Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Под действием систематических физических нагрузок, выступающих в роли триггера, формируются адаптационные реакции организма спортсмена, глубина и степень изменений которых обусловлены ведущими характеристиками физической работы, такими как: объем и сила, определяющие интенсивность нагрузки, и ее продолжительность [1, 2]. Активация секреции эндокринных желез, отражающих работу надпочечниковой, гонадной и тиреоидной систем, является основным процессом формирования специфического гормонального ответа при долговременной адаптации [1, 3], определяющего и состояние костного метаболизма [4], анализ показателей которого применяется с целью оценки функциональной подготовленности спортсменов высокой квалификации [5]. Результатом адаптации организма к систематическим физическим нагрузкам является повышение уровня функциональной подготовленности спортсмена, обеспечивающей достижение максимального спортивного результата [5, 1, 2]. Следует отметить, что виды спорта с ограничением действия гравитационной нагрузки на осевые звенья скелета входят в группу риска по снижению минеральной плотности кости (МПК) в спорте [6, 7] и травматизму за счет остеопоротических изменений [8].

Цель исследования – изучить особенности активности эндокринных желез у высококвалифицированных спортсменов мужского пола, представителей различных специализаций велосипедного спорта: велошоссе и велотрек, характеризующихся общим ограничением действия гравитационной нагрузки на осевые звенья скелета, но различающихся физиологией основного соревновательного упражнения.

Материалы и методы исследования

На базе ФГБУ ФНЦ ВНИИФК в подготовительный период годичного цикла подготовки обследованы высококвалифицированные спортсмены велосипедного спорта специализаций велошоссе и велотрек, которые объединены ограничением гравитационной нагрузки на осевые звенья скелета и различаются физиологическими особенностями основного соревновательного упражнения, объемом и интенсивностью физических нагрузок. Спортсмены специализации велотрек тренируются в максимально-субмаксимальной зоне мощности, где в энергообеспечении основного тренировочного упражнения доминируют анаэробные алактатно-лактатные механизмы, спортсмены велошоссе – в умеренной зоне мощности с высокой долей задействованности аэробных механизмов в энергообеспечении основного соревновательного упражнения [1, 9].

Всего обследованы 63 мужчин, из них 23 спортсмена специализации велотрек, 20 представителей велошоссе и 20 человек из группы контроля, не занимающихся спортом на регулярной основе, возраст которых составлял 21 [20;22] год, 21 [20;23,0] год и 21,5 [20,0;23,7] года соответственно. Представители велотрека и велошоссе характеризовались высокой спортивной квалификацией (мс-мсмк и мс-змс соответственно) с длительным стажем профессиональной подготовки (8,0 [6;12] лет и 9,0 [7,0;12,5] лет соответственно).

Антропометрическое обследование заключалось в измерении длины и массы тела, обхватных размеров сегментов конечностей, 8 кожно-жировых складок на сегментах конечностей и туловище методом калиперометрии с расчетом величин мышечной и жировой масс по теоретическим формулам [10].

Оценка показателей активности эндокринных желез, исследование которых проводилось на безе НЦ «ЭФиС», включала определение кортизола, общего тестостерона (Т), инсулина, С-пептида, соматотропного гормона (СТГ), пролактина, тиреотропного гормона (ТТГ), свободного тироксина (Т4) на автоматической системе ELECSYS 1010 фирмы ROCHE (Швейцария) методом электрохемилюминесцентного анализа.

В исследовании определялось соотношение: общий тестостерон/кортизол (Т/К – индекс анаболизма) с использованием формулы: (тестостерон, нмоль/л/кортизол, нмоль/л) х 100% [1, 111].

Статистическая обработка полученных данных производилась с помощью программ SPSS for Windows с расчетом медианы (Me), 25-го и 75-го процентилей. Статистическая значимость различий исследуемых групп оценивалось непараметрическими методами (критерий Манна–Уитни) с достоверностью различий при p<0,05 [122].

Результаты исследования и их обсуждение

Спортсмены специализаций велотрек и велошоссе статистически значимо не различались по возрасту и стажу профессиональной подготовки (р=0,282 и р=0,412 соответственно). Результаты морфологического обследования представителей велотрека и велошоссе показали, что спортсмены соответствовали модельным характеристикам спортсменов изучаемых специализаций: длина тела – 178,8 [174,1;181,1] см и 173,7 [171,6;177,1] см соответственно (р=0,009); масса тела – 79,4 [74,9;81,2] кг и 70,7 [68,0;72,4] кг соответственно (р=0,000); абсолютное содержание мышечной массы – 42,5 [38,6;44,0] кг и 36,9 [36,0;38,7] кг соответственно (р=0,000); абсолютное содержание жировой массы – 7,3 [6,7;8,2] кг и 6,1 [5,6;6,9] кг соответственно (р=0,004) [10]. Спортсмены специализаций велотрек и велошоссе характеризовались высоким и равным уровнем общей физической подготовленности в связи с отсутствием статистически значимых различий по относительному уровню развития лабильных компонентов состава тела (табл. 1), что указывает, что данная выборка является качественной моделью для исследования взаимосвязей разноуровневых параметров изучаемых систем: относительный уровень мышечной массы 53,9 [52,2;55,1] % и 52,9 [52,7;53,3] % соответственно (р=0,053) и относительный уровень жировой массы 9,3 [8,5;10,1] % и 8,8 [8,0;9,9] % соответственно (р=0,217) [10]. Группа контроля, представленная мужчинами, не занимающимися регулярно физическими нагрузками, статистически значимо не отличалась по возрасту от высококвалифицированных спортсменов специализаций велотрек и велошоссе (р=0,138 и р=0,788 соответственно). Показатели длины тела представителей контрольной группы статистически значимо не отличились от аналогичных параметров спортсменов велоспорта (176,1 [174,3; 178,0] см, р=0,073 и р=0,077 соответственно). Масса тела мужчин группы контроля составляла 79,9 [74,5; 85,6] кг, что статистически значимо не различалось с аналогичным параметром спортсменов велотрека (р=0,289), но статистически значимо выше по сравнению с данными представителей велошоссе (р=0,000). Абсолютный уровень развития мышечной массы контрольной группы составил 36,6 [35,9; 37,1] кг, имея схожие значения с представителями специализации велошоссе (р=0,319), но статистически значимо ниже, чем в группе велотрека (р=0,000). Мужчины, не занимающиеся регулярно физическими нагрузками, статистически значимо отличались от представителей специализаций велотрек и велошоссе по относительному уровню развития мышечной массы (46,8 [41,9; 49,2] %, р=0,000 и р=0,000 соответственно), абсолютному и относительному уровням жировой массы (16,8 [15,1;19,3] кг, р=0,000 и р=0,000 соответственно, и 21,3 [19,6; 22,2] %, р=0,000 и р=0,000 соответственно), что делало репрезентативным сопоставление мужчин контрольной группы и спортсменов велоспорта.

Таблица 1

Основные морфологические показатели представителей велоспорта

Процесс долгосрочной адаптации к физическим нагрузкам является следствием суммации следов многократного повторения физических воздействий с формированием функциональных и структурных изменений во всех системах и подсистемах организма [2]. В подготовительном этапе тренировочного процесса, после межсезонного отдыха, характеристики метаболизма являются отражением многолетнего процесса адаптации организма спортсмена к специализированным мышечным нагрузкам в соответствии с особенностями вида спорта.

Показатели активности эндокринных желез во всех изучаемых группах, как у представителей велоспорта, так и в контрольной группе, соответствовали физиологической норме (табл. 2).

Таблица 2

Показатели активности эндокринных желез представителей велоспорта

Показатели работы адренокортикальной системы – значения кортизола (табл. 2) – статистически значимо не различались у представителей специализации велотрека по сравнению со спортсменами специализации велошоссе (506,0 [356,0;605,0] нмоль/л и 373,0 [331,7;624,0] нмоль/л соответственно, р=0,169), а также по сравнению с нетренированными мужчинами (456,5 [437,0;503,2] нмоль/л, р=0,618 и р=0,099 соответственно). Тенденция к более высоким значениям кортизола в группе велотрека может указывать на большую интенсивность физических нагрузок в данной группе спортсменов по сравнению с представителями специализации велошоссе [111]. Кратковременное повышение уровня глюкокортикоидов влияет на костный обмен, повышая активность остеокластов [4].

Показатели анаболической активности – уровень тестостерона и значения соотношения Т/К – статистически значимо выше в группе контроля по сравнению с представителями велоспорта специализаций велотрек и велошоссе (24,1 [19,6;29,6] нмоль/л и 5,42 [3,96;6,52] % соответственно, 14,8 [13,5;27,1] нмоль/л и 3,80 [2,63;5,00] % соответственно, 13,3 [10,8;15,0] нмоль/л и 3,07 [2,10;3,71] % соответственно, р=0,033 и р=0,000 соответственно, р=0,027 и р=0,000 соответственно). Показатели анаболической активности указывают на большую длительность физических нагрузок в спорте по сравнению с представителями общей популяции [1]. Показатели общего тестостерона ниже в группе специализации велошоссе по сравнению со спортсменами специализации велотрека (р=0,012) при равных значениях индекса анаболизма (р=0,144), что характеризует больший уровень тренировочного воздействия у представителей специализации велошоссе по сравнению со специализацией велотрек с отсутствием перетренированности в обеих группах спортсменов [1]. Именно половые гормоны (эстрогены и андрогены) поддерживают гомеостаз костной ткани, в частности андрогены регулируют остеокластогенез [4].

Показатели тироксина – периферического маркера тиреоидной активности щитовидной железы – статистически значимо различаются у представителей специализации велоспорта и значимо выше в группе спортсменов специализации велотрек по сравнению со спортсменами специализации велошоссе (16,4 [15,4;17,2] пмоль/л и 12,8 [11,8;15,0] пмоль/л соответственно, р=0,000). Различия в концентрации Т4 могут указывать на структурно-метаболические особенности мышечных волокон спортсменов, а именно на процентное содержание быстрых окислительных волокон, отличающихся более высоким содержанием митохондрий по сравнению с «быстрыми» гликолитическими волокнами [11]. Тиреоидные гормоны стимулируют как остеосинтез, так и резорбцию, действуя на весь цикл костного ремоделирования [4]. Костное ремоделирование происходит на протяжении всей жизни человека, обеспечивая процессы адаптации кости к физическим нагрузкам, ее репарацию, поддержание минерального гомеостаза. Доказано, что высокие значения маркеров костного ремоделирования предсказывают более быструю потерю массы кости в общей популяции [13].

Показатели тиреоидной функции щитовидной железы и гормона гипофиза, регулирующего ее активность, – Т4 и ТТГ соответственно, в группах контроля и специализации велотрек (табл. 2) статистически значимо не различаются (1,70 [1,40;2,87] мкЕд/мл и 1,44 [1,10;2,17] мкЕд/мл, 17,8 [16,2;19,5] пмоль/л и 17,2 [16,3;20,0] пмоль/л, р=0,232 и р=1,000 соответственно) при более высоком уровне данных показателей по сравнению со спортсменами специализации велошоссе (1,20 [1,01;1,40] мкЕд/мл и 12,8 [11,8;15,0] пмоль/л, р=0,000 и р=0,000 соответственно). Более низкие значения данных показателей у представителей специализации велошоссе могут указывать на более длительные нагрузки в данной группе спортсменов, которые снижают активность гипофизарно-щитовидной оси в рамках адаптации организма к гипоксии [1].

Концентрация пролактина (табл. 2) в контрольной группе (337,0 [304,5;455,0] мЕд/мл) статистически значимо выше по сравнению со спортсменами велоспорта специализаций велотрек и велошоссе (252,7 [190,8;325,1] мЕд/мл и 132,8 [100,2;175,0] мЕд/мл соответственно, р=0,001 и р=0,000 соответственно), что может характеризовать больший уровень стрессового воздействия у спортсменов со снижением уровня пролактина [3], обусловленного высокой интенсивностью физических нагрузок без учета специфики тренировочного воздействия. У представителей специализации велошоссе, с учетом минимального уровня пролактина в данной группе спортсменов по сравнению с велотреком (р=0,000), может быть снижена анаболическая активность данного гормона, отмеченная некоторыми исследователями [111]. У спортсменов специализации велотрек возможна большая активация остеосинтеза под влиянием физиологических концентраций пролактина по сравнению с представителями специализации велошоссе [4].

Уровень альдостерона (табл. 2) как маркера водно-электролитного обмена и, дополнительно, объема и режима тренировочных нагрузок выше у представителей специализации велошоссе: 106,8 [102,2;231,0] пг/мл – по сравнению с группами специализации велотрек и контроля (93,6 [83,0;103,7] пг/мл и 84,4 [74,9;105,1] пг/мл соответственно, р=0,005 и р=0,002 соответственно), что характеризует напряженность водно-электролитного обмена и больший объем нагрузок у спортсменов данной группы [14].

Показатель соматотропной функции – СТГ (табл. 2) выше в группе специализации велошоссе (0,70 [0,57;1,85] нг/мл) по сравнению со спортсменами специализации велотрек и группой контроля 0,13 [0,10;0,77] нг/мл и 0,53 [0,37;0,70] нг/мл (p=0,004 и р=0,016 соответственно) при более низких уровнях данного показателя у представителей специализации велотрек по сравнению с контрольной группой (p=0,046).

Маркеры углеводного обмена: инсулин и С-пептид – в группе контроля (5,15 [4,30;8,52] мкЕд/мл и 0,47 [0,33;0,98] нмоль/л) и у представителей велосипедного спорта специализаций велотрек и велошоссе статистически значимо не различались (5,10 [4,10;6,29] мкЕд/мл и 0,59 [0,51;0,66] нмоль/л, 5,15 [3,85;11,59] мкЕд/мл и 0,66 [0,55;0,88] нмоль/л соответственно, р=0,411, р=0,860, р=0,473 и р=0,364, р=0,342, р=0,097 соответственно).

Спортсмены велоспорта, несмотря на схожие уровни показателей углеводного обмена, отличаются особенностями баланса углеводного и жирового обменов с учетом изучаемой специализации в связи со статистически значимыми различиями в концентрациях СТГ (р<0,05). Так, для представителей специализации велотрек С-пептид и инсулин указывали на большую задействованность гликолиза с учетом анаэробных механизмов энергообеспечения основного соревновательного упражнения в данной специализации [111]. У спортсменов специализации велошоссе, несмотря на схожие с представителями специализации велотрека показатели углеводного обмена, вероятно, отмечался относительный дефицит инсулина, формирующийся под действием статистически значимо больших концентраций СТГ по сравнению с группой велотрека (р<0,05) [15]. Относительный дефицит инсулина совместно с более высоким уровнем СТГ активируют процессы липолиза [15] с последующим ростом концентрации свободных жирных кислот в крови как основного источника энергии для обеспечения приоритетных механизмов энергообеспечения основного соревновательного упражнения у спортсменов данной специализации с учетом длительности физических нагрузок [1]. Следует отметить, что СТГ через инсулиноподобный фактор роста-1 оказывает влияние на остеобласты, а своим прямым действием стимулирует остеорезорбцию и обменные процессы в костной ткани [4].

Показатели активности гипофизарно-щитовидной системы (Т4), маркеры анаболической активности (общий тестостерон), показатели стрессового воздействия (пролактин) выше у спортсменов специализации велотрек, что указывает на скоростно-силовую направленность данного вида спорта, работающего в зоне максимально-субмаксимальной мощности, при минимальных уровнях данных показателей у представителей специализации велошоссе, что характеризует больший объем и длительность нагрузок, приводящих к снижению секреции описанных выше гормонов и росту альдостерона как регулятора водно-электролитного обмена и маркера риска его нарушений. Концентрации СТГ, максимальные в группе специализации велошоссе, определяют баланс соотношения активности углеводного и липидного обменов у представителей велоспорта с учетом приоритетного механизма энергообеспечения основного соревновательного упражнения. Изменение функциональной активности эндокринных желез может отражаться на цикле костного ремоделирования, оказывая влияние на уровень МПК с учетом спортивной специализации.

Выявленные особенности активности эндокринных желез могут быть использованы в рамках медицинского контроля за состоянием здоровья спортсменов с учетом спортивной специализации. Выраженное изменение функциональной активности эндокринных желез, особенно если показатели гормональной секреции выходят за рамки референсных значений, может быть отражением дездаптации к физическим нагрузкам у представителей каждой из изучаемых специализаций с учетом особенностей адаптации к специализированным тренировочным нагрузкам.

Заключение

Показатели активности эндокринных желез у представителей велоспорта, соответствуя физиологической норме, вместе с тем отражают особенности процессов адаптации спортсменов каждой специализации к напряженной мышечной деятельности с наибольшей выраженностью концентрации СТГ, регулирующего соотношение активности углеводного и липидного обменов, альдостерона, маркера водно-электролитного обмена, тиреоидной активности щитовидной железы, отраженной в уровне тироксина, переносимости стрессового воздействия, показателем которого является пролактин, и анаболической активности, представленной значениями общего тестостерона. Характеристики функциональной активности эндокринных желез отражают направленность приоритетного пути энергообеспечения основного соревновательного упражнения, объем и интенсивность тренировочного воздействия, скоростно-силовую направленность спортивной специализации.

Таким образом, у спортсменов в процессе профессиональной деятельности характеристики активности эндокринных желез формируются с учетом длительности тренировочного воздействия и приоритетного механизма энергообеспечения основного соревновательного упражнения, отражая особенности процессов долговременной адаптации спортсменов каждого вида спорта к напряженной мышечной деятельности.