Тренировки и кортизол
Кортизол - это глюкокортикоидный гормон, который секретируется корой надпочечников в ответ на физические, психологические или физиологические факторы стресса. Одним из специфических факторов стресса, который резко изменяет уровень циркулирующего кортизола в организме человека, является физическая нагрузка/тренировка.
В ответ на упражнения гипоталамус секретирует CRH (Corticotropin-releasing hormone, кортиколиберин). В свою очередь, CRH активирует переднюю долю гипофиза, стимулируя высвобождение АКТГ (адренокортикотропный гормон), который, в свою очередь, стимулирует кору надпочечников высвобождать кортизол.
После высвобождения, кортизол поглощается различными тканями по всему телу, такими как скелетные мышцы, жировая ткань и печень. В этих тканях присутствие кортизола способствует поддержанию важных физиологических процессов, которые способствуют повышению способности к физической нагрузке и восстановлению. Например, кортизол помогает расщеплению белков в скелетных мышцах на аминокислоты и гидролизу триглицеридов в жировой ткани до свободных жирных кислот. Кроме того, наличие очень высокого уровня циркулирующего кортизола может стимулировать глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных соединений) в печени, обеспечивая дополнительные углеводы для производства энергии. Концентрации АКТГ и кортизола в крови регулируются по методу обратной связи. Снижение концентрации кортизола повышает выработку АКТГ, в результате чего стимулируется производство этого гормона до момента, пока он не придет в норму. Повышение концентрации кортизола в крови, напротив, приводит к уменьшению выработки АКТГ. Повышенные уровни АКТГ и/или кортизола могут сигнализировать гипоталамусу о необходимости снижении секреции CRH. Эта взаимосвязанная петля обратной связи называется осью гипоталамус-гипофиз-надпочечник (HPA, hypothalamic-pituitary-adrenocortical).
Как отмечалось ранее, регулярные тренировки могут быть стимулом для оси HPA, что приводит к значительному увеличению уровня циркулирующего в крови кортизола. Уровень кортизола увеличивается со скоростью, относительно пропорциональной интенсивности тренировки, но достигает конечного уровня, зависящего от общей продолжительности (времени) тренировки. На эту острую реакцию на физическую нагрузку может влиять тренированность, но, по-видимому, она сильно отличается только при сравнении людей, ведущих малоподвижный образ жизни, с людьми с высокой тренированностью. Интересно, что в литературе есть некоторая двусмысленность относительно минимальной интенсивности упражнений (то есть порога), необходимой для того, чтобы вызвать ответ в виде повышения продукции кортизола. Большинство справочников по физиологии тренировок предполагают, что интенсивность на уровне 60% от максимального потребления кислорода (VO2max) или выше, как правило, вызывает значительное увеличение циркулирующего в крови кортизола. Однако, несколько исследований показали, что тренировки с такой интенсивностью или выше не вызывают реакции кортизола. При этом совершенно неясно, почему в этих исследованиях не было обнаружено значительного повышения уровня кортизола. Одна из причин может быть связана с дизайном исследования. Кортизол является гормоном с высоким циркадным ритмом, и в некоторых случаях исследователи не проводили надлежащую оценку профиля кортизола в состоянии покоя перед манипуляциями с тренировками.
Стимул к повышению уровня кортизола связан не только с интенсивностью, но и с продолжительностью тренировок (или сочетанием взаимодействия обоих факторов). По этой причине, при изучении реакции кортизола необходимо поддерживать постоянную продолжительность или интенсивность тренировок и манипулировать другими переменными, чтобы можно было более четко идентифицировать индивидуальный эффект каждого фактора.
В исследовании, опубликованном в Journal of Endocrinological Investigation, изучалось влияние интенсивности тренировок на кортизоловый ответ гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (HPA) оси. В частности, авторы оценивали влияние тренировок с интенсивностью 40, 60 и 80% от максимального потребления кислорода (VO2max) в попытке определить интенсивность, необходимую для увеличения циркулирующего кортизола.
В работу было включено двенадцать активных умеренно тренированных мужчин, которые выполнили серию 30-минутных упражнений с интенсивностью 40, 60 и 80% от уровня их VO2max, а также 30-минутный сеанс отдыха, не включающий никаких упражнений в отдельные дни.
Контролировались все потенциально-влияющие факторы, такие как время суток, циркадные ритмы, предыдущая диета, режимы активности, психологический стресс и уровень тренированности. Кортизол и АКТГ оценивались в крови, собранной непосредственно перед (до) и после (после) каждой экспериментальной сессии. Процентное изменение кортизола от до и после отбора проб на каждом сеансе составляло: -6,6 ± 3,5% (в покое), + 5,7 ± 11,0% (40% от VO2max), + 39,9 ± 11,8% (60% от VO2max) и + 83,1 ± 18,5% (80% от VO2max). Ответы АКТГ соответствовали ответам кортизола, но только интенсивность 80% от VO2max вызвало значительное повышение как до, так и после тренировки. Рассчитанные изменения объема плазмы составили: + 2,2 ± 3,0% (в покое), -9,9 ± 5,0% (40% от VO2max), -15,6 ± 3,5% (60% от VO2max) и -17,2 ± 3,3% (80% от VO2max).
В совокупности, полученные данные о динамике выделения кортизола на фоне тренировок с разной интенсивностью подтверждают мнение о том, что тренировки со средней и высокой интенсивностью вызывают повышение уровня циркулирующего в крови кортизола. Это увеличение, по-видимому, связано с комбинацией гемоконцентрации (“сгущение” крови) и выраженного стимула оси HPA (выработка АКТГ). Напротив, тренировки с низкой интенсивностью (40% от VO2max) не приводят к значительному повышению уровня кортизола, но после внесения поправок на уменьшение объема плазмы и оценки влияния циркадных факторов, стало видно, что тренировки с низкой интенсивностью фактически привели к снижению уровня кортизола в крови.