Динамика содержания кортизола в организме мужчин при выполнении физической работы в зависимости от уровня тренированности

Введение. В современном мире значительная часть человеческой популяции может быть подвержена стрессу и отнесена к легко утомляемым людям с ограниченными компенсаторно-приспособительными возможностями [5]. Достаточное количество из них составляют нетренированные лица различного возраста, ведущие малоподвижный образ жизни. В условиях физической нагрузки эти люди могут подвергаться повреждающим эффектам стресса. Более того, существуют категории людей, которые, напротив, активно занимаются спортом, причем не только в молодом, но в зрелом и даже в преклонном возрасте. В данном случае, в условиях тренировочных и соревновательных нагрузок, неадекватных функциональным возможностям и возрастным особенностям организма, спортсмены также могут быть подвержены повреждающим эффектам стресса и срыву адаптации [4]. В формировании подобных эффектов большое значение придается гормонам, принимающим участие в реализации стрес-сорных адаптационных изменений, обеспечивающих связь между управляющим органом (центральной нервной системой) и исполнительными органами, тканями, клетками [8]. Важная роль в реализации адаптивных эффектов стресса принадлежит гормонам надпочечников – глюкокортикоидам. Повышенные потребности в этих адаптивных гормонах в условиях стресса подвергают большому напряжению механизмы эндокринного гомеостаза [6]. В связи с этим изучение гормональных механизмов адаптации у людей различного возраста и уровня тренированности открывает путь к выявлению эффективных мер укрепления их здоровья и профилактики патологических состояний.

Целью работы явилось изуче- ние динамики содержания кортизола в организме мужчин различного возраста и уровня тренированности при выполнении физической работы.

Методы исследования. Всего было обследовано 128 относительно здоровых мужчин-добровольцев первого и второго зрелого возраста от 22-50 лет с различным уровнем тренированности. Группы нетренированных лиц (n=42) составили относительно здоровые мужчины 22-26 лет (n=22) и 40-50 лет (n=20), не занимающиеся физической культурой (n=42). В свою очередь группы тренированных мужчин (n=86) составили молодые спортсмены 22-26 лет (n=50) и спортсмены-ветераны 40-50 лет (n=36), представители циклических и силовых видов спорта. Исследование физической работоспособности проводили с использованием двухступенчатого велоэргометрического теста PWC170 и его модификации PWCAF. [1]. Концентрацию кортизола в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммунноферментного анализа с использованием наборов СтериодИФА-кортизол-01. Для изучения со- держания кортизола в организме испытуемых брали заборы венозной крови в покое и после каждой ступени нагрузки, выполняемой во время велоэргометри-ческого теста ступенчато-повышающейся мощности. Первоначальная нагрузка (W1) составляла 50 Вт при скорости педалирования 60 об/мин в течение 5 минут. В последующем нагрузку увеличивали до 150-200 Вт (W2). Изучаемые в работе физиологические показатели регистрировали в течение 30 секунд в конце последней минуты каждой ступени нагрузки. Полученные результаты обработаны статистически с помощью компьютерной программы “OriginPro 8.5.1”.

Результаты и обсуждение. Исходя из теории общего адаптационного синдрома, усиление адренокортикальной активности при физической нагрузке объясняется тем, что интенсивная физическая нагрузка является стрессором. С позиций этой теории отсутствие усиления адренокортикальной активности при мышечной работе наблюдается в случаях, когда организм обладает хорошей резистенстностью к данной нагрузке. Если это так, то наличие или отсутствие, а также степень усиления адренокортикальной активности должны зависеть от параметров нагрузки и уровня тренированности [4].

Уровень тренированности испытуемых соотносили с уровнем физической работоспособности, который определяли в тесте PWC170. Так, у нетренированных мужчин 22-25 и 40-50 лет физическая работоспособность составила соответственно 1122,3±155,3 и 629,2±74,4 кг.м.мин-1, р<0,05). Тогда как у их тренированных сверстников 18-25 и 35-50 лет физическая работоспособность находилась в диапазоне от 1519,2±271,8 до 1730,8±264,08 кг.м.мин-1. То есть, у нетренированных мужчин уровень физической работоспособности был значительно ниже в сравнении с тренированными.

Результаты исследований, касающиеся изучения концентрации кортизола в сыворотке крови испытуемых во время интенсивной мышечной деятельности, показали, что у нетренированных мужчин первого и второго зрелого возраста содержание кортизола после субмаксимальной физической нагрузки снижалось по отношению к покою (соответственно первый зрелый возраст нагрузка – 310,6±48,14 нмоль/л, покой – 477,9±131,86 нмоль/л, (p<0,05) и второй зрелый возраст нагрузка – 386,2±40,79 нмоль/л, покой – 507,1±40,91 нмоль/л, p<0,05) (рис. 1, 2). У тренированных мужчин первого зрелого возраста – представителей циклических видов спорта, содержание кортизола при субмаксимальной физической нагрузке не изменялось в сравнении с покоем (покой – 521,1±120,2 нмоль/л, нагрузка – 778,5±240,7 нмоль/л, p>0,05). Тогда как у мужчин – представителей циклических видов спорта второго зрелого возраста – содержание кортизола в сыворотке крови при выполнении субмаксимальной физической работы достоверно изменялось в сравнении с покоем (покой – 456,36±17,06 нмоль/л, нагрузка – 544,34±40,00 нмоль/л, p<0,05). В свою очередь у мужчин – представителей силовых видов спорта – содер- жание кортизола при выполнении субмаксимальной нагрузки было наибольшим. Так, у 18-25-летних мужчин концентрация кортизола в сыворотке крови была равной 815,3±240,59 нмоль/л и по отношению к покою достоверно не изменялась (p>0,05). В свою очередь у 35-50-летних мужчин – представителей силовых видов спорта, содержание кортизола повысилось при выполнении физической работы субмаксимальной мощности до 824,7±67,23 нмоль/л, (p<0,05).

Развивающиеся в организме адаптационные реакции независимо от уровня тренированности, возраста и параметров физической нагрузки могут иметь и выраженные индивидуальные особенности. В связи с этим нами изучены индивидуальные особенности изменения содержания кортизола в сыворотке крови при выполнении физической работы субмаксимальной мощности. Нами показано, что у нетренированных мужчин в большинстве случаев (от 62 до 100%) наблюдается снижение содержания кортизола в сыворотке крови. Тогда как у тренированных мужчин – представителей различных видов спорта – уровень кортизола при физической работе в большинстве случаев (от 71 до 100%) повышается.

В настоящее время известно, что физический стресс принадлежит к ряду наиболее мощных и распространенных природных стимулов, влияющих на все функции организма [2]. В известной монографии [4] показано, что нейроэндокринная система первой реагирует на физические воздействия. Проявлением подобных адаптационных реакций (особенно во время срочной адаптации и в частности на ее повреждающей стадии) в нетренированном организме является гиперактивация стресс-реализующих систем (гипоталамо-гипофи-зарно-адренокорикальной и адренергической), вызывающая значительное по величине и длительности высвобождение соответствующих гормонов, в том числе глюкокортикоидов, обладающих в избытке прессорным и катаболическим эффектом. Однако наши исследования показали, что в нетренированном организме мужчин первого и второго зрелого возраста во время срочной адаптации к физической нагрузке субмаксимальной мощности, напротив, наблюдается снижение глюкокортикоидной активности коры надпочечников. При этом наиболее адекватными, на наш взгляд, являются адаптационные реакции мужчин второго зрелого возраста. Установлено, что с возрастом активность организма в преодолении стресса снижается, изменяется характер вовлечения эндокринных желез, сокращается диапазон приспособления на уровне функциональных систем, легче и быстрее развивается фаза истощения приспособительных возможностей организма. Все это ограничивает возможную амплитуду ряда адаптационных проявлений при стрессе [10]. В связи с этим выявленное нами снижение глюкокортикоидной активности коры надпочечников у мужчин второго зрелого возраста может свидетельствовать об ограничении амплитуды адаптационных реакций на уровне нейрогормонального звена, что обусловлено

Рис. 1. Содержание кортизола в организме мужчин первого зрелого возраста при выполнении велоэргометрического теста ступенчато-повышающейся мощности

циклические виды

силовые виды нетренированные

Рис. 2. Содержание кортизола в организме мужчин второго зрелого возраста при выполнении велоэргометрического теста ступенчато-повышающейся мощности

циклические виды

силовые виды нетренированные

возрастными изменениями в соотношениях различных звеньев нейро-гормональной регуляции в осуществлении адаптации [3].

Что же касается нетренированных мужчин первого зрелого возраста (18-25 лет), то выявленное нами снижение глюкокортикоидной активности коры надпочечников на применяемые физические воздействия может быть обусловлено повышенной реактивностью ЦНС, сопровождающейся запредельным торможением. Так, при обсуждении основных положений теории адаптивного реагирования А. Б. Георгиевским было отмечено: «Нельзя себе представить реактивную возбудимость, которая не была бы ограничена торможением. До определенного момента возрастание силы внешнего агента ведет к возбуждению реактивных структур. Однако реактивные возможности живых систем не бес- предельны. Поэтому чрезмерно сильное или чрезмерно длительное раздражение вызывает запредельное торможение, которое спасает реактивные структуры от истощения и гибели» [9]. Также А. А. Виру [2] указывал на снижение продукции глюкокортикоидов в связи с субмаксимальной физической нагрузкой, вызывающей переутомление. Очевидно, что такая адаптационная реакция у нетренированных мужчин первого зрелого возраста могла быть вызвана переутомлением в связи с отсутствием какого-либо адаптационного фундамента к данному физическому воздействию в связи с низким уровнем тренированности. В свою очередь отсутствие достоверных изменений в содержании кортизола в сыворотке крови при физической работе у мужчин первого зрелого возраста – представителей циклических видов спорта – может быть обусловлено высокой резистентностью к физической нагрузке, что является проявлением долговременной адаптации, для которой характерной является высокая степень экономичности функций [4]. Аналогичная тенденция наблюдается и в отношении низкой адренокортикальной активности у мужчин первого зрелого возраста – представителей силовых видов спорта, что также обусловлено сформировавшейся адаптацией к физической нагрузке в связи с достаточным уровнем тренированности. Однако у мужчин второго зрелого возраста – представителей циклических и силовых видов спорта – физическая работа субмаксимальной мощности на велоэргометре вызывает повышение содержания кортизола в крови, что является адекватной реакцией на физическую нагрузку, вызывающую «переключение» метаболизма на катаболические процессы в связи с увеличением энерготрат. При этом у представителей силовых видов спорта содержание кортизола является наибольшим. Это может быть связано с напряжением функций стресс-реализующих систем организма в условиях регулярного применения силовых нагрузок, вызывающих значительное увеличение энерготрат [7], на что указывает и повышенная фоновая активность глюкокортикоидной функции у представителей силовых видов спорта в сравнении с их сверстниками, занимающимися циклическими видами спорта.

ВЫВОДЫ.

• 1.    У всех обследованных нетренированных мужчин при физической работе субмаксимальной мощности выявлено снижение содержания кортизола в сыворотке крови. Такие адаптационные реакции у мужчин первого зрелого возраста могут быть вызваны переутомлением в связи с отсутствием какого-либо адаптационного фундамента к данному физическому воздействию в связи с низким уровнем тренированности. У мужчин второго зрелого возраста низкая адренокортикальная активность может свидетельствовать об ограничении амплитуды адаптационных реакций на уровне нейрогормонального звена, что обусловлено возрастными изменениями в соотношениях различных звеньев нейро-гормональной регуляции в осуществлении адаптации.

• 2.    У мужчин – представителей циклических и силовых видов спорта первого зрелого возраста – достоверных изменений содержания кортизола в крови при физической работе субмаксимальной мощности не выявлено, что обусловлено высокой резистентностью к физической нагрузке в связи с формированием долговременной адаптации, для которой характерной является высокая степень экономичности функций.

• 3.    У мужчин – представителей циклических и силовых видов спорта второго зрелого возраста – при выполнении субмаксимальной физической работы выявлено повышение содержания кортизола в крови, что

• свидетельствует об увеличении энерготрат. При этом у представителей силовых видов спорта содержание кортизола в крови является наибольшим, что может быть связано с повышенной фоновой активностью глюкокортикоидной функции, вызванной напряжением функций стресс-реализующих систем организма в условиях систематического применения силовых нагрузок.

• 4.    При анализе индивидуальных реакций у тренированных мужчин при физической работе субмаксима-льй мощности в большинстве случаев (от 71 до 100%) наблюдается повышение содержания кортизола в крови, тогда как у нетренированных мужчин, напротив, в большинстве случаев (от 62 до 100%) наблюдается уменьшение. Выявленные типы реакций могут быть использованы с целью коррекции процесса адаптации к физическим нагрузкам у мужчин различного возраста и уровня тренированности.

Психология