Связь параметров гормонального статуса спортсменов с результатами кардиореспираторного нагрузочного тестирования
- Авторы: Мегерян С.Д.1
-
Учреждения:
- Ростовская клиническая больница Южного окружного медицинского центра ФМБА России
- Выпуск: Том 9, № 3 (2018)
- Страницы: 16-21
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 10.12.2018
- Статья одобрена: 10.12.2018
- Статья опубликована: 10.12.2018
- URL: https://journals.eco-vector.com/clinpractice/article/view/10676
- DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract09316-21
- ID: 10676
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель работы – выявить особенности функционирования эндокринной системы у юношей, профессионально занимающихся спортом. Обследованы 70 спортсменов и 70 курсантов морской академии. Проводили ультразвуковое исследование щитовидной железы, оценку гормонального статуса (определение концентраций в сыворотке крови пролактина, кортизола, тиреотропного гормона (ТТГ), свободного тироксина, антител к тиреопероксидазе), микроэлементов сыворотки крови (уровень кальция и магния). Установлено, что в крови у спортсменов по сравнению с лицами, не занимающимися профессиональным спортом, достоверно выше концентрация ТТГ и ниже концентрации кортизола и свободного тироксина. У спортсменов выявлена положительная корреляция между уровнем кортизола, ТТГ, свободного тироксина и пролактина в сыворотке крови. В исследовании также установлено, что у спортсменов значительно выше содержание кальция, магния и уровень гемоглобина в сыворотке крови. Высокий уровень ТТГ и относительно низкие значения кортизола могут рассматриваться как показатели более высокой тренированности спортсменов и расцениваться как отражение оптимальной адаптации гипофизарно-тиреоидной и гипофизарно-надпочечниковой систем к систематическим высоким физическим нагрузкам.
Ключевые слова
Полный текст
Высокие физические нагрузки, свойственные современному спорту, предъявляют особые требования к энергообеспечивающей системе организма спортсменов. Спортивный результат зависит от того, насколько эффективно организм спортсмена сможет мобилизовать и использовать энергетические субстраты и насколько совершенно будет сформирована система регуляции этих процессов [1, 2].
Важная роль в адаптации спортсменов к высокому уровню физической нагрузки традиционно отводится системе «гипофиз – кора надпочечников», при этом нельзя забывать и о влиянии щитовидной железы, исключительно значимая роль которой в регуляции энергетического обмена в организме не вызывает сомнений [3]. Нормальный уровень тиреоидных гормонов необходим для функционирования всех систем организма, а при нарушении функции изменения носят полисистемный характер [4].
Гормоны щитовидной железы посредством повышения чувствительности тканей к адреналину и норадреналину увеличивают частоту сердечных сокращений (ЧСС), а также сами оказывают непосредственное воздействие на сократимость сердца: при понижении концентрации тироксина она снижается, а при повышении – увеличивается [3]. Положительный инотропный эффект тиреоидных гормонов объясняется не только их непосредственным действием на миокард (участие в синтезе и модуляции активности сократительных белков и транспорте кальция), но и регуляцией системного сосудистого сопротивления [5].
Известно, что под регулирующим воздействием гормонов щитовидной железы находится и плотность костной ткани. Следовательно, существует связь уровня гормонов щитовидной железы и кальция. Под воздействием повышенного уровня гормонов щитовидной железы снижается плотность костной ткани [6].
Изучена общая направленность изменения гормонов в крови при физической нагрузке. Установлено, что при физической нагрузке повышается уровень адреналина, глюкагона, соматотропина (СТГ), адренокортикотропного гормона (АКТГ), кортизола, тестостерона, тироксина, при этом снижается уровень эстрадиола и инсулина [7]. У перетренированных спортсменов в ответ на нагрузку снижается выброс АКТГ, СТГ, адреналина и кортизола [8]. При утомлении и перетренированности наблюдаются снижение функции щитовидной железы, изменение функционирования системы гипоталамус–гипофиз [9].
У спортсменов высокой квалификации в процессе адаптации к физическим нагрузкам происходит перестройка нейрогуморальной регуляции всех функциональных систем организма [10, 11].
Для изучения функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена используются нагрузочные тесты, в частности тредмил-тест. Они дают неоценимую диагностическую информацию об особенностях сократительной активности сердечной мышцы, толерантности к физической нагрузке, индивидуально-нормативных и предельно допустимых уровнях ее интенсивности, порогах выносливости и др. [12].
Целью настоящего исследования стало изучение особенностей функционирования эндокринной системы у юношей, профессионально занимающихся спортом.
Выявлены изменения функционирования эндокринной системы, возникающие в организме вследствие длительного воздействия повышенной физической нагрузки, выделены показатели, отражающие особенности адаптации организма спортсмена к высоким тренировочным нагрузкам.
В литературе традиционно большое внимание уделяется изменениям гормонального статуса после физической нагрузки в разные временные промежутки, но недостаточно данных изучения уровня гормонов в крови, а также уровня кальция и магния после отпуска, в межсоревновательный период. В то же время изучение этих показателей в динамике может помочь понять, достаточно ли восстановился организм спортсмена, готов ли он к проведению тренировок, соревнованиям и т.д.
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
Всего были обследованы 140 юношей. В основную группу включены 70 юношей, профессионально занимающихся спортом, средний возраст – 22,71±0,27 года, без патологии эндокринной системы по данным анамнеза. Обследование проводили после отпуска, до начала соревнований и интенсивных физических нагрузок во время тренировок. Группой сравнения были 70 курсантов морской академии, средний возраст – 20,50±0,1 года, без патологии эндокринной системы в анамнезе.
При обследовании юношей во время первого и второго этапов исследования были изучены антропометрические показатели, определен индекс массы тела (ИМТ), проведены клинические исследования: общий анализ крови, биохимический анализ крови с определением уровня кальция и магния в сыворотке крови. Оценку гормонального статуса (определение концентраций в сыворотке крови пролактина, кортизола, тиреотропного гормона (ТТГ), свободного тироксина (Т4св), антител к тиреопероксидазе (АТ к ТПО)) проводили на автоматическом иммунохемилюминесцентном анализаторе IMMULITE 2000.
Всем юношам осуществляли ультразвуковое исследование (УЗИ) щитовидной железы с определением ее объема, типа кровотока, описанием узловых образований.
Во время второго этапа исследования (через 3 года) спортсменам дополнительно проводили нагрузочное тестирование (тредмил-тест).
Статистическую обработку выполняли с помощью программ Statistica 7.0 и MatLab. Полученные количественные показатели обрабатывали методами описательной статистики, корреляционного анализа Спирмена, определения достоверности различия средних с применением критериев Student, Mann–Whitney в зависимости от типа распределения. Различия считали достоверными при уровне значимости более 95% (р<0,05).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
Исходно при проведении УЗИ у 8 (9,5%) спортсменов было выявлено увеличение щитовидной железы, тогда как у всех курсантов ее объем был в норме. Средние значения объема щитовидной железы у спортсменов составили 19,24±0,58 см3, что в 1,5 раза больше, чем у курсантов (12,34±0,4 см3) (р<0,01).
Уровень кальция в сыворотке крови был достоверно выше у спортсменов, чем у курсантов (2,43±0,01 и 2,22±0,03 ммоль/л соответственно, р<0,05). Уровень магния был также достоверно выше у спортсменов, чем у курсантов (0,97±0,01 и 0,90±0,01 ммоль/л соответственно, р<0,05). Достоверно более высокий уровень кальция и магния у спортсменов может быть связан с формированием хронического физического перенапряжения в условиях предельно высокого уровня физических нагрузок.
При исследовании гормонального статуса были получены следующие результаты. Уровень кортизола в плазме крови у спортсменов был достоверно ниже, чем в группе сравнения (13,19±0,31 и 18,78±0,66 mg/dl соответственно, р<0,01). Более низкий уровень кортизола у спортсменов, по-видимому, связан с высоким уровнем физической подготовки и лучшей адаптацией организма к стрессу физических усилий.
Уровень ТТГ был выше у спортсменов, чем у курсантов (1,99±0,09 и 1,59±0,08 мIU/ml соответственно, р<0,01).
Уровень Т4св у спортсменов был достоверно ниже, чем у курсантов (1,07±0,01 и 1,25±0,04 ng/dl соответственно, р<0,01). Уровень АТ к ТПО был также достоверно ниже у спортсменов, чем у курсантов (0,52±0,04 и 4,43±0,98 IU/ml соответственно, р<0,001). Уровень пролактина в обеих группах достоверно не различался (10,66±0,36 и 12,68± 0,68 ng/ml соответственно, р>0,05) (табл. 1).
Таблица 1. Показатели (M±m) гормональных и биохимических исследований крови у спортсменов основной группы и группы сравнения
Показатель | Основная группа (n=70) | Группа сравнения (n=70) | p |
ТТГ, мIU/ml | 1,99±0,09 | 1,59±0,08 | 0,006 |
Т4св, нг/дл | 1,07±0,01 | 1,25±0,04 | 0,0001 |
АТ к ТПО, IU/ml | 0,52±0,04 | 4,43±0,98 | <0,001 |
Пролактин, нг/мл | 10,66±0,36 | 12,68±0,68 | 0,105 |
Кортизол, мг/дл | 13,19±0,31 | 18,78±0,66 | <0,001 |
Са2+, ммоль/л | 2,43±0,01 | 2,22±0,03 | <0,001 |
Mg2+, ммоль/л | 0,97±0,01 | 0,9±0,01 | 0,006 |
Примечание: различие средних оценивали по критерию Манна–Уитни.
У спортсменов была выявлена сильная положительная корреляция между уровнями кортизола и ТТГ (0,30), пролактина и ТТГ (0,37), кортизолом (0,35), Т4св (0,23). Данный факт, вероятно, можно объяснить напряжением адаптационных возможностей в системе «гипофиз – щитовидная железа» и «гипофиз–надпочечники», мобилизацией и оптимальным взаимодействием составляющих эндокринной системы организма в условиях высокого уровня физических нагрузок. Необходимо отметить, что у курсантов такой корреляции не выявлено. Вероятно, это можно объяснить значительно более низким уровнем физических нагрузок у данной группы. В контрольной группе выявлена сильная положительная корреляция между объемом щитовидной железы и уровнем ТТГ (0,27), АТ к ТПО (0,24), весом (0,29) и ИМТ (0,30), что можно охарактеризовать как закономерную адаптационную реакцию организма в виде увеличения объема щитовидной железы в ответ на повышение уровней ТТГ и АТ к ТПО. Между уровнем кальция сыворотки крови и АТ к ТПО обнаружена отрицательная корреляционная связь умеренной степени выраженности (–0,41) (табл. 2).
Таблица 2. Структура корреляционных связей между гормональными и биохимическими показателями у спортсменов основной группы и группы сравнения
Показатель | Стат. вел. | ТТГ | Т4св | Ат к ТПО | Пролактин | Кортизол | Са2+ |
Основная группа (n=70) | |||||||
Т4св, нг/дл | R p | –0,01 0,97 | – | – | – | – | – |
АТ к ТПО, IU/ml | R p | –0,05 0,89 | 0,02 0,91 | – | – | – | – |
Пролактин, нг/мл | R p | 0,37 0,001 | 0,23 0,02 | 0,23 0,02 | – | – | – |
Кортизол, мг/дл | R p | 0,30 0,003 | 0,32 0,002 | 0,01 0,94 | 0,35 0,0006 | – | – |
Са2+, ммоль/л | R p | 0,14 0,62 | 0,09 0,75 | –0,16 0,47 | 0,18 0,69 | –0,04 0,97 | – |
Mg2+, ммоль/л | R p | –0,02 0,85 | –0,03 0,84 | 0,04 0,89 | –0,08 0,90 | 0,03 0,93 | 0,27 0,005 |
Группа сравнения (n=70) | |||||||
Т4св, нг/дл | R p | –0,08 0,94 | – | – | – | – | – |
АТ к ТПО, IU/ml | R p | 0,09 0,76 | –0,01 0,93 | – | – | – | – |
Пролактин, нг/мл | R p | 0,001 0,99 | 0,19 0,74 | 0,14 0,57 | – | – | – |
Кортизол, мг/дл | R p | 0,02 0,92 | 0,20 0,46 | –0,17 0,38 | 0,18 0,41 | – | – |
Са2+, ммоль/л | R p | 0,10 0,68 | 0,04 0,92 | –0,41 0,002 | 0,02 0,98 | 0,03 0,87 | – |
Mg2+, ммоль/л | R p | 0,14 0,58 | –0,04 0,92 | 0,04 0,93 | 0,17 0,72 | 0,05 0,96 | 0,08 0,84 |
Примечание: выделены статистически значимые корреляционные связи.
Коэффициент максимального потребления кислорода (МПК) имел сильную положительную корреляцию с весом (р<0,015), уровнем гемоглобина (р<0,012) и Т4св сыворотки крови (р<0,036) спортсменов, коэффициент МЕТs – с весом (р<0,022), уровнем гемоглобина и Т4св (р<0,013), кортизолом (р<0,028) сыворотки крови спортсменов.
Показатель ЧСС в покое имел сильную положительную корреляцию с уровнем Т4св (р<0,028), кортизолом (р<0,051) сыворотки крови спортсменов.
ЧСС через 3 минуты имела сильную положительную корреляцию с уровнем магния сыворотки крови спортсменов (р<0,02) (табл. 3).
Таблица 3. Корреляционная связь основных параметров нагрузочного тестирования с показателями гормонального статуса спортсменов
Корреляционная пара показателей | R | p |
МПК, мл/кг/мин, & Вес (кг) | –0,290 | 0,015 |
МПК, мл/кг/мин, & Гемоглобин (г/л) | 0,299 | 0,012 |
МПК, мл/кг/мин, & Т4св (нг/дл) | –0,252 | 0,036 |
МЕТsотн.ед. & Вес (кг) | –0,274 | 0,022 |
МЕТsотн.ед. & Гемоглобин (г/л) | 0,296 | 0,013 |
МЕТsотн.ед. & Т4св (нг/дл) | –0,263 | 0,028 |
МЕТsотн.ед. & Кортизол (мг/дл) | 0,299 | 0,050 |
ЧСС в покое, уд./мин, & Т4св (нг/дл) | 0,262 | 0,028 |
ЧСС в покое, уд./мин, & Кортизол (мг/дл) | –0,216 | 0,051 |
ЧСС 3 мин, уд./мин, & Са2+ (ммоль/л) | 0,272 | 0,023 |
ЧСС МПК & Mg2+ (ммоль/л) | 0,23 | 0,06 |
Таким образом, на основании комплексного исследования гормонального статуса установлено, что в крови у спортсменов по сравнению с лицами, не занимающимися профессионально спортом, достоверно выше концентрация ТТГ и ниже концентрации гормона коры надпочечников (кортизола), гормона щитовидной железы (свободного тироксина). Данные изменения отмечаются на фоне достоверного увеличения объема щитовидной железы у спортсменов. При этом индивидуальные значения уровней тиреоидных гормонов не выходят за пределы физиологических нормативов.
Учитывая данные изменения, можно предположить такую реакцию гипофиза на высокий уровень физической нагрузки и состояние длительного стресса у профессиональных спортсменов закономерной. Полученные данные свидетельствуют, что существует связь между уровнем гормонов щитовидной железы и надпочечников и степенью тренированности спортсменов.
Результаты нашего исследования продемонстрировали серьезную зависимость тиреоидной системы у спортсменов от процессов, обеспечивающих физическую подготовку, уровень спортивного мастерства, а ее параметры могут использоваться в качестве дополнительных ориентиров при планировании и коррекции режима спортивных тренировок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
У профессиональных спортсменов вследствие длительного воздействия физической нагрузки высокой интенсивности рост ТТГ синхронизирован с более низким уровнем тиреоидных гормонов (Т4св), относительно более низким уровнем кортизола, тогда как у нетренированных лиц значения Т4св имеют тенденцию к увеличению при относительно более высоком уровне кортизола. Высокий уровень ТТГ и относительно низкие значения кортизола могут рассматриваться как показатели более высокой тренированности спортсменов и расцениваться как отражение оптимальной адаптации гипофизарно-тиреоидной и гипофизарно-надпочечниковой систем к регулярным высоким физическим нагрузкам.
Установлена связь основных показателей нагрузочного тестирования с уровнем гормонов, а также кальция и магния, что дает возможность констатировать более высокий уровень адаптации к интенсивным физическим нагрузкам, возможность более быстрого восстановления у лиц с достаточно высоким уровнем гормонов щитовидной железы, гемоглобина крови и электролитов (кальция и магния).
Об авторах
Светлана Дмитриевна Мегерян
Ростовская клиническая больница Южного окружного медицинского центра ФМБА России
Автор, ответственный за переписку.
Email: sdmfort@rambler.ru
врач-эндокринолог Ростовской клинической больницы Южного окружного медицинского центра ФМБА России
Россия, г. Ростов-на-ДонуСписок литературы
- Караулова Л.К., Красноперова Н.А., Расулов М.М. Физиология: Учебное пособие. М.: Академия, 2009.
- Исаев А.П., Аминов А.С., Эрлих В.В. и др. Интегративная система биоэлементов, белков, иммунологической резистентности, ферментативной и гормональной активности спортсменов в условиях развития локально-региональной мышечной выносливости // Теория и практика физической культуры. 2014. № 1. С. 73–79.
- Цикуниб А.Д., Дживах Б., Кайтмесова С.Р. и др. Особенности адаптации к физическим нагрузкам субмаксимальной мощности в условиях йодной недостаточности // Теория и практика физической культуры. 2013. № 8. С. 27–29.
- Физиология щитовидной железы, обследование пациентов при ее заболеваниях // Эндокринология по Вильямсу. Заболевания щитовидной железы / Пер. с англ. и под ред. акад. РАН и РАМН И.И. Дедова. М., 2010. С. 19–103.
- Панченкова Л.А., Юркова Т.Е., Шелковникова М.О. и др. Физическая работоспособность больных ишемической болезнью сердца с субклинической дисфункцией щитовидной железы // Российский кардиологический журнал. 2003. № 6. С. 5–9.
- Швеллнус М. Олимпийское руководство по спортивной медицине / Пер.с англ. и науч. ред. В.В. Уйба. М., 2011.
- Орджоникидзе З.Г., Павлов В.И., Дружинин А.Е., Иванова Ю.М. Сотрясение сердца (commotio cordis) как причина внезапной сердечной смерти в спорте // Медицина неотложных состояний. Специализированный научно-практический журнал. 2008. № 1 (14). С. 91–96.
- Макарова Г.А., Холявко Ю.А. Лабораторные показатели в практике спортивного врача: Справочное руководство. М.: Советский спорт, 2006.
- Спортивная медицина: Национальное руководство / Под ред. акад. РАН и РАМН А.С. Миронова. М., 2013.
- Середенко Л.П., Добровольская Н.А., Гуржеева Н.И. и др. Использование физических факторов для восстановления работоспособности спортсменов // Теория и практика физического воспитания. 2004. № 3. С. 112–116.
- Масленникова О.М., Егорова Л.А., Боровикова Т.А. Функциональное состояние организма у спортсменов высокой квалификации с пролапсом митрального клапана // Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2017. № 1. С. 67–70.
- Аксельрод А.С., Чомахидзе П.Ш., Сыркин А.Л. Нагрузочные ЭКГ-тесты: 10 шагов к практике: Учебное пособие. М., 2008.