Аэробные упражнения: влияние на гормон роста

Изменения уровня гормона роста в ответ на аэробную нагрузку

Выработка гормона роста в аденогипофизе характеризуется волнообразным типом секреции. В системном кровотоке, одновременно с основной формой гормона с массой 22 килодальтон, можно определить также прочие его вариации и олигомеры. Характеристика изменения небольших по массе форм соматотропина в ответ на тренировочное воздействие по-видимому не однообразна. Стимуляция тканей под влиянием гормона роста осуществляется за счёт формирования димеров на рецепторе соматотропного гормона и активации ряда процессов фосфорилирования, при помощи которых реализуется передача импульса в ядро.

Объём гормона роста, вырабатываемый во время каждого выброса, регулируется пептидными соединениями. Соматорелин, продуцирующийся в гипоталамусе, активизирует выработку гормона роста, при том, что соматостатин способствует угнетению выработки соматотропина, не воздействуя на его секрецию. Пептидное вещество (грелин), образующееся в тканях желудка, передней доли гипофиза и гипоталамуса, увеличивает выработку гормона роста за счёт стимуляции особых рецепторов. При инактивации пептидного рецептора грелина в мозге у мышей с искусственно введёнными генами, выработка соматотропного гормона сокращается на 30%. Большая часть эффектов гормона роста обусловлена ИФР-1, выработка которого осуществляется в печени и других органах при регулировании гормона роста.

После 45 лет в человеческом организме, выработка гормона роста регулярно сокращается на 1-1.5 % в год. Помимо этого, выработка гормона роста значительно меньше у людей, имеющих лишний вес (вне зависимости от возраста, то есть в том числе, и у молодых). У подростков в пубертатный период продукция гормона роста за 8 лет сокращается вдвое, при этом, у женщин за несколько лет до вероятного наступления климакса скорость продукции ещё ниже. Большая часть возрастных изменений связаны с теми, которые обнаруживаются у людей старшего возраста с патологиями дефицита гормона роста (сюда входят: уменьшение мышечной массы, снижение адаптивной способности к физическим нагрузкам, увеличение жировой массы тела, а именно, накопление жира в абдоминальной части тела; сюда также относятся негативные изменения уровня липопротеинов, уменьшение плотности костей, болезни ЦНС и кровеносной системы). Ниже будет рассмотрено воздействие физических нагрузок на выработку гормона роста.

Изменения степени выработки соматотропина во время аэробных нагрузок

Выработка гормона роста отмечается уже спустя 20 минут после начала воздействия аэробной нагрузки. Максимальный уровень гормона при этом наблюдается в конце аэробной сессии. Степень интенсивности, длительность аэробной тренировки, адаптация к физическим нагрузкам, возрастная категория, пол – эти факторы могут влиять на изменения секреции соматотропина в ответ на физическую активность. Несмотря на имеющиеся ранее предположения о том, что активизация изменений выработки гормона роста осуществляется только после увеличения некоторого предела интенсивности тренировочной нагрузки. Клинические испытания, проводимые в случайно избирательном порядке, выявили, что выработка гормона роста зависит от интенсивности тренировок, причём зависимость будет пропорциональна.

У женщин вне зависимости от возрастной группы концентрация гормона роста как правило всегда выше, в отличие от мужчин того же возраста. Помимо этого, у женщин также слабее выражено волнообразное течение выработки. Лабильность изменений выработки гормона роста не отличается у представителей как мужского, так и женского пола. При этом женский организм обладает некоторыми интересными особенностями, в частности: предсказывающее увеличение концентрации соматотропного гормона до начала тренировки и быстрое достижение гормонального пика в процессе тренировок. Эффективность физических нагрузок не зависит от суточного ритма, так как не было выявлено какой-либо зависимости изменений уровня гормона роста от времени тренировки. Максимальный уровень соматотропного гормона при занятиях спортом у обоих полов не имеет отличий, при этом, параметр прироста выработки у мужчин немного больше.

В одном из исследований, девушки и юноши молодого возраста выполняли упражнения с разной степенью интенсивности. Эксперимент состоял из 30-минутного бега на беговой дорожке со следующими интенсивностями (относительно лактатного порога): 20 и 70% разницы от уровня лактатного порога, 100% порога, 20 и 70% разницы от максимального потребления кислорода. Степень выработки гормона роста увеличивалась постепенно вместе с ростом интенсивности нагрузок. При помощи обычного регрессионного анализа выявилось, что кривая выработки соматотропина, зависимая от степени нагрузки, пересекается с координатной осью в точке с самым наибольшим показателем.

На практике применимость этих зависимостей, в которых описываются мгновенные изменения выработки гормона роста, во время длительных аэробных тренировок с разной степенью интенсивности, не установлена.

Повышение выработки гормона роста в качестве ответа на тренировочный стресс у молодых людей больше в отличие от людей старшего возраста. Подобные аналогии зависимости интенсивности занятий от изменений уровня гормона роста выявили, что у мужчин процессы старения постепенно приводят к снижению положительных эффектов от физических тренировок. По-прежнему нет ответа на вопрос: возможно ли у людей более зрелого возраста достижение одинакового уровня выработки соматотропного гормона, как у молодых людей, за счёт правильно подобранной нагрузки.

Степень индуцированной тренировочным стрессом выработки гормона роста у женщин в постменопаузальном периоде в 6-7 раз меньше в отличие от женщин с регулярным менструальным циклом, причём приём гормональных средств никак не влияет на этот показатель. Вероятными факторами сокращения выработки гормона роста у людей более зрелого возраста могут являться рост синтеза соматостатина или же несоответствующая выработка соматорелина или грелина. На самом деле, длительная выработка соматолиберина или введение искусственного грелина уже через 8-12 недель приводит к увеличению степени выработки гормона роста у людей более зрелого возраста.

Сокращение скорости выработки соматотропного гормона в качестве ответа на физическую активность может отмечаться у мужчин и более молодой возрастной категории. Данное предположение было основано на итогах одного из исследований с участием первой группы молодых людей (в возрасте 20 лет) и второй группы с участием мужчин постарше (40-45 лет). В ходе тестирования выполнялись упражнения с прогрессирующей нагрузкой до полного утомления всех мышц тела.

У более взрослых мужчин рост выработки происходил неспешно, при этом максимального значения этот показатель достигал дольше в отличие от молодой группы. Если эти сведения верны, то подобное уменьшение чувствительности гормона роста к физическим нагрузкам может явиться основанием для нахождения предыдущих стратегий, сосредоточенных на сохранении необходимой для анаболических процессов концентрации соматотропина.

Увеличение жировой массы в организме приводит к сокращению основного уровня гормона роста в крови и к уменьшению степени ответной реакции на физическую активность. В отличие от других факторов, способных стимулировать выработку соматотропина в качестве ответа на тренировочный стресс, у людей с увеличенной жировой массой тела может наблюдаться снижение выработки за счёт приёма некоторых препаратов. Лишь соматостатин-рилизинг-пептиды и некоторые стимуляторы выработки поддерживают умеренную эффективность. Ряд исследований, изучавших влияние повышенной массы тела, пола и тренировочной нагрузки, установили, что висцеральный жир может неким образом воздействовать на степень выработки гормона роста. Итоги исследований с использованием физических нагрузок в качестве стимуляции выработки соматотропина у людей без лишних килограммов описываются ниже.

Максимальные показатели уровня соматотропного гормона после влияния тренировочных нагрузок в данных исследованиях равнялись 13.5 мкг\л у женщин, не имеющих лишнего жира, 6.9 мкг\л у женщин с отложениями жира в нижних конечностях и 3.3 мкг\л у женщин с абдоминальным и висцеральным жиром.

Систематические аэробные тренировки и выработка гормона роста

Длительные аэробные занятия препятствуют появлению существенных изменений уровня гормона роста в ответ на физическую активность с умеренной интенсивностью. У людей молодого возраста угнетение выработки гормона роста, вызванное тренировочным стрессом, отмечается уже спустя 20 дней после занятия.

При этом, у людей, проводящих свои тренировки с высокой степенью интенсивности (выше лактатного порога), выявлено увеличение общей (в течение суток) выработки соматотропина, наблюдавшееся даже в нетренировочные дни.

Учёными не установлено, как именно возраст, пол и жировая масса могут повлиять на эффективность аэробных тренировок. В исследовании, в котором принимали участие пожилые люди возрастной категории от 55 до 80 лет, специалисты не выявили существенных различий в концентрации ИФР-1 в крови у людей, бегающих на длинные дистанции, и людей, не ведущих активный образ жизни. В ещё одном эксперименте также не было установлено изменений общей выработки гормона в течение суток у людей старшего возраста с хорошими показателями здоровья (60-80 лет) после 12 месяцев систематических аэробных тренировок (по 3 раза в неделю). Факторами, влияющими на отсутствие физиологического ответа, являются: 1) низкая интенсивность для конкретного индивидуума; 2) несущественные изменения в количестве жировой ткани, в особенности, абдоминального жира; 3) физиологическое уменьшение чувствительности гормональной системы (соматотропин-ИФР-1).

У женщин, имеющих повышенную массу тела, спустя 4 месяца аэробных тренировок выявлено абсолютное физическое влияние тренинга на содержание гормона роста, наряду с этим, у этих же женщин не обнаружено изменений быстрой выработки гормона роста в ответ на тренировочный стресс без увеличения интенсивности. При этом проведение четырёхмесячной программы аэробных тренировок у этих спортсменок не выявило изменений состава тела. Отмечалось ли при таких условиях повышение общей выработки гормона роста за сутки, не установлено. Также неясна связь между быстрым изменением уровня гормона роста в организме в ответ на тренировочное воздействие и длительным изменением выработки соматотропного гормона (в нетренировочные дни) под влиянием длительных аэробных нагрузок.

Нейроэндокринная регуляция выработки соматотропина, вызванная физической активностью

Нейроэндокринная регуляция выработки соматотропина представляет из себя ряд достаточно сложных процессов и на данный момент изучена не полностью. К возможным механизмам выработки относятся соматорелин, грелин и соматостатин.

Также к возможным стимуляторам относятся адреналин, норадреналин, м-холинорецепторы, гамма-аминомасляная кислота, аминокислоты-стимуляторы. Несмотря на полученные данные, увеличение уровня норадреналина в крови в ответ на тренировочный стресс осуществляется до увеличения уровня соматотропного гормона и прямо пропорционально ему у зрелых мужчин вне зависимости от их тренировочной адаптации. Эти сведения коррелируются между собой, однако не считаются схожими с наличием бета2-рецепторной системы. Уровень грелина в крови у людей с лишней жировой массой, снижен, в отличие от людей худощавого телосложения, и не меняется на протяжении часа тренировок.

Вещества, которые могут оказывать влияние на выработку гормона роста, это аргинин и СТГ-рилизинг-пептид-2. Физиологически они приводят к уменьшению концентрации соматостатина и частично имитируют эффективность грелина. СТГ-рилизинг-пептид-2 (СТГ-соматотропин) аналогичным образом увеличивает эффективность соматорелина и угнетает воздействие соматостатина. Чувствительность к каждому из веществ будет различаться в зависимости от пола и возраста. В спокойном состоянии базовая и активизированная с помощью аргинина степень выработки гормона роста у женщин была выше, в сравнении с мужчинами.

В ходе выполнения тренировочных упражнений (до утомления) эффективность воздействия изученных веществ при абсолютных показателях оказалась одинаковой у обоих полов. Воздействие тренировочной нагрузки увеличивало выработку соматотропного гормона, вызванную аргинином и СТГ-рилизинг-пептидом-2.

Относительный рост уровня соматотропина (в сравнении с базовым уровнем) после использования стимулирующих факторов у мужчин оказался вдвое больше в отличие от женщин. Так как соматорелин заметно увеличивает эффективность действия СТГ-рилизинг-пептида-2 и аргинина, комбинированное воздействие этих стимулирующих агентов в ходе проведения тренировок является немаловажным доказательством того, что во время выполнения упражнений до «отказа» происходит усиление выработки соматорелина в тканях гипоталамуса. Данное предположение, однако, требует дополнительных исследований с применением антагонистов соматорелина.

Ещё одним доказательством эффективности СТГ-рилизинг-пептида-2 и аргинина считается анализ стимулированной выработки гормона роста. При этом эффекты от соматорелина, соматостатина, грелина стимулируются подавляющим (адренергическим и норадренергическим) и модулирующим (холинергическим и опиоидным) импульсами. Складывается предположение, что физическая нагрузка может стимулировать большое количество нейромедиаторов ЦНС. А комбинированное воздействие всех перечисленных факторов считается учёными основной проблемой в области спортивной физиологии.

Назревает вопрос: какова максимальная степень эффективности стимуляторов выработки гормона роста у людей пожилого возраста. В одном исследовании, в котором участвовали люди старшего возраста, совместное стимулирующее действие СТГ-рилизинг-пептида-2 и аэробных нагрузок привело к значительной выработке соматотропина (общее воздействие), в отличие от каждого из факторов по отдельности. Эти данные исследований свидетельствуют о существенном ограничении выработки гормона роста, нарушениях синтеза собственного соматорелина (действующего в комбинации с соматостатин-рилизинг-пептидом) и отрицательной регуляции соматостатин-рилизинг-пептидом пути передачи сигнала. По имеющимся на данный момент сведениям, может возникнуть вопрос: как именно эти 3 фактора (пол, возраст, адаптация к физической нагрузке) принимают участие в регуляции выработки гормона роста.

Выводы

Аэробная нагрузка является хорошим стимулятором выработки соматотропина, в частности у лиц молодого возраста, вне зависимости от пола. Жировые отложения в области живота и нижних конечностей, а также возрастные изменения в результате приводят к значительному сокращению ответного выброса вероятно из-за преобразования метаболических импульсов системы регуляции и воздействия основных веществ: модулирующего соматорелина, угнетающего соматостатина и грелина (способствующего усилению секреции). Также к аспекту, от которого зависит характер выработки гормона в качестве ответа на тренировочный стресс, считается половая принадлежность. В итоге, уменьшение степени выработки гормона роста у неактивных людей с ожирением, а также у лиц старшего возраста является основным фактором отложения жира в абдоминальной части тела (в том числе и висцерального жира), развития гиперлипидемии (повышения уровня холестерина), развитию инсулинорезистентности, уменьшения мышечной массы и снижения плотности костей.