Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система

Физическое воздействие
на ГГН-систему

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система является сетью эндокринного контроля организма, стимуляция которой наблюдается под воздействием стрессовых факторов. Влияние стресса может быть охарактеризовано по-разному, сюда можно отнести жизнеугрожающие состояния при заболеваниях, оперативных манипуляциях, кровотечениях, а также постоянное влияние внешних условий (например, депрессивное расстройство либо нарушение работы желудочно-кишечного тракта). Каждая из этих разновидностей стресса стала поводом для исследования биологического ответа, формируемого с помощью гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Показано, что физическое воздействие, не зависимо от того, систематическое оно или нет, способствует стимуляции этой системы.

 

Влияние физической нагрузки
на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему

Основной целью тренировки является адаптация физиологического состояния человека к физическому стрессу в виде нагрузок. Тренировочный процесс увеличивает степень адаптации гормональной системы, что, как правило, приводит к изменению деятельности ГГН-системы. Подобный отклик организма обусловлен количеством выполненной работы, степенью интенсивности, набором упражнений, а также длительностью отдыха (восстановительного периода).

 

Действие тренировочных эффектов
на функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы
в покое

Приведение в норму концентрации кортизола после длительных аэробных нагрузок может происходить на протяжении суток. Восстановительный период после длительных высокоинтенсивных тренировок у спортсменов связан с увеличенным уровнем кортикотропина в организме, однако существенных отличий в показателях кортизола при сравнении с группой контроля не отмечается. Продемонстрировано, что тренировки с высокой интенсивностью, основной задачей которых являлась подготовка спортсменов к марафонскому забегу, благоприятно воздействовали на усиление секреции кортикотропина в гипофизе при стабильном уровне содержания кортизола. С данным положением согласованы также полученные сведения других исследований. К примеру, никаких изменений в показателях кортизола в общем кровотоке не выявлялось после окончания тренировочного цикла у бегунов-марафонцев. Высокая интенсивность занятий бегом при любой протяжённости дистанций, а также 3-хмесячные высокоинтенсивные тренировки пловцов-профессионалов не приводили к изменениям базовых показателей кортизола. Скорее всего, подобное наблюдение могло говорить о низкой сенсибилизации надпочечниковых желёз к продукции адренокортикотропного гормона, однако, продемонстрировано, что в процессе тренировочных занятий с акцентом на выносливость подобного сокращения не обнаружено. Вместе с тем, отмечается уменьшение чувствительности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы к глюкокортикостероидам, по большей части, в тканях гипофиза. У адаптированных к нагрузкам молодых людей в течение суток после тренировки наблюдается снижение сенсибилизации моноцитов к стрессовому гормону – кортизолу.

Полученные сведения не соответствуют информации, которая описывает увеличение показателей кортизола в покое без последующих изменений физиологического уровня кортикотропного гормона после высокоинтенсивной тренировки на беговой дорожке. У пловцов-профессионалов небольшое удлинение дистанции заплывов может вызвать рост физиологической концентрации кортизола в крови, однако, не факт, что данный прирост как-от отразится на итоговых показателях времени заплыва. Существуют также сведения о том, что у велосипедистов профессионального уровня содержание кортизола в организме в период отдыха больше, в сравнении с лицами, ведущими малоактивный образ жизни.

Возраст, половая принадлежность, характер питания, психологический настрой, степень тренировочной адаптации, разновидность и продолжительность физического воздействия способны изменять характер влияния тренировочного стресса на функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Не обнаружено существенных различий в характере биологического ответа в организмах спортсменов обоих полов на мгновенный рост интенсивности нагрузок. У детей, занимающихся гимнастикой, при 5 тренировках в неделю с умеренной интенсивностью не выявлено существенных изменений концентрации кортизола. Вместе с тем, у детей, также занимающихся гимнастикой, уже через 8-15 недель интенсивных тренировок наблюдался количественный рост кортизола, однако энергозатраты организма сократились на треть. Следовательно, высокое содержание кортизола, скорее всего, коррелирует с недостатком энергии, не имеющим какого-либо отношения к тренировочному воздействию. При сбалансированном питании у юных гимнастов эффекты от тренировок ни коем образом не влияли на базовое содержание кортизола.

Изменения показателей кортизола в организме определяются длительностью и видом тренировочной нагрузки, поскольку интервальный тренинг бегунов (включающий в себя значительную часть анаэробных нагрузок) в отличие от аэробных тренировок приводит к росту показателей кортизола в организме. Выросший объём тренировочной нагрузки в сочетании с пониженной интенсивностью способствует сокращению уровня кортизола в покое, в том числе и после завершения тренировочной сессии, что, кстати, может быть признаками перетренировки. Однако двукратный рост тренировочного объёма никак не влияет на число молекул кортизола в системе кровообращения. Помимо этого, при таких обстоятельствах не было найдено отличий в типе эндокринного ответа на повышенный объём перекрёстного тренинга, в сравнении с эффектами, полученными от специфических тренировок. Эндокринные изменения в течение месяца аэробного тренинга обладают схожими моментами, не зависимо от условий, в которых проходили занятия (например, в разных условиях в зависимости от атмосферного давления). Аналогичным образом учёным не удалось определить связь времени года и изменений, связанных с физическими нагрузками. У лиц старшей возрастной группы отмечается большая вариативность эффектов аэробного тренинга на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, однако в общем, систематические изменения гормонального фона схожи с изменениями, происходящими у молодых людей.

Силовой тренинг может неодинаково воздействовать на базальный уровень кортизола в плазме: существующие сведения говорят о стабильных показателях кортизола либо о сокращении его концентрации в организме. Рост степени интенсивности тренировочного воздействия либо длительности способствует увеличению показателей кортизола в покое. При 2-ух кратном повышении объёма тренировок уровень данного гормона сокращался. Несмотря на то, что высокоинтенсивный тренинг на протяжении 24 месяцев значительно не оказывал влияния на количество кортизола в состоянии покоя у молодых людей, после 7 дней максимально интенсивных нагрузок у них происходило увеличение уровня кортизола сразу после пробуждения. У молодых людей высокоинтенсивная силовая работа, приводящая к состоянию перетренированности, способствовала незначительному сдвигу баланса тестостерона-кортизол в сторону тестостерона и, соответственно, уменьшению показателей содержания кортизола в плазме. Подобные показатели уровня гормонов отличаются от охарактеризованных ранее признаков перетренированности, а это может говорить о том, что анализ концентраций тестостерона и кортизола в системе кровообращения не подходит в качестве способа определения перетренированности, индуцированной выполнением физических упражнений с высокой степенью интенсивности.

 

Тренировочная нагрузка
и отклик организма на неё

Изменение концентрации кортизола под воздействием физических нагрузок с умеренной степенью интенсивности не зависит от уровня адаптации спортсмена. Наряду с этим, ответ эндокринной системы на абсолютный показатель интенсивности может варьироваться, другими словами, организм адаптируется к внешним воздействиям. При этом у физически подготовленных спортсменов отмечается наиболее выраженная стимуляция оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники в ответ на тренировки с чрезмерной степенью интенсивности. Разновидность тренировочного воздействия некоторым образом определяет специфику ответной реакции системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники на физический стресс. В том случае, если тренировочный план включает в себя значительную часть анаэробной нагрузки, то это, как правило, может привести к усилению выработки кортизола на дальнейшее воздействие нагрузок.

 

Тренировочные нагрузки
и негативные изменения
функций оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники

Состояние перетренированности,
вызванное воздействием
максимальной физической нагрузки

В том случае, если организм не адаптировался к возросшему тренировочному стрессу, либо длительность восстановительного периода достаточно мала, может отмечаться стрессовое переутомление, в дальнейшем переходящее в перетренированность. Переутомление можно рассматривать в качестве краткосрочного состояния перетренированности и, как правило, оно является нормальным физиологическим процессом в тренировочном плане. Также, подобное состояние может являться нормой после участия спортсмена в соревнованиях, в которых необходимо преодолевать высокоинтенсивные аэробные нагрузки. По сравнению с физическим переутомлением, перетренированность характеризуется высокой степенью утомляемости, психологической «неустойчивостью», склонностью к заболеваниям (как следствие снижения функций иммунной системы), а также негативными изменениями в работе половой системы. Состояние перетренированности, по большей части, является результатом неправильно подобранных нагрузок и малого времени восстановительного периода.

При анализе функциональности ГГН-системы исследователи предположили, что начальные этапы переутомления (начальное состояние перетренированности) могут сопровождаться снижением чувствительности надпочечников к адренокортикотропному гормону (АКТГ), при этом за счёт компенсаторных функций организма происходит увеличение выработки АКТГ в гипофизе с одновременным снижением выработки кортизола. Достоверный синдром перетренированности обуславливается увеличением показателей физиологической концентрации кортизола и его количества в суточной моче, плюс к этому наблюдается сокращение диапазона изменений в концентрации кортизола и кортикотропина под воздействием физической нагрузки. У некоторых испытуемых с хорошим уровнем адаптации к нагрузкам, которые регулярно занимались бегом, при увеличении интенсивности на 40% в течение 3-ёх недель отмечалось переутомление, вдобавок было выявлено, что повышенный уровень кортизола в крови постепенно сокращался. Как правило, при умеренной интенсивности нагрузок, снижение уровня кортизола происходило спустя 30 минут после тренировки. Достаточно выраженные формы перетренированности обусловлены снижением работоспособности оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники и симпатоадреналовой системы. Подобная симптоматика отмечается лишь после неадекватных с точки зрения интенсивности нагрузок аэробной направленности с большим количеством упражнений и повышенным уровнем энергопотребления организма.

Есть ли существенные отличия между эффектами перетренированности, которая была вызвана высокообъёмной тренировкой с высокой степенью интенсивности, и перетренированностью, объясняющейся высокоинтенсивной аэробной работой, на данный момент не установлено. После окончания силового тренинга со 100-%-ной степенью интенсивности базовая концентрация кортикотропина и кортизола, по всей видимости, сохраняется на прежнем уровне, при этом наблюдается снижение силы физиологического отклика под влиянием нагрузок. Итоговые данные, полученные в процессе многих исследований, говорят о том, что изменения уровня гормонов по отношению к базовому уровню под воздействием тренировочных нагрузок, являются хорошим параметром для измерения уровня стресса, возникающего по причине тренировок. Аналогичный анализ итоговых результатов помогает при обнаружении пониженной активности надпочечников. Наряду с этим, принимая во внимание существенные индивидуальные отличия обнаруженных эндокринных изменений, которые происходят после тренировочных занятий либо во время перетренированности, для определения эффективности нагрузок следует проводить индивидуальный анализ эндокринных характеристик.

 

Нарушение менструального цикла,
обусловленные физической нагрузкой

Нарушения работы половой системы, которые связаны с тренировочным воздействием на организм, у женщин сопряжены со снижением работоспособности ГГН-системы. Это сопровождается некоторыми изменениям концентрации кортизола в крови, за счёт выполнения упражнений с интенсивностью 90-100% от максимальных значений. Плюс ко всему, выявлено, что у женщин, активно занимающихся спортом, с наличием аменореи (отсутствием кровянистых выделений в начале менструального цикла) отмечается наиболее высокий показатель базовой концентрации кортизола в организме на протяжении суток, в особенности, после пробуждения. Помимо этого, имеются сведения, которые подтверждают усиленную выработку кортикорелина и уменьшение чувствительности надпочечниковых желёз к кортикотропину у женщин, занимающихся спортом и имеющих проблемы в работе половой системы.

 

Выводы

Проведение разовой тренировки с максимальной степенью интенсивности приводит к значительному увеличению концентраций кортизола и кортикотропного гормона, никак не связанное с уровнем адаптации спортсменов. Регуляторная функция данного процесса осуществляется с помощью гипоталамуса с участием кортикорелина и вазопрессина. Показатель роста концентрации кортизола напрямую зависит от степени интенсивности тренировки (процентный показатель от максимального уровня потребления кислорода – VO2max). У людей старшей возрастной группы могут отмечаться изменения в степени выраженности эндокринного ответа, при этом каких-либо отличий по половому признаку в выработке кортизола не выявлено. При низкой интенсивности тренировок (с низким анаэробным порогом) только длительные занятия способны привести к значительным изменения концентрации кортизола. Более неоднозначным, по всей видимости, является влияние силового тренинга на ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники; в данном случае имеют место быть половые и возрастные особенности человека. Изменения тренировочных эффектов на организм отмечались также и при других видах физических нагрузок, к примеру, при плавании. Употребление белково-углеводных смесей в ходе длительных тренировок с отягощениями способствует менее выраженному росту концентрации кортизола, что свою очередь говорит о вероятном значении гипогликемического состояния ГГН-системы. Существенный рост показателей кортизола в организме под влиянием физических нагрузок отмечается также в условиях низкого атмосферного давления. Наряду с этим после адаптации к внешним факторам (к низкому давлению) происходит увеличение концентрации кортизола в спокойном состоянии.

Несмотря на итоги последних клинических испытаний, в которых изучалось влияние физических нагрузок на ГГН-систему, в данном направлении, как и прежде, имеется много неподтверждённых сведений, не совпадающих с результатами других исследований в смежных сферах науки. Физиологический отклик ГГН-системы на стрессовое воздействие определяется не только происхождением стрессового фактора, но и условиями его возникновения, сюда же можно отнести зависимость формирования стрессовой реакции от специфических особенностей человека (наследственности, пола, уровня адаптации, сбалансированности рациона и пр.). Помимо этого, на итоговый результат также влияют систематичность и способ взятия образцов для диагностики.

В общем, высокоинтенсивный объёмный тренинг небольшой длительности способствует увеличению концентрации кортизола в крови, в особенности, это хорошо показано при включении в процесс занятий анаэробных нагрузок. Со временем в организме отмечаются изменения уровня адаптации к физическим нагрузкам, выражающиеся снижением физиологического ответа в надпочечниках при одинаковой степени интенсивности тренировок (то есть надпочечники становятся слабо восприимчивы к действию кортикотропина). При возникновении переутомления наблюдается уменьшение диапазона изменений концентрации кортизола, при этом, в состоянии перетренированности отмечается системное снижение функций оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Некоторые факторы, имеющие возможность варьировать силу физиологического отклика либо приводящие к перетренированности\переутомлению, ещё необходимо определить в последующих экспериментах.

Сложно вообразить, какие из нарушений работы ГГН-системы являются последствием тренировочных нагрузок, а какие связаны с патологическими процессами, опосредованными воздействием физического стресса. Помимо этого, в дальнейшем ещё необходимо будет определить вероятность применения показателей работы ГГН-системы в качестве оценки эффективности и интенсивности тренировок.