Глава пятая. Влияние физических упражнений на организм человека

Эндокринную систему в организме человека представляют железы внутренней секреции -- эндокринные железы.

Эндокринные железы называются так потому, что не имеют выводного потока, они выделяют продукт своей деятельности -- гормон прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы. Гормоны эндокринных желез передвигаются с кровью к клеткам организма. Гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию физиологических процессов в организме. Часть гормонов продуцируется только в определенный возрастной период, большинство же -- на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т.д.

Рассмотрим основные гормоны, выделяемые эндокринной системой.

Гипофиз выделяет более 20 гормонов; например, гормон роста регулирует рост тела; пролактин отвечает за выделение молока; окситоцин стимулирует родовую деятельность; антидиуретический гормон поддерживает уровень содержания воды в организме.

Щитовидная железа -- гормон тироксин, содействующий активности всех систем организма.

Паращитовидные железы -- паратгормон, контролирующий уровень кальция в крови.

Поджелудочная железа -- гормон инсулин, поддерживающий уровень содержания сахара в крови.

Надпочечники -- адреналин, побуждающий организм к действию, кортизон, помогающий управлять уровнями стресса, альдостерон, контролирующий уровень содержания соли в организме и др.

Половые железы -- яичники у женщин -- гормоны эстроген и прогестерон, регулирующие менструации и сохраняющие беременность; яички у мужчин -- гормон тестостерон, контролирующий мужские половые качества.

По химическому составу гормоны можно разделить на две основные группы: протеины и производные протеинов и гормоны, имеющие кольцевую структуру, стероиды.

Инсулин -- гормон поджелудочной железы -- это протеин, а гормоны щитовидной железы образуются на протеиновой основе и являются производными протеина. Половыe гормоны и гормоны, вырабатываемые корой надпочечников, являются стероидными гормонами.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя ферментативные секреты в двенадцатиперстную кишку).

Характеристика работы гормонов. Все гормоны действуют в очень маленьких дозах. В некоторых случаях выполнения какой-либо задачи бывает достаточно одной миллионной грамма гормона.

Гормон, достигая клетки, может начать действовать только в том случае, если окажется на определенном участке ее оболочки -- в клеточном рецепторе, где он начинает стимулировать образование вещества, называемого циклической аденозинмонофосфатной кислотой. Считается, что она активизирует несколько ферментных систем внутри клетки, вызывая тем самым специфические реакции, в ходе которых вырабатываются необходимые вещества.

Реакция каждой отдельной клетки зависит от ее собственной биохимии. Так, аденозинмонофосфат, образующийся в присутствии гормона инсулина, инициирует клетки на использование глюкозы, в то время как гормон глюкогон, также вырабатываемый поджелудочной железой, заставляет клетки высвобождать глюкозу, которая накапливается в крови и, сгорая, дает энергию для физической активности.

Сделав свою работу, гормоны теряют активность под влиянием самих клеток или уносятся в печень для дезактивирования, затем разрушаются и либо выбрасываются из организма, либо используются для создания новых гормонных молекул.

Гормоны как вещества высокой биологической активности способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей, другие (гипофиз, щитовидная и поджелудочная железа) управляют изменениями в цепи обменных процессов всего организма.

Расстройства в деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нервной системой. Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляет собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

При занятиях физической культурой для достижения функциональной активности организма человека необходимо учитывать высокую степень биологической активности гормонов. Функциональная активность организма человека характеризуется способностью к выполнению различных двигательных процессов и возможностью поддерживать высокий уровень функций при выполнении напряженной интеллектуальной (умственной) и физической деятельности.

В состав эндокринной системы входит несколько желез, расположенных в различных частях тела. Продукты секреции этих желез попадают непосредственно в кровь и влияют на разные важные функции организма. Гормоны, вырабатываемые эндокринными железами, выполняют функцию химических «посланников» организма. Тонкое равновесие этих гормонов может нарушить любой стресс, инфекция и некоторые другие факторы.

Эндокринная система играет ключевую роль в выполнении таких важных функций организма, как переваривание пищи, размножение и гомеостаз (поддержание оптимального состояния организма). Основные железы эндокринной системы: гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, надпочечники, эпифиз и половые железы. Эндокринная секреция способствует нормальному функционированию иммунной и нервной систем в некоторых ситуациях. Эндокринные железы вырабатывают основные гормоны, которые попадают непосредственно в кровяной поток, а затем разносятся по всему телу.

Физические упражнения существенно влияют на обмен веществ. Этим объясняется широкое использование ФУ при расстройствах функции эндокринных желёз.

Рекомендованы. Общеразвивающие упражнения. Аутотренинг и релаксационные упражнения. Упражнения на гибкость. Дыхательная гимнастика. Циклические упражнения: бег, ходьба, езда на велосипеде в умеренном темпе на открытом воздухе.

Противопоказаны. Эмоциональное перенапряжение, выполнение упражнений в быстром темпе, скоростно-силовые упражнения.

Примерный комплекс физических упражнений при заболевании эндокринной системы представлен в табл. 7.

Таблица 7

Упражнения при заболевании эндокринной системы

Сахарный диабет – заболевание обусловлено абсолютной или относительной недостаточностью инсулина в организме и характеризующееся грубым нарушением обмена углеводов и др. нарушениями обмена веществ.

Рекомендованы: общеразвивающие, дыхательные и упражнения на расслабление в и.п. лёжа, сидя и стоя; упражнения с гимнастической палкой, медицинболами; фитболами, дозированная ходьба прогулки на лыжах, плавание, упражнения малой и средней интенсивности; игровые упражнения.

Противопоказаны: интенсивные и длительные нагрузки

Ожирение – увеличение массы тела за счёт избыточного отложения жировой ткани.

Физические нагрузки (особенно в сочетании с диетой) в виде регулярных занятий физическими упражнениями имеют ключевое значение для коррекции массы тела при ее избытке или ожирении, а также в профилактике развития и лечении заболеваний, связанных с ожирением. Установлено, что увеличение физической активности обычно повышает резервы кардио-респираторной системы и снижает общую заболеваемость и смертность вне зависимости от динамики массы тела, что существенно улучшает качество жизни людей с избыточной массой тела или ожирением.

Особое значение имеют научные доказательства того, что ежедневные длительные аэробные физические упражнения умеренной интенсивности (в виде оздоровительных ходьбы, бега, езды на велосипеде и т.п. продолжительностью 40-60 мин) необходимы для запуска адекватной экспрессии в мышцах рецепторов жирных кислот, нормализации продукции сигнальных миокинов и белков-переносчиков глюкозы в миоцитах и адипоцитах, а также защиты адипоцитов от гипертрофии (т.е. от ожирения организма) и инсулинорезистентности.

Физические упражнения аэробного характера способствуют снижению повышенного содержания свободных жирных кислот в крови больных с ожирением. Наиболее очевидными остаются регуляторные воздействия физических упражнений на систему адипокинов жировой ткани (усиление выделения лептина и снижение секреции фактора некроза опухолей), что сопровождается повышением липолиза для поддержания возрастающих энергетических потребностей миоцитов.

Наиболее простым методом повышения физической нагрузки людей с избыточной массой тела является ограничение временного периода их неактивности. Уменьшение времени, проводимого перед телевизором и за компьютером, до 1 ч в день, дополнительная повседневная двигательная активность (возвращение домой с работы пешком, ежедневные утренние и / или вечерние прогулки) - важные компоненты программы снижения массы тела. Альтернативой являются организованные занятия физической культурой и спортом.Не следует включать в тренировки бег, прыжки, упражнения с тяжестями, которые могут привести к травмам и заболеваниям опорно-двигательного аппарата.Чаще всего физические упражнения назначают с учетом Типа, Регулярности, Уровня интенсивности, Длительности физической нагрузки (мнемоническая аббревиатура ТРУД) в соответствии с медицинской группой здоровья (1,2 или 3-я), степенью ожирения и его типом, возрастом и уровнем физической подготовки человека.

Таблица 8

Виды физических нагрузок, которыми занимались больные с ожирением, добившиеся стойкого понижения массы тела до целевых значений

Можно использовать программу оздоровительной ходьбы, предложенную К. Купером, В.М. Барановым, Н.М. Амосовым и др.

Особенно популярна в последние годы скандинавская ходьба (ходьба с палками). Во время ходьбы с палками за счет работы рук задействовано более 90% мышц, сжигается на 46% больше калорий и на 23% увеличивается аэробный эффект, чем при обычной ходьбе. Скандинавская ходьба с палками снимает напряжение, тренирует устойчивость, концентрацию и равновесие, помогает быстро похудеть

Программа по восстановительному двигательному режиму представлена в табл. 8.

Для точной оценки и оперативного контроля уровня физической активности в течение дня можно использовать шагомеры. Образ жизни считается малоподвижным при нагрузке 3000-6000 шагов в сутки (по данным шагомера), умеренно активным - при 7000-10000 шагах в сутки и очень активным -11000-15000 шагов в сутки.

Регулярность физических нагрузок для увеличения резервов кардиореспираторной системы должна составлять минимум 3-5 раз в неделю, а желательно - ежедневно. Об этом свидетельствуют результаты многолетних наблюдений за людьми (более 3000 человек), которым удалось добиться снижения массы тела на 14 кг и более и поддерживать ее на должном уровне. Они занимались регулярными интенсивными физическими нагрузками в среднем около 1 ч ежесуточно.

Уровень интенсивности физических нагрузок должен быть умеренным (средним) или низким. Для большинства людей с невысоким уровнем физической подготовки это соответствует быстрой или медленной ходьбе. Такие физические нагрузки происходят в аэробном режиме и создают наиболее благоприятные условия для использования жирных кислот в качестве источника энергии для синтеза АТФ в работающих мышцах и других органах.

Длительность физических нагрузок определяют исходя из необходимого расхода калорий и интенсивности. Одинакового расхода энергии можно достичь быстрее, если уровень интенсивности нагрузки средний (быстрая ходьба 30 мин), и медленнее - при низкой интенсивности нагрузки (медленная или средней интенсивности ходьба в течение 1,5-1 ч).

Оптимальная длительность одного занятия (ходьба) составляет от 20 до 60 мин. Их общая длительность за неделю должна быть 150 мин (за 3-5 раз для начинающих) и более (желательно довести до 3-7 ч). Занятия более 60 мин нежелательны, лучше увеличить количество занятий до 2-3 раз в день и / или до 5-7 в неделю.

Следует помнить, что однократной нагрузки (даже интенсивной) в течение дня недостаточно, так как в утилизации жира большую роль играет постоянный мышечный тонус и сокращение мышц. Мышцы должны быть нагружены не слишком интенсивно, но в течение всего дня. Для этого подходят 2-3-разовые как быстрые (по 20-30 мин), так и медленные (по 60-90 мин) пешие прогулки, а также комплексы гимнастических упражнений, выполняемые 2-5 раз в день в течение 5-10 мин.

Рекомендованы:двигательная активность: ходьба по пересечённой местности, ходьба по лестнице, плавание, езда на велоэргометре, ходьба на лыжах, подвижные игры и другие виды физической деятельности; упражнения силовой направленности (с гантелями, бодибарами, медицинболами, резиновыми амортизаторами), упражнения у гимнастической стенки.

Противопоказаны:скоростные упражнения.

Возможность выполнения физических нагрузок обеспечивается слаженной работой желез внутренней секреции. Вырабатываемые ими гормоны усиливают кислороднотранспортную функцию, ускоряют передвижение электронов в цепях дыхания, а также обеспечивают гликогенолитическое и липолитическое действие ферментов, тем самым поставляя энергию углеводов и жиров. Уже перед самой нагрузкой под влиянием нервных стимулов условнорефлекторного происхождения активируется симпатическо-адреналовая система. В циркулирующей крови поступает адреналин, вырабатываемый мозгом надпочечников. С его действием сочетается влияние норадреналина, который освобождается из нервных окончаний.

Под влиянием катехоламинов осуществляется распад гликогена печени до глюкозы и поступления ее в течение крови, а также анаэробное расщепление гликогена мышц. Катехоламины вместе с гликогеном, тироксином, гормонами гипофиза соматотропином и кортикотропином осуществляют расщепление жира до свободных жирных кислот.

Вся гипоталамо-адренокортикальная система активизируется в условиях физических нагрузок, если их мощность превышает 60 % от уровня максимального потребления кислорода.

Деятельность этой системы усиливается, если такие нагрузки осуществляются в условиях психоэмоционального напряжения. Длительные физические нагрузки, особенно у недостаточно тренированных лиц, могут приводить к угнетению адренокортикальной активности, которая формируется после фазы ее усиления. Угнетение гормонального обеспечения мышечной деятельности приводит к нарушениям регуляции артериального давления и солевого обмена. Происходит накопление воды и натрия в миокарде и волокнах скелетных мышц.

Под влиянием систематических тренировок организм приобретает способность к более экономному выброса гормонов, которые обеспечивают мышечную деятельность сравнительно небольшой интенсивности. Одновременно повышается мощность эндокринной системы, которая становится способной обеспечить высокий уровень катехоламинов, глюкокортикоидов и тироксина в крови во время нагрузки. Тренировки усиливают липолитическое действие адреналина. Характерной особенностью тренированного организма является повышенная чувствительность к инсулину. Весь комплекс изменений эндокринной системы, которые происходят благодаря физической тренировке, значительно улучшает нервно-гуморальную регуляцию функций организма.

Каждый человек хочет всегда быть здоровым, молодым и красивым, существует много способов достижения этих целей. Для поддержания физической формы, а также для лечения каких-либо заболеваний, может применяться мануальная терапия, частью которой является массаж. Оздоровительный массаж имеет множество видов и техник, тут мы рассмотрим наиболее популярные из них: общий массаж; медовый массаж; лечебный массаж; балийский массаж;…

Средства массовой информации часто говорят о проблемах человека, в связи с которыми у него возникают переживания, и чаще всего среди них перечисляют вопросы отношений между близкими людьми и в обществе, на работе. Но одной из самых основных проблем, которые влияют на психику человека, является финансовый кризис, особенно это касается стран со средним и низким уровнем…

Между алкоголем и состоянием кожи существует прямая и очевидная связь - при злоупотреблении алкоголем появляется или усугубляется множество проблем с кожей. Именно об этих проблемах рассказывается в этой статье. Небольшое количество алкоголя время от времени помогает нам успокаиваться и расслабляться. В действительности, такие алкогольные напитки как вино в умеренных количествах полезны для организма. Тем не…

Выбор наилучшего метода лечения ахалазии зависит от оценки состояния пациента врачом, личных предпочтений пациента, а также от того, какие подходы к лечению уже использовались. Иногда это редкое заболевание, влияющее на функционирование пищевода, лечится при помощи лекарственных препаратов или инъекций. В других случаях может возникать необходимость в минимально инвазивной процедуре, называемой баллонной дилатацией. Если эти методы…

Абляция - это медицинская техника, используемая для устранения тканей организма посредством радиоволновых частот. Она применяется для решения множества различных медицинских проблем. Существует абляция тканей сердца, абляция эндометрия, поверхностная абляция и абляция опухолей печени. Абляция тканей сердца используется для лечения аритмии сердца, вызываемой неправильным расположением тканей в пределах сердца. Ткани могут блокировать регулярные электрические импульсы, посылаемые…

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

1.1.6. Эндокринная система

Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции: гипофиза, щитовидной, околощитовидных, поджелудочной, надпочечников, половых. Эти железы выделяют гормоны - регуляторы обмена веществ, роста и полового развития организма.

Регуляция выделения гормонов осуществляется нервно-гуморальным путем. Изменение состояния физиологических процессов достигается посылкой нервных импульсов из ЦНС (ядер гипоталамуса) к некоторым железам (гипофизу). Выделяемые передней долей гипофиза гормоны регулируют деятельность других желез - щитовидной, половых, надпочечников.

Принято различать симпатоадреналовую, гипофизарно адренокортикальную, гипофизарно половую системы.

Симпатоадреналовая система ответственна за мобилизацию энергетических ресурсов. Адреналин и норадреналин образуются в мозговом веществе надпочечников и вместе с норадреналином, выделяющимся из нервных окончаний симпатической нервной системы, действует через систему «аденилатциклаза циклический аденозинмонофосфат (цАМФ)». Для необходимого накопления цАМФ в клетке требуется ингибировать цАМФ фосфодиэстеразу - фермент, катализирующий расщепление цАМФ. Ингибирование осуществляется глюкокортикоидами (инсулин противодействует этому эффекту).

Система «аденилатциклаза-цАМФ» действует следующим образом. Гормон током крови подходит к клетке, на наружной поверхности клеточной мембраны которой имеются рецепторы. Взаимодействие гормон рецептор приводит к конформации рецептора, т. е. активации каталитического компонента аденилатциклазного комплекса. Далее из АТФ начинает образовываться цАМФ, который участвует в регуляции метаболизма (расщеплении гликогена, активизации фосфофруктокиназы в мышцах, липолиза в жировых тканях), клеточной дифференциации, синтезе белков, мышечного сокращения (Виру А. А., 1981).

Гипофизарно-адренокортикальная система включает нервные структуры (гипоталамус, ретикулярную формацию и миндалевидный комплекс), кровоснабжение и надпочечники. В состоянии стресса усиливается выход кортиколиберина из гипоталамуса в кровоток. Это вызывает усиление секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ), который током крови переносится в надпочечники. Нервная регуляция воздействует на гипофиз и приводит к секреции либеринов и статинов, а они регулируют секрецию тропных гормонов аденогипофиза АКТГ.

Механизм действия глюкокортикоидов на синтез ферментов может быть представлен следующим образом (по А. Виру, 1981).

1. Кортизол, кортикостерон, кортикотропин, кортиколиберин проходят через клеточную мембрану (процесс диффузии).

2. В клетке гормон (Г) соединяется со специфическим белком - рецептором (Р), образуется комплекс Г-Р.

3. Комплекс Г-Р перемещается в ядро клетки (через 15 мин.) и связывается с хроматином (ДНК).

4. Стимулируется активность структурного гена, усиливается транскрипция информационной РНК (и-РНК).

5. Образование и РНК стимулирует синтез других видов РНК. Непосредственное действие глюкокортикоидов на аппарат трансляции состоит из двух этапов: 1) освобож-дения рибосом из эндоплазматической сети и усиления агрегации рибосом (наступает через 60 мин.); 2) трансляции информации, т. е. синтеза ферментов (в печени, в железах внутренней секреции, скелетных мышцах).

После выполнения своей роли в ядре клетки Г отцепляется от рецептора (время полураспада комплекса - около 13 мин.), выходит из клетки в неизменном виде.

На мембранах органов мишеней имеются специальные рецепторы, благодаря которым осуществляется транспорт гормонов в клетку. Клетки печени имеют особенно много таких рецепторов, поэтому глюкокортикоиды в них интенсивно накапливаются и метаболизируются. Время полужизни большинства гормонов составляет 20-200 мин.

Гипофизарно щитовидная система имеет гуморальные и нервные взаимосвязи. Предполагается ее синхронное функционирование с гипофизарно адренокортикальной системой. Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин, тиротропонин) положительно сказываются на процессах восстановления после выполнения физических упражнений.

Гипофизарно половая система включает гипофиз, кору надпочечников, половые железы. Взаимосвязь между ними осуществляется нервным и гуморальным путем. Мужские половые гормоны андрогены (стероидные гормоны), женские эстрогены. У мужчин биосинтез андрогенов осуществляется в основном в клетках Лейдига (интерстициальных) семенников (главным образом тестостерон). В женском организме стероиды образуются в надпочечниках и яичниках, а также коже. Суточная продукция у мужчин составляет 4-7 мг, у женщин - в 10-30 раз меньше. Органы мишени андрогенов - предстательная железа, семенные пузырьки, семенники, придатки, скелетные мышцы, миокард и др. Этапы действия тестостерона на клетки органов-мишеней следующие:

Тестостерон превращается в более активное соединение 5-альфа-дегидротестостерон;

Образуется комплекс Г-Р;

Комплекс активизируется в форму, проникающую в ядро;

Происходит взаимодействие с акцепторными участками хроматина ядра (ДНК);

Усиливается матричная активность ДНК и синтез различных видов РНК;

Активизируется биогенез рибо- и полисом и синтез белков, в том числе андрогенозависимых ферментов;

Увеличивается синтез ДНК и активизируется клеточное деление.

Важно заметить, что для тестостерона участие в синтезе белка необратимо, гормон полностью метаболизируется.

Гормоны, попадающие в кровь, подвергаются катаболизму (элиминации, разрушению) преимущественно в печени, причем некоторые гормоны при росте мощности интенсивность метаболизма, в частности глюкокортикоидов, возрастает.

Основой повышения тренированности эндокринной системы являются структурные приспособительные перестройки в железах. Известно, что тренировка приводит к росту массы надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, половых желез (через 125 дней детренировки все возвращается к норме, Виру А. А., 1977). Отмечено, что увеличение массы надпочечников сочетается с повышением содержания ДНК, т. е. интенсифицируется митоз растет количество клеток. Изменение массы железы связано с двумя процессами синтеза и деградации. Синтез железы прямо пропорционально зависит от ее массы и обратно пропорционально - от концентрации гормонов в железе. Скорость деградации увеличивается с ростом массы железы и механической мощности, уменьшается - с повышением концентрации анаболических гормонов в крови.