Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Корнякова В.В. 1 Сауткин Я.А. 1 Заболотных М.В. 2 Конвай В.Д. 1, 2 Степанова И.П. 1 Ашвиц И.В. 1 Муратов В.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Минздрава России
2 ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»
Интенсивные физические нагрузки зачастую приводят к гормональному дисбалансу. К значительным метаболическим сдвигам может приводить возникающая при физических нагрузках дисфункция щитовидной железы. Вследствие тиреоидной недостаточности снижается физическая работоспособность и нарушаются восстановительные процессы после нагрузок. Изменение уровня гормонов щитовидной железы в ответ на физическую нагрузку зависит от ее мощности, продолжительности и интенсивности, а также температурного режима среды, в которой проводятся тренировки. Изменение уровня тиреоидных гормонов при физических нагрузках связано также с рядом других факторов: тренировки в условиях различных высот, режим отдыха, рацион питания, генетические особенности, у женщин – фаза менструального цикла. Нарушение профиля тиреоидных гормонов, вызванное физическими нагрузками, может не только приводить к снижению эффективности тренировочного процесса, но и явиться причиной смертности спортсменов вследствие увеличения риска развития сердечно-сосудистой патологии. Отсутствуют данные о соотношении изменения уровня гормонов щитовидной железы и функционального состояния организма. В связи с этим проведение дальнейших научных исследований, направленных на изучение изменений тиреоидного статуса в условиях физического перенапряжения, представляется весьма актуальным.
физические нагрузки
щитовидная железа
гормональный дисбаланс
тиреотропный гормон
тироксин
трийодтиронин
1. Корнякова В.В., Конвай В.Д., Муратов В.А. Нарушение метаболизма пуринов в организме людей и крыс при утомлении при интенсивных физических нагрузках и прогнозирование этого состояния // Омский научный вестник. – 2015. – № 2 (144). – С. 227–230.
2. Корнякова В.В., Конвай В.Д. Антиоксидантный статус гепатоцитов при физических нагрузках и его коррекция селенитом натрия // Естественные и технические науки. – 2011. – № 4(54). – С. 115–118.
3. Meeusen R., Duclos M., Foster C., Fry A., Gleeson M., Nieman D., Raglin J., Rietjens G., Steinacker J., Urhausen A. Prevention, diagnosis, and treatment of the overtraining syndrome: joint consensus statement of the European College of Sport Science and the American College of Sports Medicine // Med. Sci. Sports Exerc. – 2013. – Vol. 45. № 1. – P. 186–205.
4. Loucks A.B. The Endocrine System: Integrated Metabolism, Growth, and Reproduction // ACSM’s Advanced Exercise Physiology. – 2012. – P. 467–506.
5. Arkader R., Rosa R.M., Moretti G. Physiological changes of Exercise of Thermogenesis, Thyroid Homeostasis and Inflammation // Endocrinology & Metabolism International Journal. – 2017. – Vol. 4. № 5. – Р. 00099.
6. Duhig T.J., McKeag D. Thyroid Disorders in Athletes // Curr. Sports Med. Rep. – 2009. – Vol. 8. № 1. – Р. 16–19.
7. Zhang Y., Chang Y., Ryu S., Cho J., Lee W.Y., Kwon M.J., Pastor-Barriuso R., Rampal S., Han W.K., Shin H., Guallar E. Thyroid hormones and mortality risk in euthyroid individuals: The kangbuk samsung health study // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 2014. – Vol. 99. № 7. – Р. 2467–2476.
8. Perseghin G., Lattuada G., Ragogna F., Alberti G., La Torre A., Luzi L. Free leptin index and thyroid function in male highly trained athletes // Eur. J. Endocrinol. – 2009. – Vol. 161. № 6. – Р. 871–876.
9. Nicoll J.X. Thyroid hormones, performance, and psychological changes on overtraining in female distance runners // Open Access Master’s Theses. – 2014. – 342 р.
10. Hackney A.C. Thyroid axis, prolactin and exercise. In: Ghigo E., Lanfranco F., Strasburger C.J. Endocrine updates: hormone use and abuse by athletes. – Stuttgart: Springer-Verlag Publisher, 2011. – P. 17–24.
11. Moore A.W., Timmerman S., Brownlee K.K., Rubin D.A., Hackney A.C. Strenuous, fatiguing exercise: relationship of cortisol to circulating thyroid hormones // Int. J. Endocrinol. Metab. – 2005. – Vol. 3. № 1. – P. 18–24.
12. Anthony C., Ashley K., Karen P., Daniela A., Claudio L. Thyroid hormonal responses to intensive interval versus steady-state endurance exercise sessions // Hormones. – 2012. – Vol. 11. № 1. – P. 54–60.
13. Al-Hashem F., Alkhateeb M., Al-Ani B., Sakr H., Khalil M. Exhaustive exercise and vitamins C and E modulate thyroid hormone levels at low and high altitudes // EXCLI J. – 2012. – Vol. 11. – Р. 487–494.
14. Fortunato R.S., Ignacio D.L., Padron A.S., Pecanha R., Marassi M.P., Rosenthal D., Werneck-de-Castro J.P., Carvalho D.P. The effect of acute exercise session on thyroid hormone economy in rats // J. Endocrinol. – 2008. – Vol. 198. № 2. – Р. 347–353.

Физическое утомление, возникающее в результате интенсивных нагрузок, приводит к снижению адаптационных возможностей организма, что вызывает нарушения в функционировании ряда жизненно важных систем, следствием чего является снижение эффективности профессиональной деятельности. Гормональный дисбаланс является распространенным явлением среди перетренированных спортсменов. Физические нагрузки, являясь стрессовым фактором, могут вызывать снижение уровня гормонов щитовидной железы и развитие субклинических форм тиреоидной недостаточности и гипотиреоза. Снижение содержания тиреоидных гормонов при интенсивных физических нагрузках может явиться следствием отрицательного энергетического баланса. Дефицит гормонов щитовидной железы приводит к различным метаболическим нарушениям. Последнее негативно влияет на физическую работоспособность и уровень здоровья [1–4].

Целью работы явилось выяснение особенностей изменения тиреоидного статуса при утомлении и перетренированности, возникших вследствие физических нагрузок.

Вследствие увеличения частоты возникновения заболеваний, связанных с патологией щитовидной железы, весьма необходимым представляется мониторинг ее функционального состояния. Особенно важен контроль за уровнем гормонов щитовидной железы у лиц, испытывающих физические нагрузки. Отмечено, что активность щитовидной железы снижается при регулярной тренировочной деятельности. Как известно, гормоны щитовидной железы участвуют в регуляции многих метаболических процессов, таких как ускорение гликолиза, синтеза желчных кислот и холестерола в печени, интенсификация липолиза, увеличение потребления глюкозы мышцами, усиление основного обмена, увеличение теплопродукции в ответ на переохлажение, регуляция потребления кислорода и других. Cнижение уровня тиреоидных гормонов может играть существенную негативную роль в протекании восстановительных процессов после физических нагрузок у спортсменов [5].

Снижение работоспособности является типичной жалобой спортсменов, испытывающих интенсивные физические нагрузки, на приеме у спортивного врача. Ухудшение функционального состояния спортсмена нередко обусловлено нарушением функции щитовидной железы. Нормальное протекание восстановительных процессов после физической нагрузки у спортсменов может быть оценено по результатам биохимического анализа гормонального статуса. Дисфункция щитовидной железы может явиться причиной смертности вследствие увеличения риска развития сердечно-сосудистой патологии [6, 7].

Роль тиреоидных гормонов в регуляции метаболической адаптации при длительных физических нагрузках считается важной, но при этом сохраняется множество спорных вопросов. Как известно, влияние физической нагрузки на изменение уровня тиреоидных гормонов может осуществляться через гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную ось. По мнению одних авторов роль физических упражнений не оказывает значительного влияния на уровень тиреотропного гормона (ТТГ), регулирующего выработку тироксина, как у профессиональных спортсменов, так и у людей, ведущих пассивный образ жизни. Другие исследователи утверждают, что длительные физические нагрузки способны привести к понижению уровня ТТГ [8].

По данным E.S. Canali (2001) уровень секреции ТТГ может возрастать во время физической нагрузки. Данный подъем может быть обусловлен метаболической перестройкой организма, направленной на поддержание физической работоспособности. Уровень ТТГ сохраняется повышенным в течение нескольких дней после соревнований и способствует повышению уровней Т3 и Т4. При этом продолжительные субмаксимальные физические нагрузки являются причиной повышения уровня Т4 на 35 % от исходного уровня. Уровень Т3 так же имеет тенденцию к возрастанию.

Исследование A. Deligiannis et al. (1993) позволяет говорить о том, что на изменение уровня гормонов оказывает влияние температура среды, при ее низких значениях потребность в энергии возрастает и следствием этого является изменение содержания тиреотропных гормонов. Так, при анализе изменения уровня ТТГ, Т4 и Т3 у пловцов после 30-минутной тренировки в бассейнах с тремя температурными режимами 20 °С, 26 °С и 32 °С было установлено, что уровень ТТГ возрос при 20 °С, сохранился стабильным при 26 °С и снизился при 32 °С. Уровень свободного Т4 увеличился при температуре 20 °С и 26 °С, а при 32 °С произошло его снижение. В свою очередь значение уровня Т3 в данном эксперименте существенно не изменилось.

В исследовании F. Ciloglu (2005) с дозированной велоэргометрической нагрузкой сравнивались показатели гормонального статуса в трех группах спортсменов, которым задавалась нагрузка различной интенсивности в зависимости от максимальной частоты сердечных сокращений. Каждые три минуты производился забор крови для определения уровня общего Т4 и Т3, свободного Т4 и Т3, ТТГ. Максимальное увеличение ТТГ было выявлено в группе испытуемых с нагрузкой умеренной интенсивности. Уровни общего Т4 и свободного Т4 существенно увеличивались при субмаксимальных нагрузках и продолжали нарастать при нагрузках максимальной интенсивности. Содержание общего Т3 и свободного Т3 в сыворотке крови увеличивалось при нагрузке умеренной интенсивности, а при нагрузке высокой интенсивности эти показатели снижались.

Исследования L. Baylor, A. Hackney (2003) и G. Mastorakos, M. Pavlatou (2005) подтверждают, что изменение профиля тиреоидных гормонов зависит от продолжительности физических нагрузок. Показано, что уровни ТТГ и свободного Т3 снижались после десяти недель интенсивного физического тренинга. В другом эксперименте установлено, что после шести месяцев интенсивных физических нагрузок у спортсменов регистрируется снижение уровня общего Т4 и свободного Т4, при этом уровень ТТГ остается стабильным. В исследовании, проведенном на спортсменах-тяжелоатлетах, показано, что недельная интенсивная нагрузка силовой направленности приводит к снижению уровня ТТГ, при этом показатели содержания свободных Т4, Т3 и тироксинсвязывающего глобулина остаются неизменными.

Simsch C. et al. (2002), Steinacker J. et al. (2005) в своих работах подтверждают снижение уровня тиреоидных гормонов при продолжительных тренировках. Наиболее часто в результатах экспериментов обсуждается снижение уровня Т3, возможно в связи с тем, что это основная биологически активная форма тиреоидных гормонов.

Установлено, что уровни ТТГ и свободного Т3 снижаются после продолжительного и интенсивного тренировочного цикла. Кроме того, данное снижение может сохраняться длительное время после завершения интенсивной тренировки. В исследовании Hohtari et al. обследуемые были распределены на три группы сравнения: профессиональные спортсмены легкоатлеты-бегуны; люди, занимающиеся любительским бегом, и не тренирующиеся лица в качестве группы контроля. По результатам исследования было выявлено, что профессиональные бегуны имели существенно более низкие показатели концентраций Т4, свободного Т4 и Т3 по сравнению с группой контроля. В группе любительского бега отмечено снижение только уровня свободного Т4 по отношению к группе контроля. Также отмечено, что не все спортсмены, тренирующиеся в одинаковых условиях, имеют схожий гормональный ответ на физические нагрузки, при этом колебания уровня гормонов могут варьировать в широких диапазонах. Данные особенности могут быть обусловлены как физиологическими, так и генетическими факторами. Выделяют группу спортсменов, не имеющих существенного гормонального сдвига в ответ на физическую нагрузку. Эта особенность должна быть принята во внимание специалистами по спортивной медицине и тренерами, и учитываться при нормировании нагрузок в годичном учебно-тренировочном цикле [9].

Механизм развивающегося при физических нагрузках дефицита тиреоидных гормонов не имеет исчерпывающего объяснения, но существует ряд гипотез, пытающихся его раскрыть. В частности, предположено, что во время физических упражнений высвобождаются факторы, которые опосредованно ингибируют периферическую конверсию Т4 в Т3 и/или уменьшают их секрецию из щитовидной железы. В исследовании, проведенном Moore et al., выявлена связь между снижением свободной формы Т3 и повышением уровня кортизола при выполнении физических нагрузок. Авторы сделали предположение о том, что снижение уровня свободного Т3 связано с ингибированием конверсии Т4 в Т3 из-за повышения содержания кортизола, который является ингибитором 5’-дейодиназы, отвечающей за конверсию гормонов [10, 11].

В другом исследовании было установлено, что при снижении свободного Т3 происходит увеличение обратного Т3 при дозированных физических нагрузках. Это связано с тем, что ингибитор 5’-дейодиназы приводит к усилению конверсии Т4 в обратную форму Т3 (является биологически менее активной формой, чем свободный Т3), при этом 5’-дейодиназа, наоборот, ускорет конверсию Т4 в свободную форму Т3. По итогам исследования было подтверждено, что интервальные физические нагрузки приводят к большей выработке кортизола, чем продолжительные непрерывные тренировки, что может влиять на описанные выше механизмы конверсии тиреоидных гормонов. Выявленные нарушения конверсии были временными и обратимыми. Через 72 часа наблюдалось полное восстановление профиля гормонов щитовидной железы [12].

Al-Hashem F. et al. (2012) в Саудовской Аравии проведено исследование изменения гормонального статуса в условиях гипоксии, обусловленной нахождением животных на разных высотах относительно уровня моря: низких – 600 м и больших – 2200 м. У крыс в состоянии покоя, после острой физической нагрузки без введения антиоксидантов и на фоне их поступления измеряли уровень гормонов ТТГ, Т3 и Т4. В ходе эксперимента крысы подвергались принудительному плаванию в бассейне с температурой воды 32 °С. Необходимо отметить, что принудительное плавание сопровождалось повышением содержания в крови крыс кортизола. В результате исследования установлено, что в состоянии покоя у крыс, выращенных на большой высоте уровни тиреоидных гормонов ниже, чем у животных в условиях низкой высоты. Острый стресс, вызванный интенсивным принудительным плаванием в течение 2,5 часов приводил к статистически значимому увеличению уровней ТТГ, Т3 и Т4 как у животных, подвергавшихся нагрузке в условиях больших высот, так и в условиях низких высот по сравнению с крысами контрольной группы, не подвергавшихся плаванию. Уровень Т4 более значимо увеличивался у крыс, принудительно плававших в условиях низкой высоты. Кроме того, в условиях принудительного плавания снижалась скорость конверсии Т4 в Т3, при этом уменьшение соотношения Т3/Т4 было более значительным у крыс в условиях низких высот. В то время как у контрольных крыс, не подвергавшихся плаванию, уровень конверсии Т4 в Т3 не зависел от нахождения животных в разных высотах. Другой группе подопытных крыс за один час до принудительного плавания вводили внутрибрюшинно витамин Е в дозе 25 мг/кг и С в дозе 20 мг/кг за час до принудительного плавания. На фоне поступления антиоксидантов уровень тиреоидных гормонов у крыс, подвергавшихся плаванию как на низких, так и на больших высотах, был увеличен по сравнению с животными, не испытывающими физической нагрузки. При этом Т3 и Т4 максимально возрастали у крыс, получавших витамины в условиях низких высот, а ТТГ – у животных, подвергнутых введению антиоксидантов в условиях больших высот. Поступление витаминов не изменяло скорость конверсии Т4 в Т3 [13].

Влияние гипоксии и физической нагрузки на изменение уровня тиреоидных гормонов и функцию щитовидной железы до конца не изучено. Так, в исследовании R.S. Fortunato et al. (2008) показано увеличение уровней Т3 и Т4 и уменьшение соотношения Т3/Т4 у крыс, подвергавшихся 20-минутной физической нагрузке на тредбане. В исследовании Sullo et al. (2003) принудительное плавание крыс в течение 30 минут приводило к увеличению ТТГ и снижению уровней Т3 и Т4.

В другом исследовании на крысах, подвергавшихся физической нагрузке на беговой дорожке, показано значительное увеличение содержания Т3 в сыворотке крови сразу после упражнения, а в последующие измерения через 30 и 60 мин после нагрузки – уровень этого гормона снижался и через 120 мин по завершении бега содержание Т3 в крови опытных крыс было значительно ниже, чем у контрольных, не подвергавшихся нагрузке. Содержание общего T4 в крови опытных крыс постепенно увеличивалось к 120-й мин эксперимента, значительно превышая значения этого показателя в контрольной группе животных. Отношение T3/T4 было значительно уменьшено на 60-й и 120-й минуте после нагрузки, что расценивалось как результат снижения конверсии T4 в T3 [14].

Множество проведенных исследований продемонстрировали связь между изменением уровня гормонов щитовидной железы и возникновением аменореи. Прекращение менструальной функции может быть потенциальным индикатором перетренированности и ухудшения функционального состояния спортсменок. Loucks et al. (1993) провели исследование гормонов щитовидной железы у спортсменок с нормальным менструальным циклом, спортсменок с аменореей и женщин с нормальным менструальным циклом, не занимающихся спортом. Выявлено, что у циклически менструирующих спортсменок был существенно ниже только уровень Т4 в сравнении с женщинами, не занимающимися спортом. Уровень гормонов Т4, Т3, свободного Т4 и свободного Т3 были значительно снижены у спортсменок с аменореей по сравнению с контрольной группой.

В исследовании D.P. Pardini (2001) функции щитовидной железы у женщин, испытывающих длительные физические нагрузки, выявлено снижение уровня гормона Т3. Важным фактором, влияющим на функцию щитовидной железы у спортсменок, является значительное снижение веса тела, сочетающееся с аменореей в условиях хронического стресса, обусловленного физическими нагрузками. Установлено, что это приводит к снижению уровня тиреоидных гормонов, и в особенности Т3. Одна из гипотез, объясняющая дисфункцию щитовидной железы при интенсивной мышечной деятельности, основывается на запускаемой в ответ на физические нагрузки нейроэндокринной реакции, приводящей к активации норадреналином фактора транскрипции NF-κB, следствием чего является инактивация экспрессии белкового гена Т3-зависимой 5’-дейодиназы, что сопровождается снижением синтеза 5’-дейдодиназы, участвующей в конверсии Т4 в Т3. Исследование C.A. Dueck et al. (1996) подтверждает, что низкий уровень гормонов щитовидной железы у женщин, занимающихся спортом, наряду с отрицательным энергетическим балансом является причиной возникновения аменореи.

Заключение

Можно заключить, что уровень тиреоидных гормонов может изменяться в различной степени в ответ на физическую нагрузку. При этом отсутствуют критерии интенсивности и продолжительности нагрузки, при которой изменение уровня гормонов коррелирует со снижением функционального состояния. Ряд исследований подтверждает снижение уровня ТТГ и гормонов щитовидной железы при длительных высокоинтенсивных тренировках. По-видимому, это является результатом истощения компенсаторных механизмов в условиях выполнения регулярных физических нагрузок. В других научных исследованиях отмечено повышение уровня ТТГ при сниженном уровне периферических гормонов щитовидной железы в ответ на интенсивную физическую нагрузку. Предполагается, что это связано с истощением гормонального пула щитовидной железы, при этом нарушений в гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси не происходит.

После прекращения длительной интенсивной нагрузки отмечается длительное восстановление нарушенного профиля тиреоидных гормонов. Большое значение на колебание уровня гормонов щитовидной железы при физических нагрузках оказывают такие факторы, как температура среды, режим отдыха, рацион питания, тренировки в условиях различных высот, генетические факторы, у женщин – фаза менструального цикла.

Лица, испытывающие интенсивные физические нагрузки, являются уязвимыми в отношении нарушения профиля тиреоидных гормонов, что может приводить к значительным изменениям метаболизма, снижению производительности и эффективности трудовой деятельности. В связи с этим проведение исследований, направленных на поиск критериев утомления и перетренированности по данным изменения гормонального статуса, представляется весьма актуальным.


Библиографическая ссылка

Корнякова В.В., Сауткин Я.А., Заболотных М.В., Конвай В.Д., Степанова И.П., Ашвиц И.В., Муратов В.А. ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 5-1. – С. 175-179;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=12238 (дата обращения: 28.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074