Международный эндокринологический журнал 7 (55) 2013

Введение

Двигательная активность, в том числе и тренировочная деятельность, подвергает механизмы поддерживания гомеостаза серьезной нагрузке. При остром ответе на физическую нагрузку можно наблюдать усиление обменных процессов в организме спортсменов и особенно нетренированного контингента [11]. 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 [2, 5].

Различия в гормональном ответе в условиях тренировочной деятельности, особенно тестостерона (анаболический гормон) и кортизола (катаболический гормон), могут быть обусловлены уровнем интенсивности двигательной активности, объемом выполненной работы, а также режимом физической нагрузки [2, 9]. Двигательная активность может вызывать краткосрочное повышение или понижение уровня данных гормонов в крови в зависимости от вида и интенсивности упражнений, а также продолжительности тренировочного занятия [10, 11].

Резкое повышение содержания гормонов в крови (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 белками либо со стероидными рецепторами [1, 2]. В то же время вполне возможно, что краткосрочное снижение уровня гормонов, которое, по всей видимости, возрастает с увеличением продолжительности и объема физической нагрузки, объясняется просто энергетическим дефицитом, возникающим во время двигательной активности [4, 8].

Целью данной работы является определение особенностей изменения уровня кортизола и тестостерона в крови нетренированных юношей в условиях острой силовой нагрузки различного характера, а также выявление закономерностей между характером гормонального ответа и ростом результативности в процессе занятий атлетизмом.

Методы исследования

Обследовано 40 практически здоровых, не занимающихся атлетизмом или другими силовыми видами спорта юношей в возрасте 19–20 лет. Было сформировано две исследовательские группы (контрольная и экспериментальная).

В качестве модельной мышечной деятельности на протяжении трех месяцев тренировок с периодичностью два занятия в неделю использовалась нагрузка силового характера. Представители контрольной группы выполняли следующую физическую нагрузку: количество силовых упражнений — 4; в каждом упражнении 4 серии по 8 повторений с интервалом отдыха между сериями около 1 минуты; темп выполнения упражнения средний (2/4 — 2 секунды в преодолевающем режиме,  4 секунды — в уступающем режиме); упражнения выполнялись с полной амплитудой; масса отягощения в данных условиях составляла около 80–82 % от максимальной (вес снаряда, с которым можно выполнить лишь одно повторение). В то же время участники экспериментальной группы выполняли нагрузку следующего характера: количество силовых упражнений — 4; в каждом упражнении 4 серии по 4 повторения с интервалом отдыха 1 минута; темп выполнения упражнения очень медленный (3/6 — 3 секунды в преодолевающем режиме, а 6 секунд — в уступающем режиме); упражнения выполняются с неполной амплитудой (90 % от максимальной); масса отягощения в данных условиях составляла 65–68 % от максимальной. Общая продолжительность отдельного тренировочного занятия для представителей каждой из групп составляла 29–32 минуты.

Все юноши, которые принимали участие в исследованиях, предварительно прошли полный медицинский осмотр и комплексный лабораторный контроль (9 показателей), по результатам которых не имели медицинских противопоказаний к участию в эксперименте.

Силовая нагрузка оценивалась по показателям величины компонентов тренировочной работы, используемых в процессе занятий атлетизмом. Для этой цели применялся метод определения индекса тренировочной нагрузки в атлетизме (ITNA) [3]. Регистрировались параметры максимальных силовых возможностей участников в тестовых упражнениях, производился расчет показателей нагрузки: коэффициента внешнего сопротивления (Ra), относительного веса отягощения (Wa), величины силовой нагрузки (Wn), ITNA. Контро­лировали исследуемые показатели четыре раза с интервалом в один месяц на протяжении трех месяцев систематических занятий атлетизмом. С аналогичным интервалом в процессе исследования контролировали динамику показателей антропометрии (обхватных размеров тела: грудной клетки, плеча, бедра) и импедансометрии (параметры состава тела: жировая масса, безжировая масса, индекс массы тела).

Лабораторные исследования сыворотки крови на содержание тестостерона и кортизола проводили четыре раза на протяжении трех месяцев занятий атлетизмом с интервалом в один месяц. Каждый раз при ежемесячном контроле было проведено по два забора крови: до тренировки (в состоянии покоя) и сразу после окончания тренировочного занятия. Образцы крови из вены участников исследований отбирала медсестра под контролем врача с соблюдением всех необходимых норм стерильности и требований безопасности. Концентрацию тестостерона и кортизола в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа в условиях сертифицированной медицинской лаборатории.

Материалы исследований подвергались статистической обработке с использованием пакета программ «Статистика» в системе Microsoft Excel 2010, ориентируясь на физиологически допустимую норму содержания тестостерона в сыворотке крови здоровых юношей данного возраста в пределах 12,1–38,3 нмоль/л и кортизола в пределах 150–660 нмоль/л [1].

Результаты исследований и их обсуждение

В табл. 1 представлены значения параметров силовой нагрузки у нетренированных юношей контрольной и экспериментальной групп, фиксированные на протяжении трех месяцев занятий атлетизмом.

Фиксированные результаты контроля показателей Ra (отображающего уровень интенсивности физической нагрузки в зависимости от структуры тренировки и условий ее проведения) и ITNA (величина, отображающая порог утомления организма спортсменов в процессе силовой нагрузки), фиксированных на протяжении всего периода исследований, не демонстрируют каких­либо отклонений от первичных данных. Данный факт свидетельствует, что структура тренировочного занятия, режим физической нагрузки и ее характер на протяжении всего периода не изменялись, что говорит о достоверности условий проведения эксперимента.

В то же время в течение всего периода исследований наблюдается положительная динамика роста показателей Wa, отображающего наиболее адекватный функциональным возможностям организма вес снаряда в заданных характеристиках силовой нагрузки, а также параметров Wn, отображающего объем выполненной работы за единицу времени с учетом особенностей структуры тренировочного занятия и характера силовых нагрузок (табл. 1). Это обстоятельство указывает на достаточно существенное влияние условий тренировочной деятельности на разницу в объеме выполненной работы участниками исследований, несмотря на то, что первичный уровень силовых возможностей всех участников практически идентичный.

В табл. 2 представлены значения параметров конт­рольного тестирования силовых возможностей организма, а также динамика морфометрических показателей и данных о составе тела представителей обеих групп, фиксированные на протяжении трехмесячных занятий атлетизмом.

Анализ результатов контрольного тестирования исследуемых показателей свидетельствует о положительной динамики их параметров (табл. 2). Это проявляется в значительном росте (более +40 % за три месяца тренировок в сравнении с исходными данными) значений силовых возможностей организма при выполнении контрольных упражнений, а также в несущественном (в среднем около +5 % за период эксперимента) увеличении обхватных размеров тела участников исследования. Показатели состава тела также демонстрируют положительную динамику.

В табл. 3 отображены среднегрупповые значения показателей содержания тестостерона и кортизола в крови участников обеих групп в состоянии покоя и после физической нагрузки (силовой тренировки) на протяжении трех месяцев занятий атлетизмом.

На первом этапе эксперимента результаты гормонального ответа на силовые нагрузки средней интенсивности и большого объема работы (табл. 1), используемой представителями контрольной группы в процессе тренировки, демонстрируют снижение уровня тестостерона (–11,2 %) и кортизола (–8,25 %) в крови (табл. 3). В свою очередь, в ответ на силовую нагрузку высокой интенсивности при незначительном ее объеме, используемой представителями экспериментальной группы, зафиксировано существенное снижение содержание кортизола (–21,4 %) в крови, но при этом уровень тестостерона практически не изменился (+1,65 %) в сравнении с исходными данными.

Таким образом, на основе анализа полученных результатов и обзора специальной литературы [5, 7, 11] можно предположить, что такой противоположный характер гормонального ответа, возможно, был обусловлен явно выраженным утомлением, развивавшимся во время занятия, а также низким уровнем тренированности юношей или недостаточной адаптацией организма к данному виду стресса.

По истечении первого месяца занятий атлетизмом среднегрупповые показатели уровня исследуемых гормонов в крови участников демонстрируют разнонаправленную тенденцию в ответ на острую силовую нагрузку разного характера. Так, у юношей контрольной группы при средней (0,64 усл.ед.) интенсивности физической нагрузки и большом объеме работы (596,25 кг/мин) (табл. 1) наблюдается снижение уровня гормонов кортизола (–9,92 %) и тестостерона (–13,38 %) в крови (табл. 3). Выявленный факт указывает на то, что, возможно, такой противоположный гормональный ответ обусловлен явно выраженным утомлением, причиной которого является достаточно большой объем выполняемой тренировочной нагрузки [5].

В то же время у представителей экспериментальной группы при использовании во время занятий более высокого показателя интенсивности физической нагрузки (0,71 усл.ед.) и значительно меньшего значения объема работы (380,93 кг/мин) наблюдается увеличение уровня исследуемых гормонов кортизола (+6,51 %) и тестостерона (+9,9 %) в крови в сравнении с состоянием покоя. Однако, несмотря на достаточно существенный разнонаправленный гормональный ответ на острую силовую нагрузку, фиксированный у представителей исследуемых групп (табл. 3), результаты контрольного тестирования силовых возможностей организма и морфометрические показатели тела демонстрируют положительную динамику роста у всех участников (табл. 2). Анализируя выявленный факт, можно предположить, что в условиях занятий атлетизмом отсутствует прямая взаимосвязь между характером гормонального ответа на острую силовую нагрузку и достаточно существенным ростом силовых возможностей организма, а также положительной динамикой морфометрических показателей тела.

Таким образом, полученные результаты исследований после месяца занятий атлетизмом указывают на то, что, возможно, даже незначительные отклонения параметров объема и интенсивности физической нагрузки во время силовых тренировок существенно влияют на характер (повышение или снижение) гормонального ответа [1, 9, 11]. В то же время остается открытым вопрос: каким образом при снижении содержания кортизола и тестостерона в крови в ответ на острую нагрузку, что, возможно, происходит в результате утомления или перенапряжения на фоне энергетического дефицита в процессе тренировки [2], происходит положительная динамика роста морфометрических показателей и силовых возможностей организма на протяжении продолжительного периода занятий атлетизмом?

На основе анализа результатов, фиксированных после второго месяца систематических занятий атлетизмом, выявлено, что характер и степень изменения среднегрупповых показателей исследуемых гормонов в крови после острой силовой нагрузки практически аналогичны результатам, полученным месяц назад, но у юношей экспериментальной группы гормональный ответ демонстрирует более выраженную динамику (табл. 3). В свою очередь, на фоне незначительного снижения темпов роста силовых возможностей и морфометрических показателей тела участников обеих групп (табл. 2) значения контролируемых показателей силовой нагрузки продолжают увеличиваться, но с менее выраженной прогрессией (табл. 1).

Результаты исследований, фиксированные в обеих группах после третьего месяца тренировок, демонстрируют аналогичную (разнонаправленную) тенденцию динамики контролируемых показателей, которая наблюдалась при острой силовой нагрузке после первого и второго месяца исследований, но снова с более выраженным изменением уровня тестостерона и кортизола в крови юношей экспериментальной группы после нагрузки в сравнении с состоянием покоя (табл. 3). При этом продолжаем наблюдать положительную динамику роста морфометрических показателей и силовых возможностей организма у юношей контрольной и экспериментальной групп независимо от характера силовых нагрузок (табл. 2).

В целом анализ результатов, фиксированных в течение трех месяцев занятий атлетизмом, указывает на то, что, несмотря на снижение (в контрольной группе) или повышение (в экспериментальной группе) содержания исследуемых гормонов в крови в ответ на острую силовую нагрузку различного характера наблюдается достаточно существенное повышение силовых возможностей организма (от +40,61 % в контрольной до +53,05 % в экспериментальной группах), а также незначительная положительная тенденция показателей обхватных размеров тела (от +4,63 % в контрольной до +6,69 % в экспериментальной группах) на протяжении трех месяцев исследований. Данное обстоятельство указывает на то, что возможно используемая в процессе тренировки двигательная активность вызывает краткосрочное повышение или понижение уровня исследуемых гормонов в зависимости от значения параметров силовой нагрузки и ее характера, структуры тренировочного занятия [10, 11].

Результаты изменения показателя исходного уровня тестостерона (до острой нагрузки), фиксированного на протяжении всего периода исследований, демонстрируют тенденцию к повышению значения показателя у представителей контрольной группы на +10,38 % (р < 0,05) и снижению у юношей экспериментальной группы (–11,67 % (р < 0,05)). При этом исходный уровень кортизола демонстрирует тенденцию к снижению (от –6,89 % в контрольной до –19,41 % в экспериментальной группах), что, возможно, обусловлено различным значением объема выполненной тренировочной работы [4, 6].

Таким образом, результаты исследования характера и степени гормонального ответа на острую силовую нагрузку в процессе трехмесячных занятий атлетизмом показали, что использование во время тренировки маленького количества повторений (4 раза) с весом отя­гощения 65 % от 1 ПМ при высокой интенсивности (Ra = 0,71 усл.ед.) и незначительном объеме (величина силовой нагрузки колеблется в пределах от 380 до 480 кг/мин) приводит к повышению (от +1,65 до +23,21 %) содержания тестостерона и кортизола (от 6,5 до 31,6 %) в крови в сравнении с состоянием покоя. В свою очередь, используя во время силовой нагрузки среднее количество повторений (8) с весом отягощения 82–85 % от 1 ПМ при средней интенсивности (0,64 усл.ед.) и большом объеме (от 596 до 720 кг/мин), наблюдается снижение уровня тестостерона в крови (от –11,2 до –14,34 % (р < 0,05)) и кортизола (от –8,25 до –15,75)) в ответ на предложенную нагрузку на протяжении всего периода исследований. Однако фиксированные показатели содержания гормона тестостерона в крови до и после силовой нагрузки не выходили за пределы физиологической нормы.

Выводы

1. Результаты исследования динамики уровня тестостерона и кортизола в крови нетренированных юношей в условиях острой силовой нагрузки различного характера свидетельствуют о проявлении достаточно неоднотипного гормонального ответа, фиксированного на протяжении всего периода исследований. Повышение содержания исследуемых гормонов в крови нетренированных юношей происходит в ответ на силовые нагрузки высокой интенсивности при незначительном объеме. В то же время силовые нагрузки средней интенсивности и с большим объемом работы понижают уровень тестостерона и кортизола в сравнении с состоянием покоя.

2. В результате исследований выявлено, что гормональный ответ на острую силовую нагрузку становится более выраженным с каждым последующим месяцем занятий атлетизмом преимущественно в условиях использования во время тренировочного занятия силовых нагрузок высокой интенсивности при незначительном объеме работы. Одновременно результат долговременной адаптации занятий атлетизмом характеризуется наличием снижения темпов роста силовых возможностей и обхватных размеров тела в сравнении с данными, фиксированными после первого месяца тренировок, вследствие роста уровня толерантности организма к физическим нагрузкам.

3. Установлено, что независимо от характера гормонального ответа на острую силовую нагрузку, фиксированного на протяжении трех месяцев занятий атлетизмом, морфометрические показатели и силовые возможности организма участников обеих групп демонстрируют положительную динамику роста. Результаты указывает на то, что, возможно, в данных условиях занятий атлетизмом отсутствует прямая взаимосвязь между характером гормонального ответа на острую силовую нагрузку у нетренированных юношей и достаточно существенным ростом силовых возможностей их организма, а также положительной динамикой морфометрических показателей тела.