Руководство по спортивной медицине - Коллектив авторов

В основе адаптационного усовершенствования управляющей системы, формирования динамического двигательного стереотипа и новых мышечных навыков лежит механизм временных связей. Становление стереотипа и двигательных навыков проходит через несколько стадий, отражающих основные этапы формирования условного рефлекса. Выделяется три стадии формирования двигательного навыка: первая характеризуется иррадиацией нервных процессов с генерализацией ответных реакций и вовлечением в работу «излишних» мышц, вторая – концентрацией возбуждения, улучшением координации и большей стереотипностью движений, и третья отличается стабилизацией, высокой степенью координации и автоматизации движений.

В процессе адаптации к физическим нагрузкам формирование коркового динамического стереотипа не ограничивается двигательной областью коры, оно включает в себя также представительство вегетативных функций, т. е. образуется уравновешенная система целостного регулирования, обеспечивающая адекватное выполнение мышечной работы. В процессе адаптации, наряду с формированием двигательных навыков, формируются условнорефлекторные навыки сердечно-сосудистой, дыхательной системы и т. д. Существенную роль в этом играют развивающиеся в процессе адаптации изменения потребностей организма, прежде всего работающих мышц, в кислороде, субстратах и т. д., которые определяются сдвигами метаболизма в тканях.

Совершенствование системы управления адаптационными реакциями при тренировке характеризуется ее экономизацией (облегчением). К проявлениям экономизации относят автоматизацию движений, характеризующуюся сформировавшимися двигательными навыками, закрепленными условными рефлексами, которые могут выполняться без контроля корковыми центрами. При автоматизированных движениях афферентная импульсация не достигает в большом объеме центров коры, что предупреждает истощение корковых нейроцитов и развитие охранительного торможения. Расширение фонда условных рефлексов в процессе тренировки создает условия для реализации явления экстраполяции в двигательных актах. Под экстраполяцией понимается возможность ЦНС на основе имеющихся унаследованных и приобретенных программ управления движениями создавать алгоритмы моторных актов, необходимых для эффективного осуществления двигательных задач. Это реализуется тем успешнее, чем богаче фонд временных двигательных связей и чем выше общая тренированность организма. Примером проявления экстраполяции служат движения хоккеиста в непрерывно меняющейся обстановке игры, поведение шофера на незнакомой сложной трассе и т. д.

Гуморальное звено управления процессом адаптации. При поступлении сигнала о физической нагрузке одновременно с включением двигательной реакции и мобилизацией функциональной системы, ответственной за адаптацию, включается центральная (нейрогенная) активация эндокринной и адренергической систем, составляющих гуморальное звено управления процессом. Воздействуя на метаболизм и функцию органов и тканей на клеточном и молекулярном уровнях, это звено обеспечивает полноценную мобилизацию функциональной системы, ответственной за адаптацию, и ее способность к длительному поддержанию работы на повышенном уровне. В неадаптированном организме и в организме тренированном степень активации звена и его роль в механизме адаптации к нагрузке неодинаковы.

2.2.2. Срочная структурная адаптация к физической нагрузке. Стресс-реакция

Симпатоадреналовая (адренергическая) система под влиянием физических нагрузок у людей и животных активируется, увеличивается высвобождение катехоламинов надпочечниками, норадреналина окончаниями симпатических волокон в тканях и многократно повышается концентрация катехоламинов и их метаболитов в крови и моче. Уровень катехоламинов в тканях определяется соотношением высвобождения и восстановления их запаса; последнее реализуется за счет синтеза и обратного захвата. В норме процессы скоординированы на основе механизма обратной связи: увеличенное высвобождение катехоламинов влечет за собой активацию синтеза. Если нагрузка невелика или непродолжительна, то усиленный синтез способен быстро восстановить уровень катехоламинов в тканях. При более интенсивной и длительной нагрузке скорость синтеза катехоламинов отстает от их высвобождения, уровень их в тканях снижается, хотя в крови остается повышенным. Отставание может быть связано как с недостаточной мощностью ферментного аппарата синтеза, так и с недостаточным поступлением предшественников. При истощающих нагрузках наступает ситуация, когда синтез катехоламинов не только отстает от их увеличенного выделения, но и уменьшается ниже нормы, т. е. аппарат синтеза истощается. Это ведет к уменьшению выхода катехоламинов из надпочечников и тканей в кровь. В результате тренировки не только уменьшается реакция адренергического комплекса на нагрузку, но и увеличивается мощность аппарата синтеза катехоламинов, что предотвращает истощение их содержания при интенсивной работе и нарушение функции системы.

С активацией симпатоадреналовой системы и увеличением уровня катехоламинов в крови при физических нагрузках коррелирует изменение секреции гормонов поджелудочной железы – глюкагона и инсулина.

Пропорционально величине и длительности мышечной нагрузки увеличивается секреция и концентрация в крови глюкагона. При максимальных нагрузках это увеличение может доходить до трехкратного. Рост концентрации глюкагона в крови имеет определенный латентный период, тем меньший, чем больше интенсивность нагрузки; при малых и кратковременных нагрузках изменений уровня глюкагона не наблюдается.

Основной фактор, вызывающий увеличение секреции глюкагона при нагрузке, – воздействие катехоламинов на â-адренорецепторы А-клеток поджелудочной железы – реализуется в результате активации адренергического комплекса и увеличенного поступления в поджелудочную железу норадреналина из симпатических терминалей, а также адреналина и норадреналина из крови. Вместе с тем сохранение высокого уровня глюкагона в крови на фоне уже снижающейся концентрации катехоламинов свидетельствует о наличии дополнительных стимуляторов секреции гормона при физической нагрузке. Снижение уровня глюкозы в крови повышает секрецию глюкагона, в основе чего лежит непосредственное влияние гипогликемии на А-эндокриноциты железы. Гипергликемия, напротив, вызывает снижение уровня глюкагона в крови.

При физической нагрузке снижается концентрация в крови инсулина. Такой эффект возникает при умеренных и интенсивных нагрузках, но не наблюдается при тяжелых, близких к максимальным. Напротив, при кратковременных напряженных упражнениях увеличивается концентрация инсулина в крови, что связано с наблюдающейся одновременно гипергликемией. Введение глюкозы и подъем ее уровня в крови предупреждает снижение концентрации инсулина во время работы; в этой ситуации наблюдается повышение концентрации гормона. Основным фактором, определяющим снижение концентрации инсулина в крови при мышечной работе, является воздействие норадреналина и, в меньшей степени, адреналина на адренорецепторы В-эндокриноцитов поджелудочной железы.

Таким образом, активация адренергической системы при физических нагрузках, сопровождающаяся увеличенным высвобождением норадреналина из симпатических терминалей в поджелудочной железе, оказывает противоположное влияние на секрецию глюкагона и инсулина. Воздействие медиатора на А-клетки железы стимулирует секрецию глюкагона, а воздействие на В-эндокриноциты угнетает синтез инсулина.

При физической нагрузке закономерно увеличивается выход в кровь из аденогипофиза соматотропина (гормона роста), что обусловлено возрастающей секрецией в гипоталамусе рилизингфактора соматолиберина. Концентрация соматотропина в крови повышается постепенно, пропорционально интенсивности и длительности работы, и может превышать в несколько раз исходный уровень; при этом наблюдается латентный период, тем меньший, чем больше мощность работы. Повышенный уровень соматотропина в крови поддерживается на протяжении всей работы и после ее окончания сменяется медленным, постепенным уменьшением концентрации гормона до исходного уровня; однако при длительных упражнениях содержание гормона может снижаться и во время работы. Это определяется тем, что в нетренированном организме секреция гормона не может достаточно длительное время перекрывать его захват тканями.

Существенную роль в увеличении секреции соматотропина при физической нагрузке играет снижение уровня глюкозы в крови, являющееся стимулом для высвобождения из гипоталамуса соматолиберина. Прямым потенцирующим действием на синтез соматотропина в аденоцитах передней доли гипофиза обладают глюкокортикоиды и тиреоидные гормоны, уровень которых в крови также возрастает при физической нагрузке. Однако первичным стимулом высвобождения гормона роста являются катехоламины, воздействующие на адренорецепторы гипоталамуса и вызывающие выход соматолиберина.