагрузке подвергаются только мышцы руки, можно не обнаружить никаких изменений в содержании анаболических гормонов в крови, однако концентрация факторов роста (таких, как ИФР-1) может существенно возрастать, особенно в тканях, подвергавшихся тренировочной нагрузке. Различия в гормональном ответе могут быть обусловлены уровнем интенсивности двигательной активности - низкая интенсивность занятий сопровождается менее заметными колебаниями содержания гормонов в крови по сравнению с более высокой. Таким образом, влияние выполняемой работы, интенсивности, объема и кратности тренировочных занятий, - все это позволяет создать тренировочный стимул, который оказывает сильное воздействие после одного занятия или периодическое при регулярной двигательной активности.

Понимание роли различных гормонов в рамках отдельной физиологической системы или в случае обмена информацией между различными физиологическими системами организма представляет проблему, поскольку практически нельзя найти гормон, который бы действовал независимо. Более того, учитывая значение многоуровневого обмена информацией для оптимальной регуляции гомеостаза, для ответа на разнообразные энергетические потребности организма при воздействии физической нагрузки необходима комплексная интеграция гормональных сигналов.

И наконец, изучение роли гормонов для двигательной активности и спорта позволяет лучше понять механизм возникновения стрессовых реакций организма в период соревнований, при перетренировке и выделить ключевые факторы в программировании занятий по двигательной активности (таких, как интенсивность, кратность и продолжительность), которые могут быть оптимизированы с целью создания более совершенных тренировочных программ, и в результате - повышения спортивных показателей. Сегодня нет никаких сомнений в том, что данные, полученные в области эндокринологии, позволяют дать ответы на вопрос о физиологических основах любой стрессовой реакции, связанной с занятиями спортом или двигательной активностью .

Возможность выполнения физических нагрузок обеспечивается слаженной работой желез внутренней секреции. Вырабатываемые ими гормоны усиливают кислороднотранспортную функцию, ускоряют передвижение электронов в цепях дыхания, а также обеспечивают гликогенолитическое и липолитическое действие ферментов, тем самым поставляя энергию углеводов и жиров. Уже перед самой нагрузкой под влиянием нервных стимулов условнорефлекторного происхождения активируется симпатическо-адреналовая система. В циркулирующей крови поступает адреналин, вырабатываемый мозгом надпочечников. С его действием сочетается влияние норадреналина, который освобождается из нервных окончаний.

Под влиянием катехоламинов осуществляется распад гликогена печени до глюкозы и поступления ее в течение крови, а также анаэробное расщепление гликогена мышц. Катехоламины вместе с гликогеном, тироксином, гормонами гипофиза соматотропином и кортикотропином осуществляют расщепление жира до свободных жирных кислот.

Вся гипоталамо-адренокортикальная система активизируется в условиях физических нагрузок, если их мощность превышает 60 % от уровня максимального потребления кислорода.

Деятельность этой системы усиливается, если такие нагрузки осуществляются в условиях психоэмоционального напряжения. Длительные физические нагрузки, особенно у недостаточно тренированных лиц, могут приводить к угнетению адренокортикальной активности, которая формируется после фазы ее усиления. Угнетение гормонального обеспечения мышечной деятельности приводит к нарушениям регуляции артериального давления и солевого обмена. Происходит накопление воды и натрия в миокарде и волокнах скелетных мышц.

Под влиянием систематических тренировок организм приобретает способность к более экономному выброса гормонов, которые обеспечивают мышечную деятельность сравнительно небольшой интенсивности. Одновременно повышается мощность эндокринной системы, которая становится способной обеспечить высокий уровень катехоламинов, глюкокортикоидов и тироксина в крови во время нагрузки. Тренировки усиливают липолитическое действие адреналина. Характерной особенностью тренированного организма является повышенная чувствительность к инсулину. Весь комплекс изменений эндокринной системы, которые происходят благодаря физической тренировке, значительно улучшает нервно-гуморальную регуляцию функций организма.

Каждый человек хочет всегда быть здоровым, молодым и красивым, существует много способов достижения этих целей. Для поддержания физической формы, а также для лечения каких-либо заболеваний, может применяться мануальная терапия, частью которой является массаж. Оздоровительный массаж имеет множество видов и техник, тут мы рассмотрим наиболее популярные из них: общий массаж; медовый массаж; лечебный массаж; балийский массаж;…

Средства массовой информации часто говорят о проблемах человека, в связи с которыми у него возникают переживания, и чаще всего среди них перечисляют вопросы отношений между близкими людьми и в обществе, на работе. Но одной из самых основных проблем, которые влияют на психику человека, является финансовый кризис, особенно это касается стран со средним и низким уровнем…

Между алкоголем и состоянием кожи существует прямая и очевидная связь - при злоупотреблении алкоголем появляется или усугубляется множество проблем с кожей. Именно об этих проблемах рассказывается в этой статье. Небольшое количество алкоголя время от времени помогает нам успокаиваться и расслабляться. В действительности, такие алкогольные напитки как вино в умеренных количествах полезны для организма. Тем не…

Выбор наилучшего метода лечения ахалазии зависит от оценки состояния пациента врачом, личных предпочтений пациента, а также от того, какие подходы к лечению уже использовались. Иногда это редкое заболевание, влияющее на функционирование пищевода, лечится при помощи лекарственных препаратов или инъекций. В других случаях может возникать необходимость в минимально инвазивной процедуре, называемой баллонной дилатацией. Если эти методы…

Абляция - это медицинская техника, используемая для устранения тканей организма посредством радиоволновых частот. Она применяется для решения множества различных медицинских проблем. Существует абляция тканей сердца, абляция эндометрия, поверхностная абляция и абляция опухолей печени. Абляция тканей сердца используется для лечения аритмии сердца, вызываемой неправильным расположением тканей в пределах сердца. Ткани могут блокировать регулярные электрические импульсы, посылаемые…