Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекапо Ханты-Мансийскому автономному округу

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.

Термин «эйфория бегуна» прочно осел в арсенале спортсменов-любителей. Она проявляется как внезапно возникающее чувство счастья, радости и легкости, сходное с легким опьянением или наркотическим «кайфом».

Эйфория проявляется как внезапно возникающее чувство счастья, радости и легкости, сходное с легким опьянением или наркотическим «кайфом». Поднимается настроение, притупляется боль, усталость, чувство голода. Возникает ощущение «прояснения сознания», появляется твердая уверенность в собственных силах. Существует даже описания «отделения сознания от тела», а у некоторых прилив счастья сопровождается истерическими проявлениями: смехом, плачем.

Растущая популярность циклических видов спорта, в частности бега на длинные и сверхдлинные дистанции, заставила физиологов обратить пристальное внимание на феномен эйфории.

Эйфория бегуна не что иное как механизм выживания, природная награда за выносливость, дарованная нашим далеким предкам.

Почему развивается эйфория бегуна?

Самой первой версией, с помощью которой ученые пытались объяснить причины этого состояния, была гипоксия мозга, или попросту недостаток кислорода в ткани головного мозга. Казалось бы, всё логично. Наш мозг не имеет запасов кислорода в ткани и не может работать в анаэробном режиме более 5 секунд. В ходе длительной физической нагрузки при умеренной или повышенной интенсивности и поверхностном учащенном дыхании мозг способен испытывать дефицит кислорода, что может провоцировать изменения в восприятии окружающей действительности и собственных ощущений. Но как же быть с хорошо тренированными и подготовленными спортсменами? Стало понятно, что механизм эйфории, скорее всего, имеет более сложную природу, связанную с выделением биологически активных веществ – эндорфинов.

Что такое эндорфины?

Представьте, что вы только что интенсивно потренировались. Ваш организм испытал стресс, кроме этого, присутствуют болевые ощущения – это служит сигналом для выделения особого класса биологически активных веществ из гипоталамуса и гипофиза (находятся в головном мозге), которые получили название «эндорфины». Слово «эндорфин» произошло от сочетания греческих слов ενδο (внутри) и от имени древнегреческого бога сновидений Морфея (греч. Μορφεύς), а сами вещества были открыты в 1975 году учеными из университета Абердина.

Согласно скучному определению, это группа химических соединений, по способу действия и структуре сходных с опиатами (морфиноподобными соединениями), которые естественным путем образуются в клетках головного мозга и способны уменьшать боль и влиять на эмоциональное состояние. Кроме этого, эндорфины вовлечены в механизм вознаграждения, они вырабатываются в ответ на прием пищи, питья, во время секса и кормления младенца. Вопреки расхожему мнению, эндорфины не являются «гормонами счастья», поскольку это состояние вызывается очень сложными взаимодействиями целого ряда гормонов.

Открытие эндорфинов по времени совпало с беговым бумом в 70-х, когда увлекающиеся бегом стали рассказывать об интересных наблюдениях, которые возникали по ходу преодоления марафонских или сверхмарафонских дистанций.

Что же там с эйфорией?

Идея о том, что циклические нагрузки способны вызвать мощный выброс эндорфинов, не нова. Многие антропологи утверждают: человек изначально был создан бегуном и лишь комфортные эволюционные условия послужили причиной отказа от повседневного многокилометрового бега. А значит, эйфория бегуна не что иное как механизм выживания, природная награда за выносливость, дарованная нашим далеким предкам. Ученые из университета Аризоны пытались выяснить, вырабатываются ли эндорфины в головном мозге у собак во время и после бега. В ходе исследования у животных в крови не было обнаружено циркулирующих эндорфинов, другими словами, собаки не получали удовольствия от бега (Raichlen DA, et al. J Exp Biol. 2012 Apr 15;215(Pt 8):1331-6). Существует еще и гипотеза, согласно которой марафоны чаще бегают люди, изначально предрасположенные к получению «кайфа» от бега на длинные дистанции.

Версия о роли эндорфинов в возникновении эйфории бегуна была высказана сразу после открытия этих веществ 42 года назад. Интересно, что открытие эндорфинов по времени совпало с беговым бумом в 70-х, когда увлекающиеся бегом стали рассказывать об интересных наблюдениях, которые возникали по ходу преодоления марафонских или сверхмарафонских дистанций. Эти описания и заставили ученых задуматься о возможной роли биологически активных веществ в развитии эйфории.

Но может быть, всё это не так и эйфория возникает не из-за эндорфинов? Например, в 2004 году исследователи из Технологического института Джорджии назвали возможным «виновником» эйфории эндоканнабиноидный анандамид, образующийся в организме для преодоления стресса и боли. По своим свойствам он сходен с основным действующим веществом марихуаны, но образуется в организме естественным путем. Ученые задаются новым вопросом: существует ли взаимосвязь между увлечением бегом и предрасположенностью к «эндогенному морфинизму»? Причиной или следствием тренировок является эйфория бегуна?

Непреодолимый барьер между кровью и головным мозгом

На самом деле уровень эндорфинов в плазме повышается в ответ на различные стрессоры и болевой стимул. Этот эффект описан в медицине, когда у пациентов после операции повышается уровень эндорфинов в крови. Как показывают исследования, упражнения приводят к такому же эффекту, причем пик выброса эндорфинов может наблюдаться через час после завершения тренировки.

Что всё это означает? Большие исследования подтверждают, что после тренировки уровень эндорфинов значимо повышается, но в крови, а не в ткани головного мозга. Безусловно, можно предположить, что если уровень эндорфинов повышается в крови, то он точно повышен в головном мозге. Однако одно из исследований, проведенное в Германии, показало, что эндорфины, присутствующие в крови после бега, на самом деле с трудом проникают из кровеносных сосудов в ткань головного мозга, а значит, не они вызывают эйфорию (Johannes Fuss, et al. PNAS 2015; 112 (42): 13105-13108). Вызывать ее может вещество со сложным названием «анандамид», уровень которого также повышается после бега, однако он очень хорошо проникает в головной мозг.

Чем менее мы физически активны, тем хуже мы справляемся со стрессом.

К сожалению, в настоящий момент нет однозначного мнения относительно механизма развития эйфории бегуна, остается надеяться, что будущие исследования поставят точку в этом вопросе.

Что, если не эндорфины?

А если в эйфории повинны не только эндорфины? В качестве источников бегового кайфа номинированы серотонин и норэпинефрин. Повышенная выработка этих биологически активных веществ также может приводить к подъему настроения и ощущению прилива сил во время бега.

Уже довольно давно ученые связывают низкий уровень серотонина и норэпинефрина с депрессией. Упражнения – самый дешевый и безопасный способ повысить уровень этих веществ в крови, а значит, уменьшить выраженность депрессии и стресса. Помимо этого, регулярные занятия спортом могут повысить сопротивляемость организма к стрессовым ситуациям и депрессии.

Следствие: чем менее мы физически активны, тем хуже мы справляемся со стрессом. Сказывается недостаток эндорфинов, серотонина и норэпинефрина в крови.

Очень простой вывод

Занятия циклическими видами спорта: бегом, плаванием, лыжами, ездой на велосипеде – помогут вам не только улучшить физическую форму, стать немного стройнее, но и лучше противостоять депрессии, стрессам, а значит, улучшить не только продолжительность, но и качество жизни.

Научная статья Евгения Суборова, к.м.н., врача анестезиолога- реаниматолога о роли гемоглобина в жизни бегунов.

Мы продолжаем публикацию научных статей Евгения Суборова о физиологии бега. Вас ждет исчерпывающий рассказ о том, как меняется уровень гемоглобина во время бега, что такое «спортивная анемия» и как тренировки влияют на вязкость крови.

От автора

Существуют разные способы повышения уровня гемоглобина у спортсменов: одни из них — легитимны, другие — нет. Главное — не терять голову и помнить, что избыточно высокий уровень гемоглобина может нанести вред здоровью.

Для чего нужен гемоглобин?

Гемоглобин содержится внутри красных кровяных телец — эритроцитов, которые
отвечают за транспорт кислорода и углекислого газа. Во время вдоха в легкие попадает кислород, который доходит до дыхательных мешочков — альвеол, а дальше, через тончайшую мембрану он переносится в микрососуд (капилляр). В капилляре кислород попадает в эритроцит, содержащий гемоглобин, в результате образуется молекула гемоглобина, связанного с кислородом – оксигемоглобина.

Эритроциты доставляют оксигемоглобин в разные ткани организма (включая мышечную), там гемоглобин «разгружается», теряет кислород, превращаясь в дезоксигемоглобин

Отдав кислород, гемоглобин присоединяет углекислый газ, который образуется в клетках в результате процессов обмена, представляя собой те «отходы», которые необходимо вывести. Попадая в легкие, углекислый газ переходит из эритроцитов в альвеолы, выделяется в атмосферу, а освободившееся место занимает кислород.

Процесс обмена кислорода и углекислого газа в легких называется альвеолокапиллярная диффузия.

То, насколько важен транспорт кислорода, становится очевидно при развитии анемии, когда снижение концентрации гемоглобина может вести к снижению производительности (1, 2). Однако, важна не только концентрация, но и функциональная «полноценность» гемоглобина. Например, в условиях недостаточного содержания кислорода (высокогорье), повышается способность гемоглобина связывать кислород в лёгких, обеспечивая нас жизненно необходимым газом (3). Удовлетворить возросшие потребности в кислороде при физической работе позволяет способность гемоглобина легче отдавать кислород в работающей мышце (4). Эти примеры показывают гибкость молекулы гемоглобина, способность подстраиваться под условия окружающей среды и предупреждать развитие кислородного голодания.

Помимо транспорта кислорода, эритроциты выполняют и другие функции, влияющие на производительность спортсмена:

— Способствуют поддержанию постоянства внутренней среды организма.
— Могут поглощать ряд продуктов обмена, выделяющихся при интенсивной работе мышц, например, лактата (молочной кислоты).
— Способствуют поддержанию проходимости сосудов, выделяя оксид азота (вещество, расширяющие сосуды) (5), что важно при физической работе (6).

Давайте разберемся, с помощью каких механизмов эритроциты обеспечивают непрерывную доставку кислорода к тканям, позволяя выполнять физическую работу на протяжении длительного времени.

Почему так важна прочность связи гемоглобина с кислородом?

Изменение прочности связи гемоглобина с кислородом — один из основных механизмов, который оптимизирует транспорт кислорода, он не зависит от концентрации кислорода и общей массы гемоглобина.

К чему приводит изменение прочности связи гемоглобин-кислород?

Гемоглобин – это транспортный белок, выполняющий две противоположных задачи – присоединение кислорода в легких и отдача его тканям. Гемоглобин должен хорошо присоединять кислород, но при слишком сильной связи с гемоглобином, кислород будет неохотно отдаваться тканям на периферии.

Прикрепившись к гемоглобину, самостоятельно кислород от него отсоединиться не может (7). Для разрыва связи необходимо воздействие на гемоглобин одного из внешних факторов (например, pH, изменение концентрации углекислого газа, изменение температуры, а также изменение концентрации вещества со сложным названием 2,3-дифосфоглицерат). Изменение прочности связи гемоглобин-кислород может идти в двух направлениях: гемоглобин легче присоединяет кислород в легких (это имеет значение на высокогорье, где кислорода мало), или же легче отдает кислород тканям (например, при физической работе, когда мышцы требуют большого количества кислорода).

Увеличенная потребность в кислороде во время тренировок удовлетворяется за счет повышения кровотока в мышцах (8) и облегчения процесса высвобождения кислорода в тканях (9), тогда как лактат, накапливающийся в мышцах при физической нагрузке, практически не влияет на обеспечение тканей кислородом (10). Кроме этого, у тренированных спортсменов эритроциты образуются более активно, продолжительность их жизни уменьшается (11), более молодые эритроциты имеют повышенную метаболическую активность, а прочность связи гемоглобин-кислород в тканях ниже (12). Это означает, что у тренированных спортсменов кислород легче отдается тканям, что абсолютно необходимо при тяжелых и интенсивных тренировках.

Разгрузка кислорода в работающих мышцах

Работающие мышцы выделяют в кровеносные капилляры протоны водорода, углекислый газ и лактат, а температура в мышцах повышается до 41°C. Кровоток, проходящий через работающие мышцы, реагирует на эти изменения и активно отдает кислород мышцам (13), например, за счёт более высокого уровня 2,3-ДФГ в крови (14).

Обогащение крови кислородом в лёгких

На пути крови из мышцы в лёгкие происходит снижение концентрации H+, накопление углекислого газа, а также снижение температуры (температура крови в легких ниже, чем в работающих мышцах). Все это должно приводить к облегчению загрузки кислорода в эритроциты и гемоглобин, однако, на фоне интенсивных тренировок, кислород в легких поглощается не так активно, как в состоянии покоя. Это приводит к снижению максимального насыщения артериальной крови кислородом в покое с 97,5% до 95%. Другими словами, гемоглобин не полностью загружен кислородом, остается еще «свободное место». Компенсацией за эту неполную загрузку, является кислород, эффективно и активно высвобождающийся в работающих мышцах, что позволяет обеспечивать кислородом активно работающие мышцы (15).

Транспорт кислорода

В одном литре крови может растворяться только 0.03 мл кислорода, а грамм гемоглобина может переносить 1.34 мл O2. Таким образом, нормальное содержание гемоглобина в единице объема крови позволяет переносить достаточное количество кислорода для адекватного обеспечения тканей. Повышение уровня гемоглобина увеличивает количество доставляемого тканям кислорода. Способность переносить кислород влияет на производительность, которая повышается, например, после переливания эритроцитарной массы (16). Кроме того, описана зависимость между общим гемоглобином и максимальным потреблением кислорода (МПК или VO2max) у спортсменов (17). Следовательно, хорошая производительность спортсмена отчасти определяется высокой транспортной способностью крови.

Что влияет на способность крови переносить кислород?

Конечно, это концентрация гемоглобина в крови (cHb), гематокрит (Hct), общая масса гемоглобина (tHb), общий объем эритроцитов (tEV) в крови. Как cHb, так и Hct легко измерить при взятии образца крови на анализ. Вместе с показателем насыщения гемоглобина кислородом они показывают количество кислорода, которое может быть доставлено к тканям. Показатели tHb и tEV характеризуют общее количество кислорода, которое может транспортироваться кровью, высокие цифры этих показателей позволяют перераспределять кислород к органам и тканям с максимальной потребностью, поддерживая в то же время базовое поступление кислорода к менее активным органам и тканям. Примером активной ткани в беге может служить мышечная ткань — она требует много кислорода. А неактивная — это, например, ткань кишечника.

Гематокрит у спортсменов

Гематокрит, или объем красных кровяных клеток (эритроцитов) в крови, определяет способность крови переносить кислород. Большинство исследований показывают, что гематокрит спортсменов ниже, чем у нетренированных людей (18). Чрезмерно повышенный гематокрит увеличивает вязкость крови, что приводит к нарушениям работы сердечно-сосудистой системы (19).

Изменения гематокрита развиваются очень быстро, а выраженность изменений зависит от интенсивности и типа тренировок (20). Во время тренировок гематокрит может повышаться из-за уменьшения объема плазмы, особенно при недостаточном восполнении жидкостью (21). Низкий уровень гематокрита после тренировки объясняется быстрым увеличением объема жидкой части крови (плазма). Объем эритроцитов остается неизменным в течение нескольких дней (22), а «дотренировочные» уровни гематокрита восстанавливаются через несколько недель (24). Кроме того, уровень гематокрита подвержен и сезонным влияниям, летом он может быть ниже на 1-2%, в дополнение к снижению, вызванному тренировками (25).

Снижение уровня гематокрита у спортсменов называется «спортивная анемия». Долгое время это объяснялось повышенным разрушением эритроцитов во время тренировки, и, по сути, напоминает известный феномен под названием «маршевая гемоглобинурия». Ее также называют «болезнью солдат», поскольку механическое разрушение эритроцитов связано с чрезмерной нагрузкой на стопу. Первым признаком, которым проявляет себя гемоглобинурия, считается окрашивание мочи в темно-красный цвет, что объясняется присутствием в моче большого количества оксигемоглобина (26). У спортсменов внутрисосудистое разрушение эритроцитов связано с интенсивностью и типом тренировки, а ударная нагрузка на стопу является одной из самых частых причин, причем, она может быть частично предотвращена с помощью хорошо амортизирующей обуви (27). Другими возможными причинами «спортивной анемии» может быть недостаточное потребление белка, а также нарушенный липидный профиль и недостаток железа в организме (28).

Как было сказано выше, объем плазмы изменяется достаточно быстро, тогда как изменения общей массы эритроцитов происходят очень медленно, из-за невысокой скорости образования эритроцитов (29). Таким образом, измерение этих двух показателей, наряду с гемоглобином и гематокритом, помогает определить способность крови переносить кислород.

В ряде исследований было показано, что у тренированных спортсменов уровень tHb повышен (30), а повышение tHb на 1 г. увеличивает VO2max примерно на 3 мл/мин (31). Доказано, что повышение tHb на 1 г/кг массы тела повышает VO2max примерно на 5.8 мл/мин/кг, причем у нетренированных людей (даже у тех, кто имеет нетипично высокий показатель VO2max 45 мл/мин/кг) tHb = 11 г/кг, а у хорошо тренированные спортсмены (средний VO2max = 71.9 мл/кг) tHb = 14.8 г/кг (32).

Эти находки подтверждают данные 1949 года о том, что у элитных спортсменов tHb на 37% выше, чем у нетренированных людей (33). Однако, изучение tHb во время тренировочного процесса показало, что этот показатель изменяется очень медленно, и а выраженный рост возможен только после нескольких лет тренировок (34). Например, за период 9-месячного тренировочного цикла tHb увеличивается лишь на 6%.

Показатели tHb у жителей высокогорья выше по сравнению с жителями равнин (35), но для повышения tHb необходимо находиться в условиях высокогорья в течение нескольких недель или даже месяцев, тогда как кратковременное пребывание на высоте не повысит tHb и tEV (36). В одной работе повышение tEV было зафиксировано только после 3-х недельного пребывания в условиях высокогорья (37).

Влияние тренировок на образование эритроцитов

Повышение tHb и tEV у спортсменов доказывает, что тренировки стимулируют эритропоэз. Дополнительным признаком этого служит повышение уровня ретикулоцитов (клетки-предшественники эритроцитов в процессе кроветворения, составляющие около 1% от всех циркулирующих в крови эритроцитов), развивающееся через 1-2 дня после тренировки (38). Несмотря на очевидный эффект тренировок, в ряде исследований было показано, что количество ретикулоцитов у спортсменов не сильно отличается от нетренированных людей, а уровень этих клеток достаточно стабилен в течение многих лет (39). Вариабельность количества ретикулоцитов у спортсменов в течение года связана, как правило с интенсивным тренировочным процессом. В начале сезона количество ретикулоцитов максимально, а на фоне тяжелых тренировок, соревнований, а также в конце сезона их уровень снижается (40).

На эритропоэз влияет ряд факторов, которые изменяются под влиянием тренировок. Содержание мужских половых гормонов, временно повышающийся после тренировки, воздействует на эритропоэз путем стимуляции выработки ЭПО (эритропоэтин, один из гормонов почек, который контролирует образование красных кровяных клеток), что повышает активность костного мозга, включение железа в эритроциты, и проявляется резким повышением количества эритроцитов (полицитемия) (41, 42). Интересно, что уровень тестостерона после тренировки или соревнования изменяется в зависимости от настроения (выиграл/проиграл), причем этот эффект более выражен у мужчин (43).

Есть мнение, что стрессовые гормоны (адреналин, кортизол) стимулируют высвобождение ретикулоцитов из костного мозга и усиливают эритропоэз (44). Кроме того, эритропоэз стимулируется гормоном роста и инсулиноподобными факторами роста (45), которые также повышаются во время тренировок (46).

Вязкость крови

Гематокрит не только влияет на количество кислорода, которое может переносить единица объема крови, но изменяет и вязкость крови. Чем выше уровень гематокрита, тем выше вязкость и сопротивление току крови, что повышает нагрузку на сердце и приводит нарушениям кровотока. Частично компенсировать повышение вязкости при высоких цифрах гематокрита может способность эритроцитов изменять свою форму, что позволяет им проходить даже в очень небольшие по диаметру сосуды (47). Хорошо известна, например, пулеобразная форма (bullet-like shape) эритроцитов.

Тренировки активно влияют на вязкость крови. Во время тренировки повышается вязкость крови (48), одной из основных причин этого является недостаточный прием жидкости (49), а также нарушение способности эритроцитов изменять свою форму (50, 51, 52). Повышение лактата во время тренировок в целом не влияет на деформацию эритроцитов (53), но есть данные о том, что у тренированных спортсменов лактат может улучшить способность эритроцитов к деформации (54).

Собранные вместе данные говорят о том, что повышение вязкости крови во время тренировки вызвано повышением вязкости плазмы и снижением пластичности эритроцитов, что ухудшает доставку кислорода к работающим мышцам. Тем не менее, тренировки могут способствовать снижению вязкости крови (55, 56, 57), поскольку вырабатываются «защитные механизмы»: повышение выработки юных эритроцитов, выделение оксида азота, который способствует поддержанию проходимости сосудов (58). Все это позволяет поддерживать нормальную функцию сердечно-сосудистой системы и обеспечивать мышцы достаточным количеством кислорода.

Резюме

Существует множество механизмов, способствующих поддержанию нормальной доставки кислорода к работающим мышцам. Повышенные запросы в кислороде во время физической нагрузки обеспечиваются увеличением сердечного выброса и кровотока в мышцах, перераспределением кровотока (когда кровоток преимущественно уходит к органам и тканям, бесперебойная работа которых важна в беге), а также путем оптимизации кровотока в микрососудах, где происходит отдача кислорода (59). Эритроциты поддерживают проходимость сосудов и нормальный кровоток за счет выработки оксида азота. Во время физической работы происходят изменения, способствующие более легкой отдаче кислорода тканям. Повышается васкуляризация мышц (количество сосудов в мышцах, по которым может протекать кровь и доставляться кислород), снижается вязкость крови. Тренировки повышают общую массу гемоглобина путем стимуляции эритропоэза (образования эритроцитов), что увеличивает количество кислорода, которое может переноситься кровью.

Список используемой литературы

1) Ledingham, 1977; Carroll, 2007.
2) Berglund и Hemmingson, 1987.
3) Eaton et al., 1974; Hebbel et al., 1978.
4) Mairbäurl, 2012.
5) Stamler et al., 1997.
6) Gonzalez-Alonso et al., 2002.
7) Weber и Fago, 2004.
8) Laughlin et al., 2012.
9) Mairbäurl, 1994.
10) Böning et al., 1975; Braumann et al., 1982; Mairbäurl et al., 1983; Schmidt et al., 1988.
11) Mairbäurl et al., 1983.
12) Seamen et al., 1980; Rapoport, 1986; Haidas et al., 1971; Mairbäurl et al., 1990.
13) Mairbäurl и Weber, 2012; Berlin et al., 2002.
14) Böning et al., 1975; Braumann et al., 1982; Mairbäurl et al., 1983.
15) Mairbäurl et al., 1983; Dempsey и Wagner, 1999; Hopkins, 2006; Calbet et al., 2008.
16) Berglund и Hemmingson, 1987.
17) Sawka et al., 2000; Schmidt and Prommer, 2010.
18) Broun, 1922; Davies and Brewer, 1935; Ernst, 1987; Sawka et al., 2000.
19) El-Sayed et al., 2005; Böning et al., 2011.
20) Hu и Lin, 2012.
21) Costill et al., 1974.
22) Sawka et al., 2000.
23) Milledge et al., 1982; Hagberg et al., 1998; Sawka et al., 2000; Heinicke et al., 2001.
24) Sawka et al., 2000.
25) Thirup, 2003.
26) Broun, 1922; Kurz, 1948; Martin и Kilian, 1959.
27) Yoshimura et al., 1980; Miller et al., 1988; Telford et al., 2003; Dressendorfer et al., 1992.
28) Yoshimura et al., 1980; Hunding et al., 1981.
29) Sawka et al., 2000.
30) Kjellberg et al., 1949; Sawka et al., 2000.
31) Parisotto et al., 2000; Schmidt и Prommer, 2008.
32) Heinicke et al., 2001.
33) Kjellberg et al., 1949.
34) Sawka et al., 2000; Schmidt и Prommer, 2008.
35) Hurtado, 1964; Sanchez et al., 1970.
36) Reynafarje et al., 1959; Myhre et al., 1970.
37) Sawka et al., 2000.
38) Schmidt et al., 1988; Convertino, 1991.
39) Lombardi et al., 2013; Banfi et al., 2011; Diaz et al., 2011.
40) Banfi et al., 2011.
41) Shahidi, 1973; Shahani et al., 2009.
42) Hackney, 2001; Enea et al., 2009.
43) Shahani et al., 2009.
44) Dar et al., 2011; Hu and Lin, 2012.
45) Kurtz et al., 1988; Christ et al., 1997.
46) Hakkinen и Pakarinen, 1995; Schwarz et al., 1996.
47) El-Sayed et al., 2005.
48) El-Sayed et al., 2005.
49) Vandewalle et al., 1988; Geor et al., 1994; Yalcin et al., 2000.
50) Van der Brug et al., 1995; Bouix et al., 1998; Smith et al., 2013.
51) Neuhaus et al., 1992.
52) Gurcan et al., 1998.
53) Simmonds et al., 2013.
54) Connes et al., 2004.
55) Romain et al., 2011.
56) Kamada et al., 1993.
57) Mairbäurl et al., 1983; Linderkamp et al., 1993; Pichon et al., 2013; Zhao et al., 2013; Mohandas and Chasis, 1993.
58) Grau et al., 2013.
59) Laughlin et al., 2012.

Случалось ли вам во время пробежки ощущать необъяснимый подъём настроения и прилив сил? Чувствовать, что вы не бежите, а летите и можете это делать бесконечно? Этот феномен принято называть эйфорией бегуна (англ. «runner’s high»).

Что это такое

Эйфория бегуна придаёт ногам лёгкость, убирает чувство усталости и дарит небывалый эмоциональный подъём. Разные спортсмены дают различные описания этого состояния. Кто-то говорит о чувстве опьянения, кто-то – о восхитительном духовном переживании.

Философ Александр Бэйн сравнивал эйфорию бегуна с «видом механической интоксикации», а многократный победитель Ironman Скотт Данлэп – с «двумя коктейлями Red Bull с водкой плюс выигрыш в лотерею».

Почему возникает такой эффект

Механизм возникновения эйфории бегуна до конца не ясен. Хотя учёные считают, что он появился как вариант «поощрения» человека в его попытках поймать собственный обед1. Сейчас нам не нужно добывать еду с помощью охоты и длительного бега, однако при определённых нагрузках, имитирующих преследование добычи, механизм продолжает срабатывать.

Существует несколько версий, с помощью которых пытаются объяснить причины этого состояния:

Версия о причастности биологически активных веществ – эндорфинов – к феномену эйфории бегуна появилась в 70-х годах после открытия этих веществ.

Уровень эндорфинов в плазме повышается в ответ на различные стрессы и болевые стимулы. Представим: вы только что сделали интенсивную тренировку, которая была стрессом для вашего организма. Исследования показали, что определённые физические нагрузки вызывают выброс эндорфинов из гипоталамуса и гипофиза.

Эти соединения по способу действия и структуре сходны с опиатами (морфиноподобными соединениями) – они призваны снижать боль и менять эмоциональное состояние. Также эндорфины являются частью механизма вознаграждения и вырабатываются после приёма пищи, питья, во время секса и кормления ребёнка.

Эндоканнабиноиды

Впоследствии у учёных появились сомнения насчёт причастности эндорфинов к эйфории бегуна. Исследования показали, что эндорфины слишком крупные для того, чтобы быстро преодолевать гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от проникновения вредных веществ.

Немецкие учёные выяснили, что эндорфины, присутствующие в крови после бега, с трудом проникают из крови в головной мозг. Поэтому они вряд ли могут оказывать воздействие на мозг, скорее, они призваны снизить болевые ощущения в мышцах во время пробежки.

Учёные из Гейдельбергского университета предполагают, что феномен эйфории бегуна связан с эндоканнабиноидами. Эти вещества так же, как и эндорфины, вырабатываются в организме во время определённой физической активности, однако они легко проникают в головной мозг.

Эндоканнабиноиды по своему действию сходны с действием канабиса (марихуаны). Они выделяются в ответ на стресс. Таким образом, механизмы запуска синтеза эндорфинов и эндоканнабиноидов схожи. Для того, чтобы получить беговой «кайф», вам понадобится достаточно длительная и интенсивная тренировка, которая позволит запустить выработку гормона стресса, кортизола, и вместе с ним эндоканнабиноидов.

Однако чтобы выработка эндоканнабиноидов была оптимальной, необходимо соблюдать режим сна. Сесилия Хиллард, директор Центра нейронаук в медицинском колледже Висконсина, считает, что для этого необходимо спать по 8 часов в день. При этом пиковые значения этого вещества наблюдаются утром, днём показатели снижаются в три раза.

Другие вещества

Среди веществ, которые участвуют в создании эйфории бегуна, называют нейромедиаторы – серотонин и норадреналин. Учёные связывают низкий уровень этих веществ с депрессией. Причём считается, что регулярные занятия спортом позволяют повысить уровень нейромедиаторов и, как следствие, сопротивляемость депрессивным состояниям и плохому настроению.

Серотонин, который снижает восприимчивость к отрицательным эмоциям, снижает общий болевой фон и принимает участие в двигательной активности. Норадреналин активизируется при стрессе и приводит к приливу сил, энергии, снижает или убирает чувство страха.

Команда

Учёные из Института когнитивной и эволюционной антропологии Оксфордского университета проводили эксперимент над университетской сборной по гребле.

Оказалось, что спортсмены, которые работали в команде, показывали большую сопротивляемость боли, чем работавшие на гребном тренажёре поодиночке. Кроме того, физическая активность в группе поднимала настроение и вызывала радость.

Физиологический транс

Среди психологов также есть мнение, что эйфория бегуна связана с тем, что спортсмен во время длительной пробежки впадает в трансовое состояние, когда мысли уходят и наступает наслаждение от работы тела.

Сколько и как бежать, чтобы поймать «кайф»

Также важна и интенсивность тренировки. Арьеро поясняет, что слишком высокая интенсивность может, наоборот, включить защитные механизмы головного мозга, приводящие к уменьшению кровотока и стимуляции. А слишком низкая приведёт к недостаточному стимулированию эндоканнабиноидных рецепторов.

Таким образом, эйфории бегуна можно достичь, если ваш пульс учащён, но достаточно ровен – то есть на пробежке вы выкладываетесь по шкале от 1 до 10 примерно на 6 баллов.

Чем характеризуется эйфория бегуна

Эйфорию бегуна часто сравнивают с опьянением или наркотическим «кайфом». Она сопровождается внезапным чувством счастья, лёгкости, восторга от процесса. У спортсмена поднимается настроение, он перестаёт чувствовать боль, усталость, голод и жажду. Некоторые бегуны описывают «небывалую ясность сознания» или даже «отделение сознания от тела».

Эйфория может сопровождаться различными эмоциональными проявлениями: смехом, плачем.

Можно ли назвать эйфорию наркотиком

Любители бега сами в шутку часто называют себя «беговыми наркоманами». А действительно ли эйфория бегуна вызывает зависимость?

В ходе проверки этой гипотезы учёные из Университета Тафтса провели эксперимент2 над грызунами. Подопытным крысам, которые привыкли к интенсивным нагрузкам, ввели наксолон, блокирующий действие опиатов. У животных наблюдалась «ломка», аналогичная той, которую показывали особи, привыкшие к морфину и лишённые возможности его употреблять.

Исследователи предположили, что у бегунов формируется точно такая же зависимость от пробежек.

Однако если даже зависимость присутствует, сложно отрицать, что «беговая наркомания» помогает спортсмену развиваться, укреплять здоровье. В отличие от наркотической и алкогольной зависимости. Поэтому автор считает, что сравнивать бег с наркотиком не стоит.

Сколько нужно тренироваться

Чем выше тренированность, тем больше шансов пережить чувство эйфории бегуна. Поэтому если вы только начали бегать, не стоит рассчитывать на то, что вы сразу же столкнётесь с этим переживанием.

Тимоти Миллер, специалист по спортивной медицине и хирург-ортопед в медицинском центре при университете штата Огайо, полагает, что этого состояния можно достигнуть через несколько месяцев бега, когда вы будете достаточно выносливы для того, чтобы бегать больше нескольких километров.

Кроме того, первое время ваше внимание направлено на то, как вы бежите, как дышите, какое положение занимает ваше тело. Так что у мозга есть более важные задачи, кроме получения «бегового кайфа».

Какие тренировки приносят максимум удовольствия

Антрополог Дэвид Райклен провел эксперимент3, во время которого устраивал испытуемым тренировки разной интенсивности, а затем измерял уровень эндоканнабиноидов в их крови. Оказалось, что медленная ходьба и самая интенсивная тренировка никак не сказались на уровне этих веществ.

А вот бег, при котором участники эксперимента прилагали значительные, но не максимальные усилия, привёл к трёхкратному повышению уровня эндоканнабиноидов.

Однако не каждая подобная тренировка вызывает чувство эйфории. Учёные считают, что она может возникать раз в несколько забегов, так как на бегуна влияют разные факторы: погода, самочувствие и другие.

Если перестать регулярно бегать

В США и Великобритании проводили исследование, во время которого активных людей просили некоторое время вести сидячий образ жизни. В итоге 88% испытуемых сообщили, что испытывают депрессивное состояние. В связи с этим учёные сделали вывод, что прекращение беговых тренировок негативно скажется на спортсмене.

«Эйфория бегуна» в других видах спорта

Эйфория бегуна не является привилегией легкоатлетов. Она может возникнуть в результате занятий любыми циклическими видами спорта: бегом, плаванием, лыжами, ездой на велосипеде.

Это состояние связано с развитием выносливости и регулярными систематическими тренировками.

• Эйфория бегуна возникает в результате интенсивной, но не изматывающей тренировки.
• Это переживание может быть вызвано целым комплексом причин и возникать раз в несколько тренировок.
• Эйфория бегуна появится лишь через некоторое время после начала регулярных тренировок.
• Этот феномен свойственен различным циклическим видам спорта.

1.Дэвид Райклен, «Журнал Экспериментальной Биологии»2.Келли Макгонигал, «Радость движения»3.Дэвид Райклен, «Журнал Экспериментальной Биологии»

О пользе бега

Бег – одно из самых природных занятий для человека, как в целой истории, так и для каждого человека. Он уникален своей биомеханикой, поскольку включается в работу большое количество мышц, связок и суставов. Польза бега заключается в следующем:

• Улучшается работа лёгких, повышается эффективность газообмена, укрепляется сердечно-сосудистая система. Кислород эффективнее поступает в ткани организма, организм очищается от шлаков.
• Иммунная система организма становится более устойчива к вирусам и бактериям. В случае возникновения злокачественных клеток, организм активнее с ними включается в борьбу.
• Повышается работоспособность после тренировок, мозг работает быстрее, чем у тех, кто не бегает. Организм после бега вырабатывает больше таких гормонов, как эндорфины, серотонин и дофамин, что, собственно, и влияет на настроение.
• Количество жира в организме уменьшается, индекс массы тела приходит в норму. Это, в свою очередь, создаёт более привлекательную форму – доступная косметологическая процедура, поскольку влияет на ягодицы, бедра, туловище, форму лица. Даже лёгкая пробежка помогает сжечь сотни калорий, но бег не панацея в борьбе с лишним весом. Дисциплина в рационе питания и регулярные физические нагрузки, при этом человеку избыточном весом нельзя сразу начинать с интенсивных тренировок. Нагрузки следует наращивать постепенно. И для борьбы с лишним весом, и в улучшении работы всего организма в целом, следует придерживаться некоторых правил тренировок бегом:
• Наращивать уровень нагрузок постепенно и регулярно. Организму необходимо адаптироваться к новым условиям. В идеале, если контролировать процесс будет тренер, который подскажет и по нагрузкам, и по технике. Но прислушиваться к ощущениям во время бега, как тело реагирует на тренировки — очень важно
• регулярные тренировки приведут к максимальной пользе – даже два раза в неделю по 30 мин, но регулярно принесёт пользу. Если процесс понравится, то можно увеличивать количество, продолжительность, подключать силовые тренировки для мышц, растяжки для связок и суставов.
• начать можно с 15 минут бега в комфортном темпе. Если тяжело, то можно переходить на ходьбу. Не стоит думать, что это ничего не дает. Даже регулярные 10 минут тренировок имеют эффект. Наиболее эффективная продолжительность достигается во время тренировки от 30 до 40 минут.

Однако, есть противопоказания для занятий бегом: врожденный порок сердца, сердечная недостаточность, тромбофлебит ног, острая форма инфекционного заболевания, серьезная травма опорно-двигательного аппарата. Полезны нагрузки именно в низкой и средней интенсивности. Потому что во время чрезмерных нагрузок, как например, во время марафона или интервальных тренировок, иммунная система ослабевает. На её восстановление организму может потребоваться или несколько часов, или даже несколько дней.

Бег — отличное средство, чтобы поддерживать крепкое здоровье и сделать инвестицию в свое долголетие. Если придерживаться рекомендаций и дисциплинированного подхода – можно получить комплект позитивных воздействий для организма, которые подтверждены научными и медицинскими исследованиями.

Подготовлено по материалам сайта: kolesogizni. com