КОРТИЗОЛ И ТЕСТОСТЕРОН В СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: ЭФФЕКТЫ И УПРАВЛЕНИЕ
Опубликовано в Материалах Всероссийской научно-практической конференции «ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА И СПОРТ В СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ: ИННОВАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ». 12-13 ноября 2015 года
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург
Аннотация: Рассмотрены накопленные в литературе данные об изменениях соотношения кортизола и тестостерона как маркеров физической работоспособности и спортивной результативности у спортсменов и обычных людей в условиях конкуренции и спортивных соревнований по различным видам спорта. Для проверки биосоциальной модели изменения иерархического статуса через доминирование и стресс предлагается применять найденные нами моторно-висцеральные способы управления содержанием тестостерона и кортизола как маркеров доминирования и стресса на примере спортивной деятельности.
Ключевые слова: тестостерон, кортизол, биосоциальная модель, спортивные соревнования
CORTISOL AND TESTOSTERONE IN SPORTS ACTIVITIES: EFFECTS AND MANAGEMENT
St. Petersburg state University, St. Petersburg
Abstract: The accumulated experimental data were examined in sportsmen and ordinary people on changes of the ratio of cortisol and testosterone as markers of physical performance and sports performance in the conditions of competition and sports competitions in various sports. We offer to apply found by us the motor-visceral methods of controlling the content of testosterone and cortisol as markers of dominance and stress on the example of sports activity to check biosocial model of changes in the hierarchical status through dominance and stress.
Keywords: testosterone, cortisol, biosocial model, sporting events
Введение
Нейро-гуморальный контроль поведения один из ведущих трендов современной объективной науки о поведении человека [1]. Известная антагонистическая пара стероидных гормонов – кортизол и тестостерон – представляют особый интерес в отношении физической культуры и спорта, поскольку поведенческие эффекты этих гормонов пересекаются с морфологическими. А именно кортизол, традиционно оценивается как катаболический гормон, избыток которого ведет к снижению мышечного белка, тогда как тестостерон стимулирует белковый синтез, в связи с этим соотношение кортизола и тестостерона может прямо влиять на показатели мышечной силы в ходе тренировок и соревнований [2,3]. Поскольку экзогенное введение производных тестостерона ведет к достоверному улучшению спортивных результатов (и поэтому рассматривается как запрещенный допинг), то интерес исследователей к эндогенному стимулированию продукции тестостерона очевиден, также как и к способам снижения кортизола как главного стрессового гормона (стресс-менеджмент).
Целью нашей работы будет обзор экспериментальных исследований, в которых изучалось изменения кортизола и тестостерона в различных условиях.
Соревнование: доминирование против стресса
Изучение роли тестостерона и кортизола в условиях спортивных соревнований вызывало большой интерес у исследователей в течение последних двух десятилетий. В основе этих исследований лежит биосоциальная модель приобретения, сохранения и потери иерархического статуса, который влечёт за собой как доминирование, так и стресс [4]. Суть модели заключается в том, что для получения и сохранения статуса соревнующиеся должны стать более устойчивыми к стрессу, чем их конкуренты. Это достигается через проявления т. н. доминирующего поведения (напр., взгляд, угрожающие жесты или речь, физическая агрессия или более высокий уровень мастерства). Часто наблюдаемая связь между уровнем андрогенов и доминирующим поведением привела исследователей к необходимости сфокусировать внимание на тестостероне как главном мужском половом гормоне. Стресс, определяемый через уровень кортизола как надёжный показатель возбуждения системы гипоталамус — гипофиз — надпочечники, имеет большое значение в процессе подготовки к соревнованиям так же, как оценка устойчивости к стрессу, создаваемому соперником. Умеренное повышение уровня кортизола подготавливает спортсменов к активной деятельности; пониженный уровень кортизола или реактивности может свидетельствовать о более высокой степени стрессоустойчивости [5]. Эти факторы привели исследователей к необходимости проводить измерение динамики кортизола в условиях конкуренции. Спортивные события являются удобным объектом для изучения взаимовлияний гормонов и конкуренции, так как мероприятия организовываются и проводятся на высоком уровне, правила достаточно просты и понятны, и показатели результативности, такие как победа или проигрыш, легко определяемы.
Объектом исследований были соотношения кортизола и тестостерона у участников соревнований различного рода, а именно — по борьбе [6], теннису [7], шахматам [8], дзюдо [9], и регби [10], а также в опытах, воспроизводящих соревнования в лабораторных условиях [11, 12].
Роль тестостерона и кортизола
В целом было отмечено, что выделение тестостерона увеличивается у победителей и уменьшается у проигравших, хотя изменения концентрации гормонов не всегда были значимыми.
Повышение уровня тестостерона непосредственно перед соревнованием может улучшить психомоторную функцию и координацию [13] и побудить индивида использовать рискованные стратегии [14].
Что касается кортизола, исследования показывают, что умеренные повышения уровня гормона помогают спортсменам справляться с трудностями тремя способами, которые могут быть применены в условиях конкуренции [5]. Во-первых, оно направляет ресурсы, необходимые для физической активности (например, отток крови от конечностей к крупным мышцам). Во-вторых, оно также позитивно влияет на память, способность к обучению и сглаживает эмоции, что важно для эффективной деятельности. В-третьих, кортизол выполняет гомеостатическую функцию, регулируя другие системы, чувствительные к стрессу. Однако, чрезмерное повышение кортизола приводит к низкой результативности, так как оно влияет на некоторые когнитивные процессы [15] и может сдерживать выделение тестостерона [16]. Это подтверждено в исследовании на теннисистах [17], на которых было установлено, что теннисисты более высокого класса имеют значительно более низкий уровень кортизола, чем игроки с более низким уровнем подготовки, что позволяет предположить, что индивиды, устойчивые к стрессу, являются более опытными игроками в силу низкого уровня стресса.
Управляемое снижение кортизола и повышение тестостерона
Возможность управляемого изменения уровня стероидных гормонов изучена нами на примере высокоспецифичного моторно-висцерального воздействия, взятого из арсенала упражнений йоги – позы кобры [18]. Установлено, что после одноминутного выполнения позы кобры, уровень кортизола достоверно снижался, тогда как выделение тестостерона возрастало у мужчин и женщин, что открывает перспективы для дальнейшего изучения прямого влияния найденных нами способов краткосрочного и долгосрочного влияния на соотношение кортизола и тестостерона в крови [19,20] с целью повышения спортивной результативности.
Выводы
- Изменения соотношения тестостерона и кортизола выступают как маркеры доминирования и стресса в рамках биосоциальной модели, что может прямо влиять на спортивную результативность.
- Существуют способы управления эндогенным содержанием стероидных гормонов в крови, которые могут найти применение в физической культуре и спорте.
Источник
Тестостерон у больных психическими расстройствами
Опубликовано чт, 08/11/2018 — 18:17
Тестостерон является основным мужским половым гормоном. Он присутствует у женщин, хотя и в гораздо более низких концентрациях. Тестостерон также интенсивно изучается в отношении половых различий и поведенческих функций. Тестостерон продуцируется главным образом в клетках Лейдига яичек у мужчин и в яичниках у женщин. В обоих случаях тестостерон может быть синтезирован в коре надпочечников. Однако в дополнение к классическим стероидогенным органам, таким как гонады, надпочечники и даже плацента, активный биосинтез стероидов также встречается в головном мозге (Mellon et al., 2001 ). Этот синтез может быть либо de novo от холестерина или классических стероидов таких , как дезоксикортикостерон или прогестерон, которые проникают через кровь в нервную систему. Последнее зависит от ферментативной способности нейронной области или нейронов. Ключевым регуляторным ферментом является стероидогенный («острый») регуляторный белок (StAR) (Miller and Auchus, 2011 ). Этот фосфопротеин опосредует перенос холестерина из внешней во внутреннюю митохондриальную мембрану, откуда холестерин может быть дополнительно получен соответствующими ферментами. Ген StAR экспрессируется исключительно в стероидогенных тканях. Однако экспрессия StAR-мРНК в мозге людей.
После транслокации в цитоплазму тестостерон связывает рецептор андрогена, а затем после переноса в ядро он связывается с элементом гормонального ответа в ДНК, где он активирует или замораживает экспрессию генов и последующий синтез белка. Этотпуть может включать активацию мембранных рецепторов и, таким образом, активацию вторичных мессенджеров или после транслокации в клетку, тестостерон может либо непосредственно активировать внутриклеточный каскад вторичного мессенджера, либо может связываться с его соответствующим рецептором и как комплекс гормонального рецептора, способен активировать второй сигнальный каскад
В последние годы был продемонстрирован новый путь для негеномного механизма. Кроме того, тестостерон может быть превращен в эстрадиол путем ароматазы или в дигидротестостерон редуктазой.
Синтез половых гормонов в конечном счете контролируется гонадотропин- релизинг гормоном (GnRH), который продуцируется гипоталамусом и который стимулирует гипофиз с целью высвобождения лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона, где LH увеличивает экспрессию белка StaR в клетках-мишенях ( Ubuka et al., 2014 ). Секреция GnRH во взрослом возрасте является пульсирующей и самой высокой во время сна с последующими высокими пиками тестостерона в ранние утренние часы.
Тем не менее, уровни тестостерона постепенно снижаются со старением, главным образом из-за истощения клеток Лейдига и замедления генерации гипоталамуса GnRH. Быстрое падение можно наблюдать в 6-м десятилетии жизни у мужчин. (Basaria, 2013). Более высокая частота расстройств настроения, в частности , депрессии, возникающих при старении связана с уменьшением уровня тестостерона и / или других андрогенов. Факторы образа жизни и вес тела более важны для поддержания уровня тестостерона в плазме , чем сам процесс старения.
Согласно исследованиям , проведенным в нашей клинике наиболее низкие показатели тестостерона в сыворотке крови выявлены у женщин на высоте психоза ( средние значения — 0, 4) , по мере выхода из психоза ( в подостром периоде ) уровень тестостерона начинает повышаться , но не достигает нормальных величин . При затяжных депрессиях, особенно с тревожным компонентом , концентрация тестостерона также низкая ( средние значения — 0,5 ). Вероятно, из всех параметров поведения тревога наиболее чувствительна к тестостерону . Анксиолитический эффект тестостерона зависит от дозы и , вероятно, опосредуется 5-альфа-редуктазой, которая снижает уровень тестостерона до дигидротестостерона. Однако, связь между тестостероном и тревогой может быть не линейной.
Возрастное снижение когнитивных и аффективных функций связано с более низкой концентрацией метаболитов тестостерона в гиппокампе. Опять же, этот эффект блокируется введением введения 3-альфа-метаболитов. Другой механизм анксиолитического действия тестостерона был объяснен в недавно опубликованном эксперименте, где экзогенные или эндогенные опиоиды были способны модулировать анксиолиз (Khakpai, 2014). В этом исследовании система гама-аминомасляной кислоты, не уменьшала уровень тревоги. Важным детерминантом постнатальной ассоциации между тревожностью и тестостероном или его метаболитами может стать пренатальный стресс. Стресс, пережитый во время беременности, приводил как к уменьшению тестостерона, так и к повышенному беспокойству (Walf and Frye, 2012). Кажется очевидным, что тестостерон снижает уровень тревоги , как у мужчин, так и у женщин.
При расстройствах пищевого поведения , уровень тестостерона в крови хотя и был сравнительно низким , но не выходил за пределы рефференсных значений ( ( средние значения — 1,09).
При депрессивном расстройстве с ослабленным либидо и низким тестостероном , заметсительная терапия андрогенами была по меньшей мере столь же эффективной , как использование избирательных блокаторов обратного захвата серотонина.
Исследователями было показано, что тестостерон может модулировать серотонинергическую трансмиссию ( серотонин играет решающую роль в развитии депрессии). В исследовании, посвященном противоположным по полу сексуальным близнецам, было продемонстрировано, что также этиология депрессии различна у мужчин и женщин . Исследования пожилых мужчин показали, что их депрессивные симптомы связаны с низким тестостероном в плазме (Joshi et al., 2010 ). Низкий уровень тестостерона при депрессии связан и с риском падений, которые важны для оценки травматизма и ожидаемой продолжительности жизни пожилых людей . Аналогичным образом, у пациенток с депрессией концентрация тестостерона ниже, чем у здоровых женщин. Стандартная терапия антидепрессантами приводит к стабилизации уровня тестостерона.
Пространственные когнитивные способности, а также общее состояние когнитивной сферы и ухудшение памяти при старении идет параллельно вместе с уровнями тестостерона. В течение продуктивного возраста и даже в раннем взрослом возрасте мужчины обычно превосходят женщин в пространственных способностях.
Женщины имеют лучшую вербальную память, в то время как у мужчин есть преимущество в визуально-пространственной памяти (Lewin et al., 2001 ). В частности, различие в пространственной памяти было детально изучено (Shah et al., 2013 ). В метаанализе экспериментов на животных с использованием радиальных и водяных лабиринтов было подтверждено, что самцы превосходят самок в задачах пространственной памяти (Jonasson, 2005 ). Однако положительный эффект тестостерона на память был хорошо документирован у обоих полов. Многочисленные клинические исследования у женщин в постменопаузе и мужчин в андропаузе показали улучшение обучения и памяти после приема тестостерона. Даже короткое 6-недельное лечение тестостероном привело к улучшению пространственной и вербальной памяти пожилых мужчин (Cherrier et al., 2001). Тестостерон даже показал положительное влияние на пространственную и вербальную память пациентов с болезнью Альцгеймера (Cherrier et al., 2005 ). У молодых женщин одна доза тестостерона улучшала пространственную память (Postma et al., 2000 ).
Тестостерон в настоящее время рассматривается скорее как предшественник гормонов.Ферментативная ароматаза может метаболизировать тестостерон в эстрадиол-лиганд рецепторов эстрогена. Важно понимать роль целевой ткани, которая может превращать тестостерон в индукторы очень разных сигнальных путей. Без генетических или фармакологических манипуляций невозможно отличить эффекты тестостерона , когда он вводится в организм.
Источник