Институт спортивной медицины Свободного университета Берлина

Симпатоадренальная система (САС) участвует в регуляции сердечно-сосудистой системы и энергетического обмена, которые существенно влияют на физическую работоспособность. Действие САС регулируется катехоламинами адреналином и норадреналином. Наиболее сильным физиологическим стимулом для активации САС является максимальная физическая нагрузка. Тренировки могут еще больше повысить активность этой системы. В то же время высокая нагрузка на САС в профессиональном спорте таит в себе риски, например, в виде перетренированности, в которой, по-видимому, также участвует САС. Поэтому спортивная медицина активно изучает работу САС.

С точки зрения здоровья, кардиотренировки могут быть использованы для воздействия на САС. Регулярная физическая активность, особенно тренировки на выносливость, снижает базовую активность САС. Это применяется, например, при лечении различных сердечно-сосудистых заболеваний и хронического стресса. В качестве меры оценки активности САС в основном используется определение катехоламинов в плазме и моче, а также дополнительно определение сульфатов катехоламинов.

Введение

Катехоламины измеряются в ходе многочисленных исследований, посвященных нагрузкам и тренировкам. Их значение для физической работоспособности однозначно доказано, как и положительное влияние тренировок на активацию САС, как с точки зрения спортивного результата, так и с точки зрения здоровья. Тем не менее, их практическое применение в спорте на данный момент ограничено. На вопрос, влияет ли тренировочное повышение активации симпатической нервной системы положительно на работоспособность или следует ли рассматривать это как признак перенапряжения САС спортивная медицина в настоящее время не дает однозначного ответа. Существуют подходы к использованию определения уровня катехоламинов в качестве диагностического средства в спорте, особенно при преодолении стресса, вызванного физической активностью. В данном обзоре будут показаны текущие возможности и ограничения определения катехоламинов в спорте.

Методические аспекты

Определение катехоламинов в венозной плазме крови является наиболее часто используемым методом оценки симпатоадреналовой активности при физической нагрузке. Период полувыведения катехоламинов из плазмы составляет 1–3 минуты. Таким образом, с помощью соответствующей серии частого взятия крови можно быстро выявить изменения в активации симпатической нервной системы. Однако однократное определение катехоламинов отражает только состояние за предыдущие 3–5 минут. Для оценки длительных непрерывных нагрузок более подходят сульфаты катехоламинов (особенно сульфат норадреналина) из-за периода полувыведения из плазмы 3–4 часа (5).

Еще одним способом оценки нагрузки на симпатоадреналовую систему является измерение ночного выделения катехоламинов с мочой. Однако определение катехоламинов в венозной плазме крови и, в еще большей степени, в моче имеет ограничения. Во-первых, измерения не отражают активацию САС, а представляют собой разницу между выделением катехоламинов и их клиренсом. Во-вторых, оценивается общая симпатическая активность, при этом не учитывается, что активация САС в результате физической активности может быть очень неоднородной и даже противоположной (например, повышенная мышечная симпатическая активация и пониженная кожная симпатическая активация при нагрузке). Тем не менее, спортивная медицина показывает, что при нагрузке наблюдается хорошая корреляция между концентрацией катехоламинов в венозной плазме крови и прямым измерением мышечной симпатической нервной активности, так что для этих условий определение катехоламинов в венозной плазме крови вполне информативно.

Спортивная медицина: значение симпатоадреналовой активности в спорте

Влияние симпатоадреналовой системы на физическую работоспособность

Катехоламины также называют «гормонами бегства и борьбы». Они оказывают эрготропное действие: увеличивается объем дыхания в минуту и минутный объем сердца, происходит перераспределение крови в пользу работающих скелетных мышц, усиливается гликогенолиз и липолиз. При физической нагрузке концентрация катехоламинов в плазме крови может повышаться более чем в 50 раз. Если их действие блокируется бета-блокаторами, работоспособность в субмаксимальной области нагрузки снижается на 15-20 %, а в максимальной области нагрузки — на 10-15 %. В настоящее время невозможно оценить, имеет ли усиление стимуляции SAS у спортсменов, тренирующихся в спринте, эффект повышения работоспособности, поскольку отсутствуют исследования по возможному повышению работоспособности при приеме катехоламинов, других альфа- и бета-адренорецепторных агонистов или при дополнительной активации мышечной симпатической активности.

Катехоламины в диагностике работоспособности и контроле тренировок

В то время как кинетика сердечного ритма в зависимости от интенсивности кардиотренировки в области физического истощения выравнивается, концентрация катехоламинов в плазме крови от 50 до 60 % VO2 max экспоненциально возрастает с увеличением интенсивности нагрузки. Поэтому они представляют интерес для спортивной медицины для оценки сердечно-сосудистой нагрузки во время кардиотренировки в этом диапазоне интенсивности. Уже определены пороговые значения катехоламинов и обсуждается возможность их использования для диагностики работоспособности и управления тренировками.

Появились результаты исследования, в котором обсуждается возможность использования катехоламинов в спортивной медицине для диагностики физической работоспособности. В ходе исследования было показано, что катехоламины могут быть использованы для диагностики физической работоспособности у лыжников-бегунов. В более позднем исследовании обсуждалась другая возможность использования катехоламинов для диагностики работоспособности. В этом исследовании у лыжников-бегунов на длинные дистанции была обнаружена значимая положительная связь между ночным выделением катехоламинов с мочой и результатами соревнований.

Катехоламины как показатель симпатоадреналовой нагрузки в спорте

Спортивные достижения: САС подвергается чрезвычайно высоким нагрузкам в профессиональном спорте. Информация о способности САС к восстановлению отсутствует. В процессе тренировок активация симпатической нервной системы и ее нагрузка представляются поэтому балансировкой на грани и связываются с перетренированностью. Так, снижение ночного выделения катехоламинов с мочой коррелировало с появлением симптомов перетренированности.

В качестве форм проявления называют симпатикотоническую и парасимпатикотоническую перетренированность. Если рассматривать перетренированность как результат хронической физической стрессовой ситуации, можно применить модель стресса Сели. Эта модель исходит из того, что за фазой резистентности САС к тренировкам с чрезмерной физической нагрузкой, сопровождающейся повышенной симпатоадреналовой нагрузкой для компенсации (симпатотоническая фаза перетренированности), следует фаза истощения САС с пониженной симпатоадреналовой активацией (парасимпатотоническая фаза). Однако в недавно опубликованном обзоре текущее значение катехоламинов в диагностике перетренированности оценивается критически.

Здоровый образ жизни: хронический стресс повышает риск развития многих заболеваний, таких как гипертония, тромбоз, депрессия. Одной из основных причин этих рисков считается повышенная активность САС при хроническом стрессе, а снижение симпатоадреналовой активности является одной из целей его лечения. Благодаря тренировкам на выносливость симпатоадреналовая активация при физической нагрузке одинаковой относительной интенсивности значительно снижается в течение нескольких недель, так что сопоставимые повседневные действия приводят к снижению активации САС. Кроме того, в ряде исследований с участием здоровых нетренированных людей и пациентов с ишемической болезнью сердца было доказано, что тренировки на выносливость снижают показатели концентрации катехоламинов в покое. В данном случае снижение активности САС является важной целью кардиотренировок, а определение уровня катехоламинов — полезным доказательством.

Спорт для пожилых: В спорте для пожилых определение уровня катехоламинов может быть использовано в качестве дополнительного метода оценки симпатоадреналовой и физической нагрузки. Это особенно актуально для пожилых людей с низкой физической подготовкой, у которых обычные показатели VO2 max, частота сердечных сокращений и концентрация лактата при нагрузке возрастным образом растут меньше, чем у молодых людей. Собственное исследование показало, что повышение уровня катехоламинов при изнурительных нагрузках у пожилых спортсменов (50–70 лет) по сравнению с молодыми (20–30 лет) значительно выше (норадреналин) или сопоставимо (адреналин).

Вывод

Оценка симпатоадреналовой активности с помощью катехоламинов дает представление о важных процессах адаптации к тренировкам и острой нагрузке, и спортивная медицина может в будущем это использовать. В оздоровительном спорте можно проверить достигнутое снижение базовой активности САС путем определения уровня катехоламинов, а в спорте для пожилых людей они являются полезным дополнением при оценке физической нагрузки, связанной со спортивными занятиями. В настоящее время их диагностическое значение в связи с перетренированностью и оценкой физической работоспособности остается неясным.

Dickhuth HH, Yin L, Niess A, Röcker K, Mayer F, Heitkamp HC, Horstmann T: Ventilator, lactate-derived and catecholamine thresholds during tread-mill running: relationship and reproducibility. Int. J. Sports Med. 20 (1999) 122-127.

Kjaer M: Влияние физических упражнений на адренергическую регуляцию энергетического обмена. В: Перспективы науки о физических упражнениях и спортивной медицины: энергетический обмен при физических упражнениях и спорте. Изд.: Lamb DR, Gisolfi CV, Brown u Benchmark, Dubuque, стр. 346 — 376, 1992.

Knöpfli B, Calvert R, Bar-Or O, Villiger B, Von Duvillard SP: Competition performance and basal nocturnal catecholamine excretion in cross-country skiers. Med. Sci. Sports Exerc. 33 (2001) 1228-1232.

Lehmann M, Dickhuth HH, Gendrisch G, Lazar W, Thum M, Aramendi JF, Huonker M, Jakob E, Dürr H, Stockhausen W, Wieland H, Keul J: Тренировка – перетренировка. Dtsch. Z. Sportmed. 41 (1990) 112-124.

Strobel G, Friedmann B, Siebold R, Bärtsch P: Влияние интенсивных физических нагрузок на уровень катехоламинов в плазме крови у спортсменов с разным уровнем подготовки. Med. Sci. Sports Exerc. 31 (1999) 560-565.

Урхаузен А., Киндерманн В.: Диагностика перетренированности: какие инструменты у нас есть? Sports Med. 32 (2002) 95-102.

Weicker H: Определение свободных и сульфоконъюгированных катехоламинов в плазме и моче с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Int. J. Sports Med. 9 (Suppl) (1988) 68-74.

Источник информации: Германский журнал спортивной медицины №3, 2002 г .