Эндокринно-метаболические взаимоотношения пищеварительной системы в условиях восстановления после физической нагрузки

Двигательная активность и спорт являются неотъемлемой частью современной жизни человека. Однако необходимо учитывать, что при неправильных подходах к использованию двигательной активности она может также оказывать негативное воздействие. В этом случае спортивная деятельность превращается в экстремальный фактор, требующий мобилизации функциональных резервов и компенсаторно-приспособительных механизмов. В настоящее время система подготовки в спорте, особенно спорте высших достижений, характеризуется исключительно высокими тренировочными и соревновательными нагрузками. Вполне естественно, что это является мощнейшим фактором мобилизации функциональных резервов организма, стимуляции интенсивных адаптационных процессов. Существенное увеличение объема и мощности физических нагрузок в современном спорте привело к значительному возрастанию энергозатрат организма. Выявление особенностей метаболизма в процессе ассимиляции нутриентов на клеточном и субклеточном уровне дало возможность определить потребности спортсмена в отдельных компонентах пищевого рациона, установить их оптимальные соотношения, необходимые для увеличения физической работоспособности, ускорения процессов адаптации к нагрузкам, активизации процессов восстановления организма [3, 6]. Раскрытие механизмов гормональной регуляции при восстановлении функциональной активности пищеварительной системы и прежде всего ее гастродуоденального отдела при гиперкинезии позволит в значительной мере влиять как на сам процесс последействия, так и на его временные параметры [2, 10].

Материалы и методы исследований. В исследовании приняли участие мужчины в возрасте от 18 до 22 лет. По условиям работы все обследуемые разделены на три группы. Контрольную группу (n = 8) составили лица, не занимающиеся спортом, во вторую группу (n = 8) вошли спортсмены-борцы, имеющие квалификацию «кандидат в мастера» и «мастер спорта», в третью группу (n = 8) – спортсмены-лыжники высокой квалификации. Методом фракционного гастродуоденального зондирования определяли объем и рН дуоденального содержимого, концентрацию и валовое выделение бикарбонатов, липазы, амилазы, протеолитическую активность секрета [4, 11]. Исследовали внешнесекреторную деятельность поджелудочной железы в условиях базальной секреции и стимулированной 0,5 % раствором соляной кислоты в объеме 30 мл. В качестве модели острого мышечного напряжения предлагалась 60-минутная велоэргометрическая нагрузка на уровне 60–70 % от уровня МПК. Для изучения динамики восстановления изучаемых показателей исследование проводилось в четыре этапа. На первом этапе предполагалось изучение показателей в состоянии покоя (фоновые данные), на втором этапе изучались показатели сразу после нагрузки, на третьем этапе – через 1 час отдыха после нагрузки, на четвертом этапе – после 2 часов отдыха по окончании нагрузки. Методом иммуноферментного анализа в сыворотке крови определяли содержание адренокортикотропного гормона, инсулина, кортизола. Содержание указанных гормонов определяли в сыворотке крови натощак и через 15 минут после введения стимулятора панкреатической секреции. Все исследования проводились при наличии письменного согласия обследуемых и с учетом биоэти-ческих норм. Статистический анализ проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Для сравнения переменных в каждой обследуемой группе по отношению к фоновым данным применяли парные критерии. Взаимосвязь параметров оценивали путем расчета коэффициента корреляции (r) Пирсона при уровне безошибочного прогноза более 95 % (р < 0,05).

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ полученных данных показал отсутствие различий в содержании инсулина в состоянии покоя между группами обследуемых. Концентрация адренокортикотропного гормона и кортизола была значимо выше (р < 0,05) у спортсменов. В отношении индекса кортизол/инсулин обнаружено его значимое превышение у спортсменов по отношению к обследуемым контрольной группы.

Мышечная нагрузка субмаксимальной мощности, выполняемая на уровне 65-75 % от максимального потребления кислорода, вызывала существенное повышение у спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробном режиме (лыжников), практически всех показателей, характеризующих выделение жидкой части панкреатического секрета, активность бикарбонатов, фер-ментовыделение липазы, амилазы, протеолитическую активность как в условиях базальной, так и стимулированной секреции. У обследуемых контрольной группы происходило снижение объема панкреатического секрета, индекса бикарбона-ты/соляная кислота, валового выделения липазы и суммарной протеолитической активности в условиях стимулированной секреции, в то время как концентрация амилазы и ее дебит-час в условиях стимулированной секреции и протеолитической активности в условиях базальной секреции существенно превышали таковые в состоянии покоя. Для борцов характерно увеличение концентрации липазы и амилазы при стимуляции и снижение жидкой части секрета, активности бикарбонатов в условиях базальной секреции.

Анализ гормонального фона у обследуемых с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности в условиях действия субмаксимальной мышечной нагрузки выявил специфические особенности. Исследования ряда авторов позволили установить, что реакция на нагрузку не изменяется одновременно и в одинаковой мере в зависимости от концентрации разных гормонов в крови [1, 8, 9].

Действие 60-минутной физической нагрузки привело к существенному (р < 0,05) снижению содержания инсулина в сыворотке крови у всех групп обследуемых (см. таблицу).

В большей степени это было характерно для обследуемых контрольной группы и борцов. Снижение инсулина натощак и в условиях стимуляции панкреатической секреции раствором соляной кислоты происходило у неспортсменов до 44 ± 8,1 % (р < 0,01) и 67 ± 11,8 % (р < 0,05) соответственно, у борцов - до 55 ± 8,91 % (р < 0,01) и 46 ± 10,39 % (р < 0,01). В то же время у лыжников снижение содержания данного гормона установлено лишь натощак.

На сегодняшний день нет однозначных мнений о влиянии адренокортикотропного гормона и кортизола на внешнесекреторную деятельность поджелудочной железы. Исследователи, изучая реакцию системы гипоталамус - гипофиз - надпочечники на действие физических нагрузок, отмечают разнонаправленность изменений содержания гормонов этой системы [5, 7, 13, 14].

При действии субмаксимальной нагрузки установлено более высокое (р < 0,05) содержание адренокортикотропина у спортсменов. В отношении кортизола более высокие показатели (по отношению к другим группам обследуемых) характерны только для спортсменов-лыжников. У обследуемых после действия мышечного напряжения по отношению к данным фона отмечаются однонаправленные изменения содержания гормонов АКТГ - кортизол. Для всех групп обследуемых установлена тенденция к снижению концентрации как адренокортикотропного гормона, так и кортизола натощак. В условиях стимуляции поджелудочной железы отмечается увеличение содержания этих гормонов у обследуемых. Причем значимым (р < 0,05) увеличение содержания кортизола в крови было только у лиц контрольной группы.

Обобщая данные по влиянию мышечного напряжения на эндокринные механизмы регуляции внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы, можно заключить, что в условиях действия достаточно интенсивной физической нагрузки снижается продукция инсулина, утилизирующего глюкозу из крови, усиливается тенденция к падению содержания гормонов с выраженной катабо-

Влияние субмаксимальной физической нагрузки на содержание эндогенных гормонов в сыворотке крови у обследуемых контрольной группы и спортсменов разных специализаций (M ± m) (n = 24)

	Контрольная группа		Борцы		Лыжники
	Т	С	Т	С	Т	С
АКТГ (пг/мл)	22,6 ± 1,1	24,5 ± 1,6	32,5 ± 3,3*	33,2 ± 3,2*	29,3 ± 2,5*	33,2 ± 1,9**
Кортизол (нг/мл)	200 ± 13,9	163 ± 5,1	199 ± 15,2	151 ± 7,1	193 ± 11,4	236 ± 20,1**
Инсулин (мкЕд/мл)	6,4 ± 0,5	6,8 ± 0,8	6,2 ± 0,5	5,2 ± 0,5	7,3 ± 0,7	6,6 ± 0,6
Кортизол/ Инсулин	34,5 ± 6,6	26,1 ± 2,8	33,2 ± 3,5	31,5 ± 3,7	27,4 ± 2,3	36,4 ± 1,6**

*различия достоверны по отношению к контрольной группе (р < 0,05); **(р < 0,01).

лической направленностью. При этом отмечается то, что индекс кортизол/инсулин остается достаточно высоким.

Динамика восстановления показателей внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы у обследуемых с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности показала, что в условиях часового восстановительного периода максимальный объем секрета, индекс бикарбонаты/соляная кислота, а также валовое выделение амилазы в условиях стимулированной раствором соляной кислоты панкреатической секреции выявлены у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества. Тогда как у спортсменов, развивающих качество выносливости, установлено большее значение активности бикарбонатов в условиях стимулированной секреции. Через 2 часа отдыха у лыжников отмечается максимальное значение протеолитической активности.

Анализ динамики восстановления показателей внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы у испытуемых показал, что двухчасовой период последействия нагрузки не обеспечил восстановления показателя индекса бикарбонаты/ соляная кислота, а также протеолитической активности у обследуемых контрольной группы. Для спортсменов-лыжников характерно превышение показателей, характеризующих выделение жидкой части секрета, валового выделения бикарбонатов, индекса бикарбонаты/соляная кислота, а также ферментов липазы, амилазы, протеолитической активности в условиях стимулированной панкреатической секреции относительно фоновых значений. В определенной мере данное положение о полном восстановлении исследуемых показателей характерно и для борцов.

Основные закономерности биохимической реституции в период отдыха установлены Н.Я. Яковлевым [12]. На основе его исследований был сформулирован принцип гетерохронности восстановления и суперкомпенсации содержания различных биохимических ингредиентов.

Нами выявлено однонаправленное изменение инсулина и адренокортикотропного гормона, содержание которых в течение исследуемого периода достоверно (р < 0,01) уменьшалось у обследуемых всех групп (см. рисунок).

Причем отмечается факт снижения этих гормонов как натощак, так и при стимуляции поджелудочной железы раствором соляной кислоты. Наряду со снижением концентрации АКТГ в условиях восстановительного периода обнаружено существенное увеличение (р < 0,05) концентрации кортизола у обследуемых контрольной группы. Если через 1 час отдыха увеличение достигало 151 ± ± 10,71 % натощак и 175 ± 5,9 % в условиях стимуляции и было максимальным за весь период исследования, то через два часа превышение фоновых данных (и показателей, полученных сразу после действия мышечной нагрузки) составило 113 ± 5,7 % и 127 ± 2,3 % соответственно. Для спортсменов также характерно увеличение концентрации кортизола в восстановительном периоде, но только в условиях стимулированной секреции. Для борцов установлено достоверное увеличение содержания кортизола в сыворотке крови после двух часов отдыха, для лыжников - после часового периода восстановления. По мнению Л.Е. Панина [9], показатель кортизол/инсулин является наиболее объективным критерием активности развивающихся в организме компенсаторных процессов. После действия нагрузки коэффициент кортизол/инсулин продолжал превышать исходные величины, причем превышение у обследуемых всех групп было достаточно существенным (р < 0,01).

Заключение . Обобщая полученные данные о динамике изменений внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы и сопряженных с ней гормональных сдвигах после действия мышечной нагрузки у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности, можно отметить в состоянии покоя значимо низкие (по сравнению с обследуемыми контрольной группы) показатели, характеризующие выделение жидкой части секрета, валовое выделение бикарбонатов и липазы у спортсменов. Наряду с этим у спортсменов в сыворотке крови через 15 минут после введения стимулятора обнаружено существенно большая (по отношению к контрольной группе) концентрация катаболических гормонов: АКТГ и кортизола.

Мышечная нагрузка оказала существенное и разнонаправленное влияние на внешнесекреторную деятельность поджелудочной железы. В целом отмечается ингибирующее влияние нагрузки на содержание гормонов катаболического ряда у обследуемых натощак и стимулирующее влияние на концентрацию АКТГ и кортизол при введении стимулятора панкреатической секреции. При этом концентрация инсулина в крови значимо снижалась. Данные гормональные изменения соотносятся с существенным усилением внешнесекреторной активности поджелудочной железы у лыжников. В целом же отмечается усиление ферментовыде-ления липазы и амилазы у борцов и амилазы у контрольной группы. При этом у обследуемых контрольной группы выделение жидкой части панкреатического секрета, индекс бикарбонаты/ соляная кислота и выделение липазы в отношении фоновых показателей оказываются значимо меньшими.

В условиях восстановления отмечаются общие для всех групп обследуемых гормональные реакции. Это прежде всего сниженная (р < 0,01) концентрация инсулина и АКТГ в крови при повышенном содержании кортизола. В отношении интегративного показателя (индекса напряжения кортизол/инсулин) установлено его преобладание в условиях восстановления, что указывает на

стимулированная секреция

—О—контрольная группа —Д—оорпы —О—лыжники

Динамика восстановления концентрации исследуемых гормонов у спортсменов различной специализации и лиц, не занимающихся спортом: * - различия достоверны по отношению к аналогичным данным физиологического покоя (р < 0,05); ** - (р < 0,01; *** - (р < 0,001)

существенность оказанной нагрузки на организм и неспособность в какой-то мере восстановиться после нее через 2 часа отдыха, а также на низкую выраженность анаболических реакций на фоне сниженного содержания инсулина. Полученные данные по определению степени напряжения функциональных систем организма в условиях нагрузки и после нее свидетельствуют о том, что при учете коэффициента кортизол/инсулин у обследуемых адаптационные возможности организма оказались достаточно высокими, что говорит о развивающихся в организме компенсаторных процессах [9]. Оценка при этом показателей, характеризующих внешнесекреторную функцию поджелудочной железы, показала существенное усиле- ние в условиях восстановления выделения жидкой части панкреатического секрета, бикарбонатной активности, содержания и валового выделения ферментов у лыжников. У обследуемых контрольной группы отмечается недовосстановление би-карбонатной активности и протеолитической активности панкреатического секрета.

Исследование проведено в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы на 2011–2013 г.» № 1.2.11.