Влияние физических нагрузок на организм спортсмена. Гормоны и физическая нагрузка.
Гормоны играют крайне важную роль в работе человеческого организма. Эти вещества стимулируют работу определенных клеток и систем организма. Гормоны производятся эндокринными железами и определенными тканями.
Из широкого спектра гормонов особую важность имеют анаболические и катаболические гормоны. Катаболизм – это процесс метаболического распада клеток и тканей, а также разложения сложных структур с выделением энергии в виде тепла или в виде аденозинтрифосфата. Катаболические процессы обеспечивают высвобождение большого количества энергии.
Анаболические процессы противоположны катаболическим. Под анаболическими процессами подразумевают процессы создания клеток и тканей, а также веществ, необходимых для работы организма. Течение регенеративных процессов и анаболизм мышечной ткани во многом зависят от уровня гормона роста, инсулина и тестостерона в плазме крови.
Физическая активность существенно повышает концентрацию множества гормонов в плазме крови и не только непосредственно в момент нагрузки. С начала выполнения упражнения (напр. около максимальной мощности), за первые 4-10 минут концентрация различных гормонов и продуктов метаболизма меняется самопроизвольно. Так с началом упражнения растет концентрация молочной кислоты в крови. А концентрация глюкозы начинает меняться обратно пропорционально концентрации молочной кислоты. При увеличении времени нагрузки в крови растет уровень соматотропина.
Другие исследования продемонстрировали, что у людей преклонного возраста (65-75 лет) после занятий на велотренажере уровень тестостерона увеличивался на 40%. Специалисты геронтологии полагают, что именно сохранение нормальной концентрации тестостерона обеспечивает бодрое, энергичное состояние в преклонные годы и, вероятно, увеличивает продолжительность жизни.
Секрецию гормонов и их попадание в кровь при физических упражнениях можно представить в виде каскада реакций. Физическое напряжение как стресс провоцирует выделение в структурах мозга либеринов, которые, в свою очередь, запускают производство тропинов гипофизом. Через кровь тропины проникают в эндокринные железы, где и осуществляется секреция гормонов.
Катаболизм обусловлен наличием в крови множества факторов, участвующих в высвобождении энергии. Один из этих факторов – кортизол. Этот гормон помогает при стрессах. Однако слишком высокий уровень кортизола нежелателен: начинается расщепление клеток мышц, нарушается доставка в них аминокислот. Совершенно ясно, что в таких условиях при попадании в организм протеинов они не смогут принять участие в анаболизме, а будут либо интенсивно выбрасываться с мочой, либо превращаться печенью в глюкозу. Еще одна отрицательная роль кортизола проявляется в его воздействии на сахаридный метаболизм в период отдыха после упражнения, когда спортсмен желает скорее восстановить силы. Кортизол ингибирует скопление гликогена в мышечной ткани. Увы, кортизол производится в человеческом организме во время тяжелых тренировок. Интенсивные тренировки, высокая физическая нагрузка – это всё стресс. Кортизол выполняет одну из главных ролей при стрессах.
Устранить катаболический эффект кортизола можно с применением анаболических стероидов. Но этот метод – крайне вреден для здоровья. Побочные явления столь опасны, что спортсмену следует найти другие эффективные анаболики, легальные и не вызывающие побочных эффектов. Получение организмом большого количества сахаридов в результате анаболической активности инсулина также благоприятствует быстрому восстановлению. Выяснилось, что и в данном случае эффект достигается ингибированием активности кортизола. Концентрация инсулина обратно пропорциональна концентрации кортизола в крови. Инсулин является полипептидным гормоном и необходим в объединении путей энергоснабжения. Анаболизм инсулина затрагивает мышечную, жировую ткань и печень. Инсулин стимулирует образование гликогена, алифатических кислот и протеинов. Также инсулин ускоряет гликолиз.
Сам механизм анаболизма инсулина состоит в ускорении попадания глюкозы и свободных аминокислот в клетки. Однако процессы образования гликогена, активируемые инсулином, провоцируют уменьшение концентрации глюкозы в крови (основной симптом гипогликемии). Инсулин замедляет катаболизм в организме, в т.ч. разложение гликогена и нейтрального жира. Ускорение анаболизма в организме, то, чего хотят большинство культуристов, возможно и без применения допинг-средств типа анаболических стероидов.
Одним из важнейших агентов, активирующих производство протеина, является прогормон – соматомедин С. Специалисты утверждают, что образование этого вещества стимулируется соматотропином и осуществляется в печени и мышечной ткани. Производство соматомедина С в определенной степени зависит от объёма аминокислот, получаемых организмом. Гормоны с анаболическим эффектом после физических упражнений выполняют еще одну задачу. В результате исследований было выяснено, что при физических нагрузках волокна мышц повреждаются. Под микроскопом на специально подготовленных образцах мышечной ткани можно увидеть частые надрывы и полные разрывы волокон мышц. Факторов столь деструктивного эффекта нагрузки несколько. Первые гипотезы специалистов были связаны с деструктивным эффектом катаболических гормонов. Позже также было обосновано деструктивное воздействие свободных окислителей.
Эндокринная система управляет всеми видами метаболизма и, в зависимости от ситуации, может активировать резервные силы организма. Она же контролирует восстановление после тяжелых физических упражнений. Причем реакции гормональных систем сильно отличаются в соответствии со степенью нагрузки (большой или умеренной мощности).
При нагрузке умеренной мощности и долгой тренировке увеличивается уровень гормона роста и кортизола, падает уровень инсулина и увеличивается уровень трииодтиронина.
Нагрузке большой мощности сопутствует увеличение концентрации гормона роста, кортизола, инсулина и Т3. Гормон роста и кортизол обуславливают развитие специальной работоспособности, и поэтому увеличение их концентрации во время разных тренировочных циклов сопровождается улучшением спортивных показателей спортсмена.
В результате многих исследований специалистов было выяснено, что у профессиональных бегунов на сверхдальние дистанции в спокойном состоянии обнаруживается низкая или нормальная концентрация гормона роста. Однако при марафоновском забеге уровень гормона роста в крови сильно увеличивается, что обеспечивает высокую работоспособность на продолжительный срок. Гормон роста (соматотропин) – гормон, отвечающий за анаболизм в организме (рост, развитие, увеличение веса тела и различных органов). В организме взрослого человека воздействие гормона роста на функции роста в большей степени теряется, а на анаболические функции (образование протеина, сахаридный и жировой обмены) остается. Это и является причиной запрета соматотропного гормона как допинга.
Другим немаловажным гормоном адаптации служит кортизол, который отвечает за сахаридный и протеиновый метаболизм. Кортизол контролирует работоспособность путем катаболического процесса, при котором печень снабжается гликогеном и кетогенными аминокислотами. Вместе с катаболическим процессом (остановка производства протеина в лимфоидной и соединительной тканях) осуществляется сохранение концентрации глюкозы в плазме крови спортсмена на достаточном уровне. Данный гормон также запрещен в качестве допинга. Инсулин управляет концентрацией глюкозы и ее перемещением через мембраны мышечных и других клеток. Уровень инсулина в норме – 5-20 мкед/мл. Нехватка инсулина снижает работоспособность вследствие уменьшения количества глюкозы, доставляемой в клетки.
Выделение инсулина стимулируется при упражнениях большой мощности, что обеспечивает высокую проницаемость клеточных мембран для глюкозы (стимулируется гликолиз). Работоспособность достигается благодаря сахаридному обмену. При умеренной мощности упражнений уровень инсулина падает, что приводит к переходу с сахаридного метаболизма на липидный, что столь востребовано при продолжительной физической активности, когда резервы гликогена частично израсходованы.
Тиреоидные гормоны тироксин и трииодтиронин управляют основным метаболизмом, расходом кислорода и окислительным фосфорилированием. Изменение уровня тиреоидных гормонов определяет предел работоспособности и выносливости человека (возникает дисбаланс между получением кислорода и фосфорилированием, замедляется окислительное фосфорилирование в митохондриях мышечных клеток, замедляется ресинтез аденозинтрифосфата). Обследования бегунов на сверхдальние дистанции продемонстрировали связь между работоспособностью и соотношением гормона роста и кортизола.
Обследование эндокринной системы определенного спортсмена позволяет определить его возможности и готовность выдержать физическую нагрузку с лучшими показателями. Другим существенным аспектом предсказания специальной работоспособности служит выявление способностей коры надпочечников производить кортизол в ответ на раздражение адренокортикотропным гормоном. Повышенное производство кортизола говорит о способности спортсмена работать в оптимальном режиме.
Спортивная работоспособность разных полов существенно зависит от тестостерона. Этот гормон обуславливает агрессию, темперамент и целеустремленность при исполнении задания. Гормональные средства (тестостерон и его вариации, анаболические стероиды, гормон роста, кортикотропин, гонадотропный гормон, эритропоэтин) искусственно увеличивают работоспособность человека, и поэтому считаются допингом и запрещены к употреблению в соревнованиях и на тренировках.
Зачастую употребление препаратов гормонов идет вразрез со здоровым образом жизни и в конечном счете может привести к тяжелым патологиям.
Статья подготовлена главным врачом ГУЗ «ОВФД»
Николаевой И.В.
Источник
Основные принципы дозирования и контроля физических нагрузок во время занятий физической культурой
Избыточный вес тела, снижение физической работоспособности, курение, чрезмерное употребление алкоголя — все это способствует возникновению сердечно-сосудистых и многих других заболеваний. Несмотря на мощное развитие лекарственной терапии, дозиров
 |
Избыточный вес тела, снижение физической работоспособности, курение, чрезмерное употребление алкоголя — все это способствует возникновению сердечно-сосудистых и многих других заболеваний. Несмотря на мощное развитие лекарственной терапии, дозированная физическая нагрузка остается универсальным методом профилактики ишемической болезни сердца, артериальной гипертонии, ожирения и других заболеваний. В последнее время отмечается определенный рост интереса населения к регулярным занятиям физической культурой.
За врачебной консультацией обращаются люди, которые хотят получить практические рекомендации по построению, планированию и контролю нагрузок во время занятий физической культурой. Врач должен рекомендовать определенный режим физических нагрузок, соответствующий уровню тренированности организма с учетом имеющейся хронической патологии.
Вашему вниманию предлагается информационный материал, раскрывающий основные цели, задачи и принципы построения физической тренировки.
Если вашему клиенту менее 35 лет и у него отсутствуют признаки каких-либо заболеваний, то ему в принципе нет необходимости обращаться к врачу за консультацией перед началом регулярных занятий физической культурой. Но если он старше 35 лет, и он не занимался спортом или физической культурой в течение последних нескольких лет, то медицинское освидетельствование необходимо, особенно если имеют место следующие отклонения в здоровье:
- повышенное артериальное давление;
- наличие в анамнезе сердечных приступов;
- наличие в семейном анамнезе указаний на раннее развитие сердечной патологии или смертных случаев от сердечно-сосудистых заболеваний;
- частые приступы головных болей или головокружения;
- значительная степень одышки при незначительной физической нагрузке;
- артриты и различная патология опорно-двигательного аппарата;
- другие возможные хронические заболевания.
Физические нагрузки практически безопасны для людей с исходно хорошим уровнем физического здоровья, прошедших полноценное медицинское освидетельствование и получивших адекватные медицинские рекомендации.
- Основные понятия физического здоровья
Физическую тренированность можно охарактеризовать как способность организма комфортно переносить повседневные физические нагрузки и успешно справляться с резко возникающими стрессовыми ситуациями. На индивидуальный уровень физической работоспособности влияют такие факторы, как возраст, пол, наследственность, наличие вредных привычек, характер питания. Понятие физического здоровья (physical fitness), или тренированности организма, включает в себе несколько компонентов.
Тренированность сердечно-сосудистой и дыхательной систем (сardiorespiratory еndurance) — компонент общей тренированности организма, отражающий способность данных систем адекватно обеспечивать жизнедеятельность организма при физической нагрузке различной интенсивности и продолжительности. На практике этот показатель можно оценить, учитывая способность человека выдерживать продолжительную физическую нагрузку, например бег, плавание, ходьба на лыжах и т. п.
Мышечная сила (muscular strength) — способность мускулатуры совершать максимально возможную механическую работу за короткое время. Данный компонент тренированности организма на практике оценивается, например, для пояса верхних конечностей, по максимальной величине поднятого веса.
Мышечная выносливасть (muscular endurance) — способность мускулатуры совершать механическую работу различной продолжительности и кратности. Например, повторное поднятие тяжестей определенного веса используется для определения мышечной выносливости верхнего плечевого пояса.
Гибкость (flexibility) — способность совершать механическую работу, используя при этом максимально возможный диапазон движений. Сгибание туловища в сидячем положении — простой и объективный метод оценки гибкости поясничного отдела позвоночника и нижних конечностей.
Телосложение (body composition) — соотношение между жировой тканью организма и общей массой скелетной мускулатуры, костной ткани и внутренних органов. Индивидуально подобранные физические упражнения способствуют снижению массы жировой ткани и увеличению мускулатуры определенных участков тела.
- Структура тренировочных занятий
Продолжительность и количество тренировок в неделю, а также интенсивность физических нагрузок определяются уровнем тренированности организма, возрастом, наличием или отсутствием каких-либо хронических заболеваний, а также социальными потребностями человека.
Любая индивидуальная тренировочная программа должна включать упражнения, направленные на гармоничное развитие всех основных компонентов физического здоровья. Любое тренировочное занятие должно состоять из разминки (warmup), основной нагрузки и заминки (cooldown).
Ниже приведена структура тренировочного занятия, рассчитанная на среднего здорового человека и направленная на поддержание минимального уровня физического здоровья организма. Она включает наиболее популярные виды тренировочных упражнений.
Разминка продолжается пять-десять минут и включает в себя физическую нагрузку слабой интенсивности (ходьбу, медленный бег, упражнения на гибкость, вращательные и маховые движения верхними и нижними конечностями). Она направлена на подготовку сердечно-сосудистой, дыхательной и опорно-двигательных систем к основной тренировочной нагрузке. Ниже приведены основные типы основной тренировочной нагрузки.
Тренировка на развитие мышечной силы (muscular srength) проводится минимум два раза в неделю в течение 20 минут. Наиболее эффективным способом развития мышечной силы является подъем тяжестей.
Тренировка на развитие мышечной выносливости (muscular endurance) должна проводиться, по крайней мере, три раза в неделю по 30 минут и включать в себя упражнения для основных групп мышц: ритмические и пластические упражнения, отжимания, приседания, подтягивания, повторные поднятия тяжестей.
Тренировка на развитие тренированности сердечно-сосудистой и дыхательной систем (cardiorespiratory endurance) проводится три раза в неделю в течение 20 минут и включает в себя продолжительную физическую нагрузку, осуществляемую в аэробном режиме. Наиболее распространенные виды такой нагрузки — быстрая ходьба, бег, езда на велосипеде, гребля, ходьба на лыжах, а также игровые виды спорта (баскетбол, гандбол и т. п.).
Тренировка на развитие гибкости (flexibility) должна проводиться ежедневно во время разминки или заминки и включать упражнения на гибкость и растяжение. Заминка (сooldown) включает в себя нагрузку низкой интенсивности (например, ходьба или бег в медленном темпе), а также упражнения на развитие гибкости продолжительностью пять-десять минут.
- Основные принципы занятий фитнесом
Специфичность — необходимость выбора определенного комплекса физических упражнений, направленных на развитие и укрепление групп мышц, которые более всего задействованы при определенном типе мышечной деятельности. Желательно комбинировать различные виды физической нагрузки (плавание, бег, ходьба, лыжи и т. д.) для более гармоничного развития организма, а также в целях профилактики травматизма.
Физическая нагрузка должна быть достаточной по интенсивности и продолжительности, чтобы обеспечивать рост или поддержание оптимального уровня тренированности организма.
Регулярность физических нагрузок. Тренировочные занятия должны быть регулярными. Минимум три тренировочных занятия в неделю необходимы для поддержания оптимального уровня тренированности.
Прогрессия. Постепенное увеличение интенсивности, продолжительности и/или частоты тренировочных занятий — необходимое условие для оптимального повышения уровня тренированности организма.
 |
- Интенсивность физических нагрузок и контроль частоты сердечных сокращений
Физическая нагрузка бывает разной интенсивности и продолжительности. Выделено четыре основных зоны интенсивности физических нагрузок (см. рис. 1), каждой из которых соответствует определенный уровень биоэнергетических процессов и диапазон частоты сердечных сокращений (ЧСС):
1. Физическая нагрузка малой интенсивности с ЧСС менее 75% от ее максимального значения (ЧСС макс.);
2. Физическая нагрузка поддерживающего характера с ЧСС от 75 до 85% от ЧСС макс., осуществляемая в аэробном режиме энергообеспечения;
3. Физическая нагрузка развивающего характера с ЧСС от 85 до 95% от ЧСС макс. и переходным аэробно-анаэробным режимом энергообеспечения;
4. Физическая нагрузка субмаксимальной и максимальной интенсивности с ЧСС более 95% от ЧСС макс. и анаэробным режимом энергообеспечения.
У каждого человека имеются свои индивидуальные границы зон интенсивности нагрузки. Для более точного определения этих границ с целью последующего контроля спортивных нагрузок используется специальное тестирование. В основе его лежит ступенчато возрастающая до максимально возможного (“работа до отказа”) уровня тестовая нагрузка.
Нетренированным и слабо подготовленным людям подобное тестирование противопоказано. Для определения зон интенсивности в этом случае используется более простой расчетный метод. Можно легко рассчитать границы каждой зоны интенсивности, зная возрастное значение ЧСС макс., которое определяется по формуле 220 минус возраст.
Для оздоровительных целей, как правило, рекомендована физическая нагрузка в пределах I и II зон интенсивности. Нагрузки большей интенсивности являются привилегией спорта и требуют достаточно высокого уровня подготовленности.
Исследования показали, что нагрузка с интенсивностью 60-70% от ЧСС макс. наиболее эффективна для сжигания жира, поэтому она используется для коррекции избыточного веса тела:
| Целевая зона | |
| Возраст (лет) | ЧСС (уд./мин) |
| 20 | 120-140 |
| 30 | 114-133 |
| 40 | 108-126 |
| 50 | 102-119 |
| 60 | 96-112 |
Для повышения тренированности сердечно-сосудистой системы используется нагрузка с интенсивностью 60-80% от ЧСС макс:
- Контроль частоты сердечных сокращений во время тренировочных занятий и при осуществлении реабилитационных программ
Мониторирование частоты сердечных сокращений является универсальным методом контроля и регулирования интенсивности физических нагрузок. Мониторинг ЧСС — обязательное условие для безопасного и дозированного применения физических нагрузок у определенного контингента людей: пожилых; страдающих сердечно-сосудистой патологией; проходящих реабилитацию после перенесенного инфаркта миокарда и других тяжелых заболеваний.
| Целевая зона | |
| Возраст (лет) | ЧСС (уд./мин) |
| 20 | 120-160 |
| 30 | 114-152 |
| 40 | 108-144 |
| 50 | 102-136 |
| 60 | 96-128 |
В последнее время с этой целью чаще всего используются мониторы сердечного ритма, которые осуществляют непрерывную регистрацию ЧСС. Принцип работы мониторов сердечного ритма аналогичен регистрации электрических биопотенциалов сердца на поверхности грудной клетки, используемой при записи ЭКГ. Монитор сердечного ритма состоит из двух частей: нагрудного пояса с электродами и передатчиком ЭКГ-сигналов и непосредственно монитора сердечного ритма или приемника, имеющего вид наручных часов. Передача сигналов от нагрудного передатчика на монитор сердечного ритма осуществляется телеметрически. Существует несколько моделей мониторов сердечного ритма, различающихся набором специальных функций. Обязательным для всех мониторов является непрерывная регистрация величины сердечного ритма, а также звуковая и визуальная сигнализация при выходе ЧСС за границы предварительно установленной целевой зоны сердечного ритма. Эти функции необходимы для дозирования интенсивности и продолжительности физических нагрузок, когда необходимо строгое соблюдение пульсового режима.
Предоставленная вашему вниманию информация раскрывает только основные принципы планирования и контроля нагрузок во время занятий физической культурой. Надеемся, что предложенный материал поможет вам в вашей практической врачебной деятельности.
Источник