Гормоны и тренировки. Тренировки и гормональный фон человека Что происходит с анаболическими гормонами после тренировки

На эффективность и комфорт тренировочного процесса влияют много факторов, которые не всегда заметны невооруженным глазом. В частности, на физнагрузки серьезно воздействует состояние гормонального фона. Об этом и поговорим.

Гормональный фон — соотношение гормонов в организме человека. Любые его колебания могут вызывать различные симптомы. Например, дисбаланс приводит к похудению или увеличению веса, росту или выпадению волос в различных местах, сухости кожи и другим нарушениям естественных процессов. При нормальном состоянии гормонов в теле человек испытывает бодрость, отличный тонус, хорошее настроение и уверенность в себе и своих возможностях.

Поддерживать уровень гормонов в организме можно разными способами. Один из них — занятия физическими нагрузками. Фитнес влияет не только на мышцы и другие органы нашего организма, но и на количественное состояние гормонов. Расскажем о каждом из них.

Тироксин

Гормон щитовидной железы, оперативно вырабатывает и сохраняет энергию. Во время активных тренировок его уровень увеличивается в 3 раза, что способствует быстрому сжиганию калорий и улучшению обмена веществ. Держится на высоком уровне в течение нескольких часов после тренировки.

Эстрадиол

Женский половой гормон. Его главное свойство — сжигать жиры в организме. Кроме того, он отвечает за упругость кожи и разглаживание морщин.

Тестостерон

Мужской половой гормон. Присутствует в небольших количествах и в женском организме. Именно он влияет на тонус мышц и их объем. Физнагрузки поддерживают тестостерон в норме. Это немаловажно для мужчин старше 40 лет, так как с этого возраста уровень гормона падает. После тренировки высокая концентрация тестостерона сохраняется на протяжении 2-3 часов.

Соматотропин (гормон роста)

Влияет на прочность хрящей, сухожилий и костей, помогает детям расти, а взрослым сохранить кости крепкими. Увеличить выброс гормона в кровь можно благодаря аэробным нагрузкам:

• катанию на велосипеде и лыжах
• плаванию
• спортивной ходьбе и так далее.

При этом происходят усиленные процессы расходования жиров в организме. Чтобы достичь нужного эффекта, нагрузки должны длиться не менее получаса.

Эндорфины

Выделяемые мозгом химические соединения, которые действуют подобно опиатам. Поэтому их ошибочно называют гормонами счастья и удовольствия. Благодаря им у занимающихся поднимается настроение. Они вызывают привыкание и повышают болевой порог, который увеличивает общую выносливость организма. Кроме того, эндорфины снижают повышенный аппетит и при правильных физнагрузках их количество в крови можно увеличить в пять раз.

Адреналин

Влияет на состояние мышц и обмен глюкозы. На фитнес-занятиях адреналин активно способствует сжиганию жиров.

Инсулин

Контролирует уровень сахара в крови. Если его в организме недостаточно, то развивается заболевание — сахарный диабет. Инсулин активно реагирует на физические нагрузки — через 10 минут после начала тренировки его количество в крови начинает сокращаться.

Активно и регулярно занимаясь фитнесом, помните, что во всем нужна мера, в том числе и в распределении физических нагрузок. Ведь от этого зависит состояние вашего гормонального фона. А гормоны — основа человеческого организма.

Активно и регулярно занимаясь фитнесом, помните, что во всем нужна мера, в том числе и в распределении физических нагрузок. Ведь от этого зависит состояние вашего гормонального фона. А гормоны — основа человеческого организма.

Если вы сомневаетесь в том, правильно ли у вас составлены программы тренировок и питания, то обратитесь к титулованным тренерам спорткомплекса «VICTORY Спорт». Они с удовольствием помогут вам советами и полезными рекомендациями.

У каждого человека есть свое представление о том, что такое счастье. Стандартно счастье может быть в любви, деньгах, гармонии с собой и окружающим миром и, разумеется, в здоровье. Именно последнему слову мы уделим внимание в данной статье. Для того, чтобы было здоровье, в большинстве случаев необходимо соблюдать активный и здоровый образ жизни, неотъемлемой частью которого являются спортивные нагрузки. В свою очередь, занятия спортом создают ощущение удовлетворенности и счастья.

Таким образом, получается какой-то магический замкнутый круг и можно найти свою формулу счастья очень простым способом - занимаясь спортом! О происходящих положительных изменениях в человеческом организме, которые происходят в результате занятий спортом, рассказывает врач Сандра Розенштока ("Лаборатория Спорта").

Занятия спортом благоприятно влияют на организм - это обогащение крови кислородом, которое увеличивается во время спорта. Во-вторых - это возможность избавиться от каждодневного стресса и от негативных эмоций. Если смотреть с точки зрения химии, то во время занятий спортом в организме выделяются гормоны стресса (в основном, адреналин, выделяется надпочечниками) и их число у каждого человека может варьироваться в зависимости от ментальных и физиологических особенностей, но в общем, гормоны стресса стимулируют поднятие самосознания - я могу это сделать!

Именно это чувство удовлетворения отличают каждодневную физическую работу от физической нагрузки. При долгой физической работе в организме вырабатывается защитная реакция усталости, поэтому даже если "снаружи" нагрузка была одинаковой, то внутри не появляется чувство счастья. В свою очередь, занятия спортом ограничены каким-то конкретным временным периодом когда не накапливается такая усталость, чтобы организм начал чувствовать себя плохо, а также организм способен быстрее возобновляться, поэтому человек быстрее почувствует себя хорошо.

Спортивный врач также советует всем, кому ежедневно необходимо заниматься однообразной физической работой, вечером не падать на диван с пачкой чипсов в одной руке и бутылочкой пива в другой, а продолжать физические занятия, просто изменив род деятельности. Таким образом, организм сможет быстрее обновляться.

Что-то похожее происходит со спортивными занятиями - например, если преодолено большое расстояние в беге, или же для быстрого восстановления можно прокатиться на велосипеде.

Не считая адреналина, в организме человека во время физической нагрузки выделяются и другие химические вещества, после сложения которых вместе, можно говорить о появлении хорошего самочувствия. Во время регулярных и длительных физических занятий в гипофизе центральной нервной системы выделяется эндорфин или так называемый "гормон счастья". Эндорфин выделяется из нервных клеток во время физической активности, а так же во время стресса и секса.

Для того, чтобы выделился эндорфин, физическая активность должна превышать средний уровень - так, чтобы человек почувствовал затруднения, которое надо преодолеть во время спорта. Это объясняет тот факт, почему бегуны на длинные дистанции бегут, как бы трудно им не было. Эндорфин, дойдя до центральной нервной системы или же мозгов, дает хорошее самочувствие, успокоение и приглушает чувство боли; поэтому в результате физической активности он улучшает настроение и постепенно побуждает к занятиям спортом: еще и еще или же участвовать в экстремальных видах спорта.

Серотонин - второе химическое вещество, вызывающее хорошее самочувствие. Известно, что данное вещество, ответственно за чувство счастья и улучшение самочувствия. Большая часть (примерно 90%) этого вещества вырабатывается в клетках стенок кишечника и потом попадает в кровь. Также в клетках центральной нервной системы синтезируется серотонин. Tаким образом регулируется настроение человека, аппетит и сон. Серотонин очень важен для учебных процессов и памяти, а также для общения с людьми.

Регулярная физическая активность обеспечивает наиболее правильное регулирование уровня сахара в крови. Во время физической активности, в организме повышается чувствительность к инсулину, позволяя клеткам полноценно воспринимать глюкозу и испoльзовать ее для получения энергии. Также, во время самой физической активности мышцы тела потребляют углеводы для получения энергии и снижения сахара в крови.
Однако, может так получиться, что, cтараясь получить счастье в спорте, человек перестарается и тогда возникает синдром "выгорания" или же зависимость от спорта. Как известно, людям, которые борются с разного рода зависимостями, тяжелее самим себя контролировать, но самой сложной задачей в таком случае было бы следить за своим самочувствием - даже небольшие изменения в привычных ощущениях, которые приходят во время занятий спортом, могут свидетельствовать о перенагрузке. Наиболее выраженные из них - головокружениe, озноб, нехватка дыхания и прекращение потения.

Последний названный признак особенно опасен, так как в таком случае организм больше не способен сам себя охлаждать и появляются большие нагрузки на сердце и на всю систему кровообращения. Признак, который просто не должен остаться незамечeнным - это нарушениe менструального цикла, которoе может возникнуть в случае спортивной перегрузки.
Когда самое сложное (перенагрузки) позади, главной задачей является регулярно заниматься спортом, но не каждый день, давая организму хорошенько отдохнуть и восстановиться. Принимая во внимание тот факт, что у каждого человека есть каждодневный стресс из-за выполнения своих обязанностей на работе, то дополнительная физическая нагрузка требует особенной подготовки, иначе человек может попасть в физическую "яму", из которой организм может выбираться месяц, чтобы восстановиться.

Нет никаких сомнений в том, что бодибилдинг оказывает положительное влияние на здоровье человеческого организма. При помощи силовых тренировок и грамотного режима питания мы укрепляем сердце и сосуды, повышаем иммунитет, контролируем массу тела и ускоряем мыслительные процессы. Однако существует еще один аспект, о котором мы нередко забываем – тесная связь тренировочного процесса с железами внутренней секреции.

Эндокринная система (от греческих слов “endo” – внутренний, и “krine” – выделять или секретировать) представлена классом химических соединений, которые мы привыкли называть гормонами. Невидимые молекулы играют роль посланников и передают информацию от эндокринных желез к внутренним органам, управляя множеством физиологических процессов. Разумеется, чтобы «гормональное» управление нашим организмом было действительно эффективным, необходим жесткий контроль и над секрецией самих гормонов.

Тренировочный процесс – великолепный инструмент, позволяющий нам произвольно менять секрецию биологически активных веществ и восприимчивость органов и тканей к действию химических посланников. В ходе клинических испытаний доказано, что занятия спортом не только влияют на уровень циркулирующих в крови гормонов, но также повышают количество рецепторов в органах-мишенях и увеличивают их чувствительность к медиаторам.

В рамках этой статьи мы расскажем о том, как эндокринная система контролирует нашу жизнь, и каким образом занятия спортом влияют на ее работу. Мы познакомимся с ключевыми гормонами и важнейшими железами внутренней секреции, а также отыщем ту тонкую нить, которая связывает их с тренировочным процессом.

Эндокринная система

Железы внутренней секреции синтезируют и секретируют гормоны, которые в тесном сотрудничестве с нервной и иммунной системами влияют на внутренние органы и контролируют их функциональное состояние, управляя жизненно важными функциями. Биологически активные вещества выделяются прямиком в кровь, кровеносная система разносит их по всему организму и доставляет к тем органам и тканям, работа которых зависит от этих гормонов.

Специфические мембранные структуры (рецепторы к гормонам) на поверхности клеток и органов-мишеней обладают сродством к определенным гормонам и выхватывают их из кровотока, позволяя посланникам избирательно проникать только в нужные ткани (система действует по принципу ключа и замка). Попав в пункт назначения, гормоны реализуют свой потенциал и кардинальным образом меняют направление метаболических процессов в клетках.

Учитывая практически неограниченные возможности эндокринной системы управления, трудно переоценить всю важность поддержания гормонального гомеостаза. Секреция многих гормонов регулируется при помощи механизма отрицательной обратной связи, который позволяет быстро переключаться между увеличением и снижением продукции биологически активных веществ. Усиление секреции гормона ведет к повышению его концентрации в кровотоке, что по принципу обратной связи тормозит его синтез. Без подобного механизма работа эндокринной системы была бы невозможна.

Главные эндокринные железы:

• Щитовидная железа
• Паращитовидные железы
• Надпочечники
• Гипофиз
• Шишковидная железа
• Поджелудочная железа
• Половые железы (яички и яичники)

В нашем организме есть органы, которые не являются железами внутренней секреции, но при этом выделяют биологически активные вещества и обладают эндокринной активностью:

• Гипоталамус
• Вилочковая железа, или тимус
• Желудок
• Сердце
• Тонкий кишечник
• Плацента

Несмотря на то, что железы внутренней секреции разбросаны по всему организму и выполняют различные функции, они являются единой системой, функции их тесно переплетаются, а влияние на физиологические процессы реализуется посредством схожих механизмов.

Три класса гормонов (классификация гормонов по химической структуре)

1. Производные аминокислот . Из названия класса следует, что эти гормоны образуются в результате модификации структуры аминокислотных молекул, в частности, . Примером может служить адреналин.
2. Стероиды . Простагландины, кортикостероиды и половые гормоны. С химической точки зрения относятся к липидам, синтезируются в результате сложных преобразований молекулы холестерина.
3. Пептидные гормоны . В человеческом организме эта группа гормонов представлена наиболее широко. Пептиды – это короткие цепочки, состоящие из аминокислот; примером пептидного гормона является инсулин.

Любопытно, что практически все гормоны нашего организма являются протеиновыми молекулами или их производными. Исключение – половые гормоны и гормоны коры надпочечников, которые относятся к стероидам. При этом необходимо заметить, что механизм действия стероидов реализуется через рецепторы, расположенные внутри клеток, процесс этот длительный и требует синтеза протеиновых молекул. А вот гормоны белковой природы сразу взаимодействуют с мембранными рецепторами на поверхности клеток, благодаря чему действие их реализуется гораздо быстрее.

Важнейшие гормоны, на секрецию которых влияют занятия спортом:

• Тестостерон
• Гормон роста
• Эстрогены
• Тироксин
• Инсулин
• Адреналин
• Эндорфины
• Глюкагон

Тестостерон

Эстроген

Женские половые гормоны, в частности, наиболее активный их представитель 17-бета-эстрадиол, помогают использовать жировые запасы в качестве источника топлива, поднимают настроение и улучшают эмоциональный фон, увеличивают интенсивность основного обмена и усиливают половое влечение (у женщин). Также вам наверняка известно, что в женском организме концентрация эстрогенов меняется в зависимости от состояния репродуктивной системы и фазы цикла, а с возрастом секреция половых гормонов снижается и достигает минимума к наступлению менопаузы.

А теперь давайте посмотрим, как влияют на секрецию эстрогенов занятия спортом? В ходе клинических испытаний доказано, что концентрация женских половых гормонов в крови женщин в возрасте от 19 до 69 лет заметно увеличивалась как после 40-минутной тренировки на выносливость, так и после тренинга, во время которого выполнялись упражнения с отягощениями. Более того, высокий уровень эстрогенов сохранялся в течение четырех часов после тренинга. (Опытную группу сравнивали с контрольной, представительницы которой не занимались спортом). Как видим, и в случае с эстрогенами мы может контролировать гормональный профиль при помощи одной лишь тренировочной программы.

Тироксин

Синтез этого гормона возложен на фолликулярные клетки щитовидной железы, а его главное биологическое предназначение состоит в повышении интенсивности основного обмена и стимуляции всех без исключения метаболических процессов. Именно по этой причине тироксин играет столь заметную роль в борьбе с лишним весом, а выброс гормонов щитовидной железы способствует сжиганию в печах организма дополнительного количества килокалорий. Кроме того, тяжелоатлетам следует взять на заметку, что тироксин принимает непосредственное участие в процессах физического роста и развития.

Во время тренировочной сессии секреция гормонов щитовидной железы увеличивается на 30%, а повышенный уровень тироксина в крови сохраняется в течение пяти часов. Базальный уровень секреции гормона на фоне регулярных занятий спортом также повышается, а максимального эффекта можно добиться при помощи интенсивных, изнурительных тренировок.

Адреналин

Медиатор симпатического отдела вегетативной нервной системы синтезируется клетками мозгового слоя надпочечников, но нас больше интересует его влияние на физиологические процессы. Адреналин отвечает за «крайние меры» и является одним из гормонов стресса: он повышает частоту и интенсивность сердечных сокращений, поднимает артериальное давление и способствует перераспределению кровотока в пользу активно работающих органов, которые должны получать кислород и питательные вещества в первую очередь. Добавим, что адреналин и норадреналин относятся к катехоламинам и синтезируются из аминокислоты тирозин.

Какие прочие эффекты адреналина могут заинтересовать сторонников активного образа жизни? Гормон ускоряет распад гликогена в печени и мышечной ткани и стимулирует использование жировых запасов в качестве дополнительного источника топлива. Также следует взять на заметку, что под действием адреналина избирательно расширяются сосуды и усиливается кровоток в печени и скелетной мускулатуре, что позволяет оперативно снабжать работающие мышцы кислородом и помогает использовать их на все сто процентов во время занятий спортом!

Можем ли мы усилить выброс адреналина? Без проблем, надо лишь поднять до предела интенсивность тренировочного процесса, ведь количество адреналина, секретируемого мозговым слоем надпочечников, прямо пропорционально выраженности тренировочного стресса. Чем сильнее стресс – тем больше адреналина поступает в кровоток.

Инсулин

Эндокринный отдел поджелудочной железы представлен панкреатическими островками Лангерганса, бета-клетки которых синтезируют инсулин. Роль этого гормона переоценить невозможно, ведь именно инсулин отвечает за снижение уровня сахара в крови, участвует в метаболизме жирных кислот и указывает аминокислотам прямую дорогу к мышечным клеткам.

Практически все клетки человеческого организма имеют на внешней поверхности клеточных мембран рецепторы к инсулину. Рецептором является белковая молекула, которая способна связывать циркулирующий в крови инсулин; формируют рецептор две альфа-субъединицы и две бета-субъединицы, объединенные дисульфидной связью. Под влиянием инсулина происходит активация других мембранных рецепторов, которые выхватывают из кровотока молекулы и направляют их внутрь клеток.

Какие внешние факторы усиливают секрецию инсулина? Прежде всего, мы должны говорить о приеме пищи, ведь каждый раз после еды в нашем организме происходит мощный выброс инсулина, который сопровождается аккумуляцией жировых запасов в клетках жировой ткани. У тех, кто слишком часто эксплуатирует этот физиологический механизм, значительно увеличивается масса тела. Кроме того, у ряда людей может развиться резистентность тканей и клеток к инсулину — сахарный диабет.

Конечно, далеко не у всех любителей «высокой кухни» развивается диабет, да и тяжесть этого заболевания во многом определяется его типом. Однако чревоугодие гарантировано ведет к увеличению общей массы тела, а исправить ситуацию и похудеть вы сможете с помощью ежедневных и силовых тренировок.

Занятия спортом помогают контролировать уровень сахара в крови и позволяют избежать многих проблем. Экспериментальным путем доказано, что даже десятиминутная аэробная нагрузка понижает уровень инсулина в крови, и этот эффект усиливается по мере увеличения продолжительности тренировочной сессии. А что касается силовых тренировок, то они повышают чувствительность тканей к инсулину даже в состоянии покоя, и это действие подтверждено в ходе клинических испытаний.

Эндорфины

С точки зрения биохимии эндорфины являются пептидными нейротрансмиттерами, состоящими из 30 аминокислотных остатков. Эта группа гормонов секретируется гипофизом и принадлежит к классу эндогенных опиатов — веществ, которые выбрасываются в кровоток в ответ на болевой сигнал и обладают способностью купировать боль. В числе прочих физиологических эффектов эндорфинов отметим способность подавлять аппетит, вызывать состояние эйфории, снимать чувство страха, тревоги и внутреннего напряжения.

Влияют ли занятия спортом на секрецию эндорфинов? Ответ утвердительный. Доказано, что уже через 30 минут после начала умеренной или интенсивной аэробной нагрузки уровень эндорфинов в крови увеличивается в пять раз по сравнению с состоянием покоя. Более того, регулярные занятия спортом (на протяжении нескольких месяцев) способствуют повышению чувствительности тканей к эндорфинам.

Это означает, что через определенный промежуток времени вы будете получать более мощный ответ эндокринной системы на одни и те же физические нагрузки. И заметим, что хотя длительные тренировки в этом отношении и выглядят предпочтительнее, уровень секреции эндорфинов в значительной степени определяется индивидуальными особенностями организма.

Глюкагон

Как и инсулин, глюкагон секретируется клетками поджелудочной железы и влияет на уровень сахара в крови. Отличие состоит в том, что этот гормон оказывает диаметрально противоположное инсулину действие и повышает концентрацию глюкозы в кровотоке.

Немного биохимии. Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислотных остатков, а синтезируется гормон в альфа-клетках островков Лангерганса в результате сложной цепи биохимических процессов. Сначала образуется предшественник гормона – белок проглюкагон, а затем эта протеиновая молекула подвергается ферментативному гидролизу (расщеплению на более короткие фрагменты) вплоть до образования линейной полипептидной цепи, которая и обладает гормональной активностью.

Физиологическая роль глюкагона реализуется при помощи двух механизмов:

1. При снижении в крови уровня глюкозы усиливается секреция глюкагона. Гормон поступает в кровоток, достигает клеток печени, связывается со специфическими рецепторами и инициирует процессы распада гликогена. Распад гликогена приводит к высвобождению простых сахаров, которые выделяются в кровоток. В результате в крови повышается уровень сахара.
2. Второй механизм действия глюкагона реализуется посредством активации в гепатоцитах процессов глюконеогенеза – синтеза молекул глюкозы из .

Группе ученых из Университета в Монреале удалось доказать, что занятия спортом повышают чувствительность печеночных клеток к глюкагону. Эффективные тренировки повышают сродство гепатоцитов к этому гормону, что способствует превращению различных нутриентов в источники энергии. Обычно секреция глюкагона усиливается через 30 минут после начала тренировки по мере снижения уровня глюкозы в крови.

Заключение

Какие выводы мы можем сделать из предложенного материала? Железы внутренней секреции и продуцируемые ими гормоны формируют сложную, разветвленную, многоуровневую структуру, которая является прочным фундаментом для всех физиологических процессов. Эти невидимые молекулы постоянно находятся в тени, они просто делают свою работу, пока мы заняты решением повседневных проблем.

Значение эндокринной системы переоценить невозможно, мы целиком и полностью зависим от уровня выработки гормонов железами внутренней секреции, а занятия спортом помогают нам влиять на эти сложные процессы.

Этот термин, предложенный Гансом Селье, обозначает схему физиологической реакции на стрессовые ситуации. Общий адаптационный синдром делится на три фазы:

1. Фаза тревоги: при первом восприятии стрессовой ситуации тело входит в состояние шока, когда температура и кровяное давление существенно снижаются. В конце этой фазы организм инициирует реакцию активации.

2. Фаза противодействия: физиологические системы организма пытаются восстановить нормальную деятельность. Температура тела и кровяное давление возвращаются к норме.

3. Фаза истощения. Если стресс отличается интенсивностью или продолжительностью, организм испытывает слишком большую нагрузку, и снова возникают симптомы первой фазы. Организм больше не способен справиться с ними, в результате чего развивается физическое расстройство (например, язва желудка).

Роль гормонов в адаптации организма к физической нагрузке.

В основе развития тренированности организма лежит усиленный синтез структурных и ферментных белков в функционирующих клетках, приводящий через структурные преобразования к расширению функциональной мощности клеточных структур, тканей, органов и всего организма. Это повышает эффективность регуляции обменных процессов, так как сопровождается увеличением количества молекул ферментов. Путем усиленного и целенаправленного синтеза белков организм переходит от срочных адаптивных реакций в состояние долговременной адаптации.

В первую очередь, в качестве индукторов биосинтеза белка выступают определенные метаболиты и продукты распада биологических молекул. Однако для значительной активации генетического аппарата клетки необходимо дополнить влияние метаболитов-индукторов воздействием гормонов-индукторов.

Классификация гормонов.

Гормоны - специфические физиологически активные вещества, вырабатываемые специальными эндокринными органами или тканями, секретируемые в кровь или лимфу и действующие на строение или функции организма вне места своего образования. Гормоны участвуют в регуляции функций организма как единого целого.

Термин гормон (от греч. hormáono - побуждаю, привожу в движение) был предложен У. Бэйлиссом и Э. Старлингом в 1905 г. Несмотря на разную химическую природу гормоны имеют общие биологические признаки:

дистантность действия - гормоны регулируют обмен и функции эффекторных клеток на расстоянии;

строгая специфичность биологического действия - один гормон нельзя заменить другим;

высокая биологическая активность - для функционирования организма достаточно очено малых количеств гормона.

По химическому строению гормоны разделяют на группы.

Пептидные гормоны. К пептидным относятся гормоны, являющиеся полипептидами. Они синтезируются в нейросекреторных клетках головного мозга (гипоталамусе, гипофизе), щитовидной, паращитовидной и поджелудочной железах.

Стероидные гормоны. К этой группе принадлежат гормоны, являющиеся производными полициклических спиртов - стеролов. Их синтез происходит в надпочечниках, семенниках, яичниках и некоторых других органах и тканях.

Прочие гормоны. Эту группу составляют гормоны, не относящиеся к первым двум категориям, и синтезируются они в щитовидной железе, надпочечниках, репродуктивных органах и в некоторых тканях.

Структура и функции пептидных гормонов. В данном разделе мы рассмотрим структуру и функции пептидных гормонов, используемых для оценки функционального состояния спортсменов.

Вазопрессин - девятичленный пептид, синтезируемый задней долей гипофиза:

Главной функцией вазопрессина является регуляция водно-электролитного обмена. Наряду с главной функцией вазопрессин стимулирует сокращение гладких мышц сосудов.

Глюкагон состоит из 29 аминокислотных остатков, молекулярная масса 3500 Да. Он синтезируется в α -клетках островковой части поджелудочной железы. Глюкагон способствует превращению неактивной гликогенфосфорилазы в активную, результатом является усиление гликогенолиза и увеличение концентрации глюкозо-1-фосфата в крови.

Инсулин - пептид, вырабатываемый в β -клетках поджелудочной железы. Первичная структура инсулина представлена выше. Инсулин регулирует метаболизм углеводов, жиров и белков. При недостаточном уровне биосинтеза инсулина в поджелудочной железе человека (норма - 2 мг инсулина в сутки) развивается заболевание - диабет. При этом заболевании повышается уровень глюкозы в крови, в результате уменьшается содержание гликогена в мышцах, замедляется биосинтез пептидов, белков и жиров, нарушается минеральный обмен.

Паратгормон синтезируется паращитовидной железой. Паратгормон состоит из 84 аминокислотных остатков, молекулярная масса - 9500 Да. Паратгормон регулирует содержание катионов кальция и анионов фосфорной и лимонной кислот в крови.

Кальцитонин - белок с молекулярной массой 30 к Да, синтезируемый щитовидной и паращитовидной железами. Кальцитонин регулирует фосфорно-кальциевый обмен.

Соматотропин (гормон роста) - белок, секретируемый передней долей гипофиза. Соматотропин состоит из 191 аминокислотного остатка, молекулярная масса - 21 к Да. Гормон роста обладает ярко выраженным анаболическим действием. Он оказывает влияние на все клетки организма, повышая в них уровень биосинтетических процессов: усиливает синтез нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), белков, гликогена. Соматотропин повышает мобилизацию жиров из жировых депо, ускоряет распад высших жирных кислот и глюкозы. Все эти процессы способствуют росту организма, но функциональное значение гормона роста значительно шире, нежели только регуляция роста.

Опиоидные пептиды. В центральной нервной системе были обнаружены опиоидные рецепторы, что привело в дальнейшем к открытию эндогенных опиоидных пептидов - эндорфинов и энкефалинов, выполняющих функцию межклеточных и межтканевых нейрорегуляторов.

Эндогенные опиоидные пептиды составляют особую группу морфиноподобных нейромедиаторов и нейрорегуляторов, физиологическая функция которых проявляется в обезболивающих эффектах, чувстве эйфории, поэтому их называют "пептидами счастья".

Энкефалины и эндорфины образуются в клетках гипофиза из одного белкового предшественника - проопиокортина (молекулярная масса 31 к Да). В результате ограниченного протеолиза из проопиокортина образуются γ меланоцитостимулирующий гормон, адренокортикотропный гормон (АКТГ) и β -липотропин. Из β -липотропина (молекулярная масса 11 200 Да) образуются шесть других гормонов: γ -липотропин (5800 Да), β -меланоцитостимулирующий гормон (2000 Да), β -эндорфин (4000 Да), γ -эндорфин (состоит из 17 аминокислотных остатков), α -эндорфин (состоит из 16 аминокислотных остатков), метионин-энкефалин (состоит из 5 аминокислотных остатков).

Опиоидные пептиды являются важным звеном в регуляции деятельности нервной и эндокринной систем, что проявляетсяв широком спектре биологической активности данных соединений. Эта активность включает в себя воздействие на самые разнообразные проявления жизнедеятельности организма: терморегуляцию, формирование ощущения боли, чувства голода, функции сердечно-сосудистой, дыхательной, иммунной, пищеварительной систем, двигательную активность. Эндогенной опиоидной системе принадлежит важная роль в формировании реакций организма на воздействие окружающей среды.

Механизм действия пептидных гормонов. Пептидные гормоны взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на поверхности мембран клеток-мишеней. Такое взаимодействие возбуждает активность аденилатциклазы, локализованной в той же мембране.

Циклический аценозинмонофосфат является внутриклеточным посредником в передаче гормонального сигнала. В основе молекулярного механизма действия цАМФ лежит активация протеинкиназ, чувствительных к цАМФ, который изменяет активность ряда внутриклеточных ферментов путем их фосфорилирования и таким образом регулирует многие биохимические процессы: обмен гликогена, расщепление триглицеридов, синтез белков и др. Поэтому цАМФ считается одним из основных регуляторов обмена веществ.

Таблица 15

Пептидные гормоны, используемые для оценки функционального состояния спортсменов (по В.А. Рогозкину, 1989)

	Концентрация в 1 мл крови	Биологическое действие
Вазопрессин		Регулирует водно-электролитный обмен
Глюкагон		Стимулирует распад гликогена и освобождение глюкозы
		Регулирует метаболизм углеводов, жиров, белков
Кальцитонин		Препятствует удалению кальция из костей
Паратгормон		Стимулирует освобождение кальция из костей
Соматотропин		Контролирует биосинтез белка

Структура и функции стероидных гормонов. Из коры надпочечников выделено 46 соединений стероидной природы, которые названы кортикостероидами . Восемь из них являются стероидными гормонами. Наиболее важными являются гидрокортизон, кортикостерон, альдостерон:

Гидрокортизон

Кортикостерон

Альдостерон

В мужских и женских половых железах синтезируются половые гормоны: мужские половые гормоны - андрогены - образуются в семенниках; женские половые гормоны - эстрогены и прогестины - продуцируются в основном яичниками (незначительная часть половых гормонов образуется в надпочечниках).

Наиболее важным андрогеном является тестостерон, основным представителем эстрогенов является эстрадиол; структурные формулы этих стероидных гормонов представлены в главе 7.

Механизм действия стероидных гормонов . В отличие от пептидных гормонов рецепторы стероидных гормонов локализованы в цитоплазме клетки. Взаимодействие стероидного гормона со специфическим белком-рецептором приводит к возникновению гормон-рецепторного комплекса. В создавшемся комплексе гормон меняет свою конформацию; именно такой видоизмененный гормон-рецепторный комплекс транслоцируется в ядро, где связывается со специфическим акцепторным участком хроматина, переводя ДНК в этом участке хроматина в транскрипционноактивное состояние. Эти процессы стимулируют синтез мРНК в ядре и последующий синтез определенного белка (белков).

В таблице 16 представлены данные о содержании в крови и биологическом действии стероидных гормонов.

Таблица 16

Стероидные гормоны, используемые для оценки функционального состояния спортсменов (по В.А. Рогозкину, 1990)

	Концентрация в 1 мл крови	Биологическое действие
Альдостерон		Регулирует обмен натрия
Гидрокортизон
Кортикостерон		Регулирует гликогенолиз и деградацию белков в скелетных мышцах
Тестостерон:		Регуляция сперматогенеза; общее анаболическое действие

Термин "анаболический" означает, что эти соединения усиливают синтез или уменьшают деградацию цитоплазматических белков и стимулируют рост тканей в целом.

Все стероиды обладают андрогенным действием, в связи с этим анаболические стероиды при регулярном применении оказывают в той или иной степени угнетающее влияние на деятельность мужских половых желез, что влечет за собой нарушение нормальной половой жизни спортсмена. Следует отметить, что женщины более чувствительны к таким препаратам. Опыты показали, что введение тестостерона пропионата новорожденным крысам-самкам вызывает у них в дальнейшем мужской тип поведения и бесплодие.

Экзогенные стероидные гормоны, подобно эндогенным, оказывают влияние на активность ряда ферментов, усиливая их синтез, и, следовательно, на метаболизм в целом. В регуляции обменных процессов гормоны участвуют как "эндокринный ансамбль". Повышение концентрации стероидных гормонов может перестраивать работу этого "ансамбля", что в определенных ситуациях ведет к нарушениям метаболизма. В литературе накопилось много данных о негативном влиянии анаболических стероидов на организм спортсменов.

Широкое применение анаболических стероидов в большом спорте привело к включению этих препаратов в список допингов, так как их применение, с одной стороны, не совместимо с этическими принципами спорта, а с другой - оказывает явно отрицательное влияние на организм спортсменов.

Прочие гормоны. К гормонам этой группы относятся производные аминокислоты тирозина - норадреналин и адреналин - и так называемые тиреоидные гормоны - тироксин и трииодтиронин. Рассмотрим их химическое строение и биологические функции.

Норадреналин и адреналин синтезируются в мозговом веществе надпочечников. Благодаря химической структуре они получили название катехоламинов:

Норадреналин

Адреналин

Катехоламины оказывают влияние на обмен углеводов и жиров, усиливают тканевое дыхание и газообмен, активируют интенсивность обмена метаболитов цикла Кребса, что способствует ресинтезу макроэргических соединений. Им принадлежит важная роль в адаптации организма к систематической мышечной деятельности (таблица 17).

Таблица 17

Эффекты катехоламинов в организме человека

Тироксин и трииодтиронин можно рассматривать как производные тирозина:

Тироксин

Трииодтиронин

Они синтезируются в щитовидной железе. Для тиреоидных гормонов характерен широкий диапазон действия на метаболические процессы: повышение активности ферментов углеводного и липидного обменов, стимуляция синтеза белка, влияние на биоэнергетические процессы.

Изменение уровня гормонов в крови во время физических нагрузок. Участие гормонов в адаптационных процессах обусловливает значительные изменения в секреторной активности многих эндокринных желез. В результате этого изменяется уровень гормонов в крови, их взаимодействие с белками-рецепторами и выведение их из организма.

При выполнении работы различной мощности изменяется уровень гормонов в крови (табл. 18), что можно связать с изменениями в метаболизме. При трактовке изменений в концентрациях различных гормонов в крови спортсменов следует прежде всего руководствоваться ролью, которую играют гормоны в регуляции энергетического обмена, мобилизации углеводов и липидов в мышцах и печени, поддержании баланса водно-элекролитного обмена.

Таблица 18

Изменение концентрации гормонов в крови спортсменов во время тестирующих физических нагрузок

	Изменение концентрации
Адреналин	Повышается
Норадреналин	Повышается
Соматотропин	Повышается
	Повышается
	Понижается
Гидрокортизон	Повышается
Эстрадиол	Понижается
Тестостерон	Повышается
Альдостерон	Повышается

Изменения в концентрации адреналина и норадреналина в крови зависят от тренированности спортсмена: при работе одинаковой мощности у более тренированных людей наблюдаются менее значительные изменения в концентрации катехоламинов. Вместе с тем, при выполнении тренированными спортсменами максимальных физических нагрузок концентрация катехоламинов в крови у них достигает более высоких показателей (рис. 39).

При выполнении длительных физических нагрузок содержание катехоламинов достигает определенного уровня и сохраняется на этом уровне в течение всего периода физической нагрузки.

По мере развития тренированности спортсменов возможно постепенное снижение этого показателя в крови.

Рис. 39 Динамика изменений уровня норадреналина в крови в зависимости от мощности работы

Физические нагрузки существенно влияют на уровень пептидных гормонов. Так, во время мышечной работы содержание глюкагона в крови постепенно повышается, достигая наибольшей величины к концу работы. Значительная концентрация глюкозы в крови усиливает секрецию глюкагона. Уровень глюкозы в крови может оказывать влияние на секрецию глюкагона посредством изменения уровня адреналина в ответ на физическую нагрузку. Высокий уровень катехоламинов в крови рассматривается как основной фактор, стимулирующий секрецию глюкагона α -клетками поджелудочной железы во время мышечной работы. Логично предположить, что физические упражнения усиливают также секрецию инсулина, учитывая его роль в транспорте глюкозы в крови и стимулирующее влияние гипергликемии, наступающей в начале напряженной мышечной работы, на секреторную активность β -клеток поджелудочной железы. Однако результаты исследований показывают снижение концентрации инсулина в крови под влиянием мышечной работы. Причина изменения уровня инсулина в крови во время мышечной работы заключается в угнетении его секреции.

Уровень соматотропина в крови зависит от степени тренированности и мощности выполняемой работы. У хорошо тренированных спортсменов мощность нагрузки должна быть значительной, чтобы обусловить повышение уровня соматотропина в крови (рис. 40).

Рис. 40. Динамика изменений концентрации соматотропина при 2-часовой работе на велоэргометре (65 - 75% от МПК)

В тренированном организме имеются хорошие возможности обеспечения устойчивости секреции на повышенном уровне, а также достижения соответствия между продукцией и потреблением гормона.

В процессе выполнения физических упражнений после превышения определенного порога мощности работы содержание β -эндорфина в крови спортсмена может повышаться. Физические нагрузки на велоэргометре, выполняемые спортсменами с 25,50 и 60% МПК, не вызывают заметных изменений в содержании нейропептидов в крови. Во время тренировок и соревнований происходит выброс опиоидных нейропептидов в кровь, и их содержание повышается. Такие физические нагрузки, как бег, велосипедные гонки, гребля, занятия тяжелой атлетикой вызывают повышение уровня β -эндорфинов в крови спортсменов. При оздоровительном беге у человека улучшается настроение, появляются положительные эмоции, что связано с усилением синтеза регуляторных нейропептидов и их появлением в крови. У спортсменов выполнение физических нагрузок сопровождается снижением болевой чувствительности вследствие влияния опиоидных нейропептидов, которые снижают болевые восприятия и улучшают настроение.

Физические нагрузки оказывают влияние и на уровень стероидных гормонов, который зависит от степени тренированности организма и мощности выполняемой работы. У нетренированных мужчин кратковременные физические упражнения вызывают увеличение содержания тестостерона в крови, а длительные упражнения - его снижение. У хорошо тренированных спортсменов снижение концентрации тестостерона не происходит даже при длительной работе, например, при беге на 21 км. Изучение экскреции эстрогенов у мужчин позволило выявить ее снижение у тренированных лиц и увеличение у нетренированных. У женщин при напряженной работе отмечается увеличение в крови концентрации эстрогенов.

Подводя итог, можно констатировать, что достаточно интенсивная и длительная работа обусловливает различные (в зависимости от тренированности) изменения в гормональном ансамбле. Это выражается в повышении уровня адреналина, норадреналина, глюкагона, соматотропина, гидрокортизона и других стероидных гормонов и снижении содержания инсулина в крови, что, безусловно, обусловливает соответствующие изменения в метаболизме.

Адреналин - один из катехоламинов, он является гормоном мозгового слоя надпочечников и вненадпочечниковой хромаффинной ткани. Под влиянием адреналина происходит повышение содержания глюкозы в крови и усиление тканевого обмена. Адреналин усиливает глюконеогенез и гликогенолиз, тормозит синтез гликогена в печени и скелетных мышцах, усиливает захват и утилизацию глюкозы тканями, повышая активность гликолитических ферментов. Также адреналин усиливает липолиз (распад жиров) и тормозит синтез жиров. В высоких концентрациях адреналин усиливает катаболизм белков. Адреналин обладает способностью повышать артериальное давление за счет сужения сосудов кожи и других мелких периферических сосудов, ускорять ритм дыхании. Содержание адреналина в крови повышается, в том числе, и при усиленной мышечной работы либо понижении уровня сахара. Количество выделяемою в первом случае адреналина прямо пропорционально интенсивности тренировочной сессии.

Адреналин вызывает расслабление гладкой мускулатуры бронхов и кишечника, расширение зрачков (вследствие сокращения радиальных мышц радужной оболочки, имеющих адренергическую иннервацию).

Именно свойство резко повышать уровень сахара в крови сделало адреналин незаменимым средством при выведении пациентов из состояния глубокой гипогликемии, вызванной передозировкой инсулина.

Пролактин

Глюкагон

Так же, как и инсулин, глюкагон вырабатывается клетками поджелудочной железы, но функцию выполняет прямо противоположную - он повышает уровень сахара в крови. Существует две основные функции глюкагона в организме, первая состоит в том, что при слишком низком уровне сахара в крови этот гормон инициирует высвобождение в общий кровоток углеводов из печени, что приводит в итоге уровень сахара в крови в норму. Вторая заключается в активации процесса синтеза гликогена в печени. Этот процесс включает и превращение в глюкозу аминокислот.

Исследования показывают, что физические упражнения способны повышать чувствительность печени к глюкагону, то есть регулярные тренировки упражняют заодно и печень, увеличивая ее способность к быстрому восстановлению потраченного в ходе тонировки гликогена.