Влияние занятий физическими упражнениями на выработку проэнкефалинов в мозговом слое надпочечников

Было показано увеличение уровня пептида F во время занятий физическими упражнениями (Кгаешег et al., 1985а, 1985b, 1990а, 1991; Bush et al., 1998, 2006; Triplett-McBride et al., 1998). В трех из этих исследований сравнивали изменение уровня пептида F у мужчин с различным уровнем физической подготовленности (Кгаешег et al., 1985а, 1985b, 1992). Характер секреции пептида F у нетренированных мужчин в ответ на занятия на велоэргометре со ступенчатым увеличением нагрузки до V02peak (ступень — 8 мин) сопровождался повышением концентрации пептида F и максимальным увеличением интенсивности нагрузки примерно через 5 мин после прекращения занятия. Через 15 мин после окончания занятия наблюдалось снижение уровня пептида F, хотя и не до исходного уровня. У мужчин, ранее занимавшихся аэробными тренировками, отмечалось повышение уровня пептида F при интенсивности нагрузки около 50 % V02peak с последующим его снижением при увеличении интенсивности до 100 % V02peak и новым возрастанием через 5 мин после завершения занятия. Через 15 мин после конца занятия концентрация пептида F снижалась, хотя и не до уровня в состоянии покоя (Кгаешег et al., 1985а, 1985b). Дальнейшие исследования с участием женщин дали совершенно иные результаты (Triplett-McBride et al., 1998). В частности, несмотря на использование того же вида двигательной активности (велоэргометр), изменения содержания пептида F в ответ на физическую нагрузку были обнаружены только в группе женщин, занимавшихся ранее физическими тренировками; с максимальным значением при интенсивности нагрузки 80 %. В группе женщин с низким уровнем физической подготовленности никаких колебаний содержания пептида F при выполнении физических упражнений не наблюдалось.

Исследования изменений уровня пептида F в ответ на физические упражнения с применением гипноза показали, что секреция этого нейрогормона не контролируется сознанием (Кгаешег et al., 1992). В этом исследовании также проводили сравнение реакции у тренированных и нетренированных мужчин во время занятий на велоэргометре с интенсивностью нагрузки 25 и 50 % VO,peak. Применение гипноза заключалось во внушении испытуемым того, что они занимаются с более высокой интенсивностью, т. е. 50 и 75 % при реальной интенсивности 25 и 50 % V02peak соответственно. Достоверных различий в содержании пептида F в различных условиях (контроль по сравнению с применением гипноза), а также в состоянии покоя и во время занятий физическими упражнениями обнаружено не было, на основании чего можно предположить, что реальная интенсивность физических упражнений была недостаточной для того, чтобы повлиять на секрецию пептида F, несмотря на внушаемую более высокую интенсивность нагрузки. Другие исследования этой группы (Kraemer et al., 1987, 1988, 1990а, 1991), посвященные изучению изменений секреции пептида F у здоровых мужчин во время занятий физическими упражнениями, показали увеличение уровня этого нейрогормона в случае достаточно большой продолжительности и высокой интенсивности упражнений.

В двух исследованиях в качестве физической нагрузки также использовали занятия на велоэргометре, хотя и применяли различные программы занятий (Кгаешег et al., 1988, 1991). В 1988 г. проанализировали изменения уровня пептида F в ответ на занятия в стационарном режиме (80—85 % V02peak) до наступления утомления в сочетании с применением кофеина, а также при различном атмосферном давлении (условия над уровнем моря, краткосрочный и долговременный ответ на занятия в высокогорных условиях). Было обнаружено, что во время и после занятия на уровне моря наблюдалось наиболее высокое содержание пептида F, а минимальное содержание его отмечалось после приема кофеина при регулярных занятиях в условиях пониженного давления. Результаты этих исследований показали также, что концентрация пептида F после занятия физическими упражнениями как в случае одного, так и после регулярных занятий в условиях пониженного давления, а также после приема кофеина была более низкой по сравнению с концентрацией после занятия на уровне моря. Изменения уровня пептида F на физическую нагрузку были неоднозначными. На уровне моря достоверные различия в количественных оценках содержания пептида F до занятия, во время занятия и после занятия наблюдали только в случае приема кофеина. Для занятия при пониженном атмосферном давлении достоверные отличия были обнаружены только между содержанием пептида F до занятия и во время занятия при условии приема кофеина. В случае регулярных занятий ири пониженном давлении достоверные изменения уровня пептида F выявлены только во время занятия без приема кофеина. Авторы исследования объясняют большую часть этих различий продолжительностью регулярных тренировок при пониженном давлении (17 суток).

Еще в одном исследовании анализировали колебания уровня пептида F и катехоламинов в ответ на занятия на компьютеризированном велоэргометре до наступления утомления при различном уровне нагрузки, оценивавшейся относительно максимальной силы ног (36, 55, 73 и 100 %). Целью данной работы было сравнение характера колебаний уровня пептида F, адреналина, лактата и норадреналина. Достоверное повышение уровня пептида F наблюдали сразу после занятия с интенсивностью нагрузки 36 % максимальной силы ног, которое имело наибольшую продолжительность 3,5 мин. Достоверное увеличение содержания адреналина отмечалось сразу после занятий с интенсивностью нагрузки 35 и 55 %, а также через 15 мин после занятия с интенсивностью 100 %. Эти результаты говорят о том, что колебания уровня пептида F и адреналина часто имеют противоположную направленность при высоком уровне интенсивности упражнений. Кроме того, сразу после занятий независимо от интенсивности упражнений наблюдалось снижение уровня норадреналина: через 5 мин после выполнения упражнений с низкой и средней интенсивностью и через 15 мин после занятий с самым низким уровнем интенсивности, что свидетельствует о различиях в характере изменений уровня норадреналина и энкефалинов в ответ на физическую нагрузку. Подобный характер изменений после занятий всех уровней интенсивности упражнений наблюдали и для общего уровня лактата в крови. Несмотря на то что эти взаимосвязи нельзя считать достоверными, авторы исследования отмечают, что их результаты не согласуются с предположением о совместной секреции этих веществ хромаффинными клетками мозгового слоя надпочечников, поскольку существует возможность избирательного изменения их уровня секреции в ответ на физическую нагрузку.

Еще одно исследование было посвящено анализу изменений уровня пептида F в ответ на занятия на велоэргометре в стационарном режиме (70 % V02max) большой продолжительности (100 мин) до, во время и после акклиматизации к повышенной температуре (Кгаешег et al., 1987). Было обнаружено, что более высокий уровень пептида F при высокой температуре обусловлен снижением его расщепления до Mеt-энкефалина. Достоверных различий в уровне пептида F до и после занятия физическими упражнениями, а также между различными днями проведения теста (до, во время и после акклиматизации) обнаружить не удалось, и это послужило основанием для предположения исследователей о том, что полученные результаты могут быть обусловлены процессом деградации нейрогормона вследствие большой продолжительности занятия. В ходе другого исследования (Кгаешег et al., 1990а) было выявлено, что у здоровых мужчин во время занятия на тредмиле со ступенчатоповышающейся нагрузкой (ступень 7 мин) происходят изменения уровня пептида F, подобные наблюдавшимся в ходе проведенных экспериментах (Kraemer et al., 1985а, 1985b). Основным различием в результатах этих исследований было то, что во время занятий на тредмиле здоровых мужчин содержание пептида F достигало своего пикового значения при максимальной интенсивности нагрузки, тогда как в исследованиях 1985 г. у нетренированных мужчин максимальный уровень нейрогормона наблюдали через 5 мин после окончания занятия на велотренажере. Это можно объяснить различиями в уровне физической подготовленности участников исследования и особенностями двигательной активности: занятие на велотренажере (не связано с вертикальным перемещением массы тела в пространстве) и на тредмиле (связано с вертикальным перемещением массы тела в пространстве).

Характер выполняемых упражнений (аэробные или анаэробные) может влиять на изменения уровня пептида F. Были изучены колебания пептида F в плазме у 10 здоровых, физически активных мужчин в ответ на занятие на вслоэргометре с высокой интенсивностью нагрузки (Kraemer et al., 1992). Использовали 4 различных уровня интенсивности максимальной силы ног: 100 % (эквивалент 318 % V02max в течение 6 с); 73 % (эквивалент 230 % V02max в течение 15 с); 55 % (эквивалент 175 % V02max в течение 45 с); 36 % (эквивалент 115 % V02max в течение 180 с). В этом исследовании был обнаружен избирательный характер секреции адреналина и пептида F в ответ па физическую нагрузку (т. е. содержание адреналина возрастало, тогда как уровень пептида F снижался). При большей продолжительности упражнений (115% V02max в течение 180 с) отмечалось повышение содержания пептида F с последующим восстановлением его исходного уровня 5—15 мин спустя после прекращения выполнения упражнений. Это исследование впервые показало особенности в характере изменений уровня пептида F в ответ на выполнение упражнений анаэробного типа, в частности непродолжительных упражнений на велоэргометре или силовых упражнений с высокой интенсивностью. Эти результаты продемонстрировали, что продолжительность и/или объем упражнений могут влиять на концентрацию пептида F в плазме.

Силовые упражнения по своей сути являются анаэробными. В двух исследованиях изучали изменения уровня пептида F в ответ па силовые упражнения (Bush et al., 1998; Fry et al., 1998): в одном — изменения пептида F в случае перетренировки. Оценку исследуемых лиц проводили после занятия силовыми упражнениями с высокой интенсивностью (перетренировка), сравнивая их с лицами, занимавшимися силовыми упражнениями по низкоинтенсивной тренировочной программе (контроль). Тренировочные занятия с высокой интенсивностью включали выполнение 10 повторений упражнения “приседание” с нагрузкой 1ПМ ежедневно на протяжении двух недель, а тренировочные занятия с низкой интенсивностью — выполнение приседаний с нагрузкой 50 % 1ПМ 1 раз в неделю в течение двух недель и тестирование 1ПМ 1 раз в неделю в течение двух недель. Тестирование с максимальной нагрузкой проводили в начале, середине и в конце 2-недельного тренировочного периода. Участники исследования выполняли повторения непрерывно с нагрузкой 70 % 1ПМ до наступления утомления. Никаких изменений в концентрации пептида F в плазме в ответ на острую физическую нагрузку или перетренировку обнаружено не было. Возможно, что выполнение программы занятий с высокой интенсивностью (перетренировка) сопровождалось адаптационными изменениями в хромаффинной системе мозгового слоя надпочечников. Отсутствие изменений уровня пептида F в ответ на этот тин тренировочного воздействия может быть обусловлено влиянием ингибирующих факторов, оказывающих негативное воздействие на биосинтез проэнкефалинов в хромаффинных клетках (Wilson etal., 1982; Livett B.G., 1984; Wilson, 1991) либо подавлением экзоцитоза пептида F хромаффинными клетками.

Перетренировка может вызывать ослабление функции иммунной системы (Mackinnon, 1992). Силовая тренировка с высокой интенсивностью нагрузки негативно влияет на здоровье и иммунную систему организма, поскольку в ходе таких занятий повышается уровень таких обладающих имуносупрессивным действием гормонов, как кортизон и адреналин (Kuipers, Keizer, 1988; Fry et al., 1991, 1994). Отсутствие повышения концентрации пептида F в плазме в случае перетренировки может оказывать дополнительное негативное влияние на иммунную систему. В такой ситуации уровень пептида F в плазме недостаточный для устранения последствия негативного воздействия на иммунную систему кортизона или адреналина (Kuipers, Keizer, 1988; Fry et al., 1991, 1994).

В другом исследовании использовали программу занятий силовыми упражнениями, включавшую 16 подходов. Мужчины, занимавшиеся ранее силовой тренировкой, выполняли по четыре подхода для каждого из упражнений: жим грудью, тягу в наклоне, брюшной пресс и приседания с нагрузкой 10 ПМ и 15 ПМ. В обоих случаях при нагрузке 10 и 15 ПМ сразу после тренировочного занятия наблюдалось снижение концентрации пептида F в плазме. Через 15 мин после выполнения силовых упражнений с нагрузкой 10 ПМ (но не 15 ПМ) происходило повышение уровня пептида F. Возможно, различия в характере ответных изменений концентрации пептида F вызваны более высокими усилиями, необходимыми для выполнения упражнений с нагрузкой 10 ПМ. В обоих случаях (при нагрузке 10 и 15 ПМ) через 4 ч после окончания тренировочного занятия наблюдалось повышение уровня пептида F на 80 %. Результаты этого исследования свидетельствуют о том, что повышение уровня пептида F в крови может иметь важное значение в восстановительный период после выполнения силовых упражнений со средним уровнем нагрузки благодаря потенциальной стимуляции функции иммунной системы во время репарации поврежденной мышечной ткани (Friden et al., 1983; McCully, Faulkner, 1985; Round et al., 1987; Fielding et al., 1991; Nieman et al., 1995; McBride et al., 1998). В контрольной группе повышения уровня пептида F через 4 ч после тренировочного занятия силовой направленности не наблюдали. Этот результат был довольно удивительным. Можно предположить, что причины этого кроются в повышении выработки и/или секреции пептида F в мозговом слое надпочечников, либо связыванием пептида F с рецепторами в тканях мишенях сразу после секреции.

При исследовании акклиматизации лиц зрелого возраста к повышенным температурам было обнаружено снижение Met-энкефалина в плазме (Kraemer et al., 1987), которое могло быть обусловлено усилением процессов деградации этого пептида в крови либо уменьшением его образования из молекулы предшественника. Энкефалин и опиаты, секреция которых происходит во время стресса (Viveros, Wilson, 1983) и занятий физическими упражнениями (Howlett et al., 1984; Farell et al., 1987), могут принимать участие в ослаблении последствий стрессового воздействия на организм. Складывается впечатление, что существуют достоверные различия в концентрации ферментов, отвечающих за гидролиз энкефалинов, которые являются причиной более высокого их уровня у лиц с более высоким уровнем физической подготовленности (Jaskowski et al., 1989).

Исследования последствий выполнения физических упражнений до наступления утомления выявили повышение уровня Met-энкефалина в плазме и показали, что его величина определяется интенсивностью упражнений (Sommers et al., 1990). Известно, что секреция Met-энкефалина происходит параллельно с секрецией адреналина в надпочечниках (Viveros et al., 1979; Wilson et al., 1982; Wilson, 1991). В исследовании, посвященном изучению характера параллельной секреции Met-энкефалина и адреналина, с использованием физической нагрузки, возрастающей от 70 до 120 % V02max, максимальный уровень адреналина наблюдали через 1 мин после прекращения занятия, в то время как максимальный уровень Met-энкефалина в плазме обнаруживали при средней интенсивности упражнений, при наибольшей интенсивности упражнений наблюдалось его снижение, а через 1 мин после прекращения занятия содержание Met-энкефалина возвращалось к исходному уровню (Boone et al., 1992). Таким образом, как и пептид F, Met-энксфалии по характеру секреции в ответ на физическую нагрузку отличается от адреналина.

Перетренировка определяется как увеличение объема и/или интенсивности нагрузки, которое приводит к снижению физической работоспособности (Fry et al., 1991). Для исследования состояния перетренировки мужчинам зрелого возраста, занимавшимся ранее силовой тренировкой, было предложено выполнять приседания с отягощением, равным 100 % 1 ПМ, на протяжении 2-недельного периода, что привело к снижению у них показателя 1 ПМ и возникновению состояния перетренировки (Fry et al., 1998). В состоянии перетренировки происходило снижение уровня тестостерона и кортизола в плазме, в то же время концентрация СТГ не изменялась. В ответ на выполнение упражнений с высокой интенсивностью в соответствии с программой занятий, приводящей к перетренировке, уровень адреналина повышался (Fry et al., 1994), однако никаких изменений уровня пептида F в состоянии перетренировки не наблюдалось (Fry et al., 1998). Это может свидетельствовать о том, что физическая нагрузка на организм при выполнении силовых упражнений с высокой интенсивностью превосходит возможности секреции пептида F хромаффинными клетками мозгового слоя надпочечников.