Механизмы повышения физической работоспособности

Связано ли наблюдаемое увеличение мышечной силы только с увеличением мышечной массы?

Увеличение размера мышц ассоциировано с увеличением силовых показателей, поскольку максимально развиваемое усилие прямо пропорционально поперечному сечению мышцы. Было высказано предположение о том, что андрогены оказывают основное воздействие за счет увеличения размера мышц, не влияя на нейромышечное взаимодействие (Schroeder et al., 2003). Существуют и другие возможные объяснения индуцированного андрогенами увеличения мышечной силы у спортсменов, включая нейромышечную адаптацию, а также биохимические и физиологические изменения в мышечной ткани, однако они остаются не подтвержденными. В одной из первых опубликованных работ, посвященных изучению силовых показателей у здоровых мужчин, были описаны результаты полуслепой перекрестной оценки силы хвата кисти у 4 студентов-медиков после приема метилтестостерона в количестве 50 мг в день вместе с креатином на протяжении трех недель (Samuels et al., 1942). В этом эксперименте никаких изменений силовых показателей не обнаружено. К факторам, затрудняющим объективную оценку прямого воздействия андрогенов на мышечную силу, можно отнести вариабельность результатов, присущую силовым тестам; подбор адекватных контролей как для индивидуальных показателей, так и для текущего уровня физической подготовленности; сложность проведения слепого эксперимента из-за заметного изменения размера яичек, а также потенциального воздействия других факторов, которые также могут быть подвержены влиянию андрогенов, например мотивации и физических тренировок в ходе исследования.

Первые исследования применения метандиенона (10 мг в день или больше в течение 3—4 недель) показали достоверное увеличение примерно на 15 % величины | повторного максимума (1ПМ) при выполнении упражнения “жим грудью лежа на спине”, при этом в ходе исследований проводились слепые тесты, а также участвовали лица с различным уровнем физической тренированности (Haupt, Rovere, 1984; Friedl, 2000). Метандиенон оказывал довольно устойчивое влияние, повышая физическую работоспособность, несмотря на то что вопрос о совместном влиянии физических тренировок так и не был однозначно решен (например, Freed et al., 1975; Hervey et al., 1981). Тщательное соблюдение требований к проведению слепого эксперимента и дополнительной контрольной группы с “замещением” тестостерона энантатом тестостерона (100 мг в день) показало, что большие дозы энантата тестостерона (300 мг в день на протяжении 6 недель) вызывают достоверное увеличение результатов при выполнении тестов “сгибание руки в локте” и “разгибание ноги в колене" (Friedl et al., 1991). Несмотря на эквивалентное увеличение массы тела в группах, применявших декано-ат нандролона в количестве 100 и 300 мг в день, у отдельных лиц из этих групп достоверного увеличения силовых показателей не выявлено. Единственным показателем, изменения которого обнаружили у нетренированных мужчин, принимавших энантат тестостерона (200 мг в неделю в течение 24 недель), оказалось приведение бедра (Young et al., 1993). При оценке силовых показателей в тесте 1ПМ “для жима грудью лежа на спине” в случае применения больших доз энантата тестостерона было показано, что и стероидный препарат, и физическая тренировка стимулируют существенное увеличение мышечной силы, которое оказалось аддитивным в группе, применявшей стероид и занимавшейся выполнением физических упражнений (Bhasin et al., 1996). В ходе дальнейших исследований дозовой зависимости применение энантата тестостерона в количестве 300 и 600 мг в неделю достоверно повышало 1ПМ для жима ногами (в среднем на -75 кг) и мощность мышц ног (примерно на 40-^50 Вт), в то время как при замещении тестостерона или применении более низких доз никаких изменений не наблюдалось (Bhasin et al., 2001). Обнаруженные изменения в этих двух группах коррелировали с увеличением объема и размера мышечных волокон. При этом выявить дозовую зависимость не удалось. Не наблюдалось также изменений в количестве повторений упражнения жим ногами, выполняемых до наступления утомления (“утомляемость”) (Storer et al., 2003).

Помимо влияния на площадь поперечного сечения мышечных волокон, было высказано предположение о возможности психомоторной стимуляции. Сообщалось о том, что метандиенон достоверно уменьшает время коленного рефлекса у тяжелоатлетов (Ariel, Saville, 1972), однако в ходе интенсивного исследования небольшой группы профессиональных финских спортсменов-тяжелоатлетов, применявших стероидные препараты, не было обнаружено никаких изменений в результатах психомоторных и скоростных тестов по сравнению с контрольной группой спортсменов (Era et al., 1988). В обеих группах за период продолжительностью 24 недели наблюдалось улучшение физической работоспособности без заметного влияния андрогенов (Alen et al., 1984).

Агрессивность и мотивация

Тестостерон стал синонимом агрессивности. Одним из наиболее сложных аспектов изучения воздействия андрогенов на физические показатели является сохранение применения препарата в тайне от участников эксперимента. Отчасти это обусловлено тем, что многие люди, получающие большие дозы андрогенов, ощущают изменения в своем отношении к окружающей действительности (Freed et al., 1975; Wright, 1980). Изменения психического состояния описывались весьма разнообразно — как ощущение увеличения своей силы, навязчивая концентрация на победе в предстоящем состязании, полное отсутствие подавления агрессивности вплоть до проявлений непреодолимой жестокости. Поуп интенсивно занимался изучением психологических эффектов применения андрогенных стероидов на протяжении более десятилетия (например, Pope, Katz, 1988, 1994). Группа исследователей под его руководством обнаружила достоверные нейрофизиологические эффекты в хорошо спланированном эксперименте, предназначенном для имитации увеличения применяемой дозы андрогенов, подобного тому, которое часто используют многие культуристы, постепенно увеличивая недельную дозу со 150 до 300 мг и до 600 мг в неделю (Kouri et al., 1995а; Pope et al., 2000). В этом и других исследованиях, результаты которых рассматривались Поупом и исследователями нашей лаборатории (например, Hannan et al., 1991), наблюдалась индивидуальная маниакальная или гипоманиакальная реакция, что подтверждает разрозненные сообщения о маниакальном поведении у многих лиц, употребляющих андрогены. Поуп обнаружил достоверные изменения при использовании специально разработанного теста PSAP (Point Substruction Agression Paradigm), а также шкалы оценки маниакального состояния Янга (Young Mania Rating Scale, YMRS) и ежедневной оценки записей в дневпике (Pope et al., 2000). В частности, являющийся новшеством тест PSAP оказался весьма уместным в данном исследовании, поскольку позволил оценить психическое состояние агрессивной реакции на низком уровне. Для дальнейших исследований с участием человека жизненно важное значение имеет возможность определения лиц, с высокой вероятностью предрасположенных к идиосинкразическим реакциям. Обнаруженные психические изменения, по-видимому, связаны с перекрестным воздействием на кортикостероидные рецепторы (Janne, 1990); психотические явления при употреблении больших доз кортикостероидов прекрасно задокументированы (Lewis, Smith, 1983).

Несомненно, что почти иррациональная уверенность в своей непобедимости дает преимущество в выступлениях на состязаниях, позволяя спортсменам противостоять психологической усталости и дискомфорту, чтобы в конечном итоге выстоять в схватке и победить. В то же время нейрофизиологи не завершили исследования взаимосвязи между воздействием андрогенов, поведением, нейронными цепями и биохимическими процессами. У мужчин, применявших в больших дозах андрогены, было обнаружено увеличение концентрации метаболитов дофамина в периферической системе кровообращения (Hannan et al., 1991), что свидетельствует о возможности взаимодействия с дофаминергической системой, которая задействована в реализации широкого спектра образцов поведения, от сконцентрированного целенаправленного образа действий до психоза. Действительно, уже давно показано увеличение соотношения дофамин/гомованилиновая кислота в полосатом теле крыс после введения им одного из четырех различных андрогенов. Кроме того, при воздействии метандиеноном наблюдалось специфическое усиление синтеза дофамина (Thiblin et al., 1999). В экспериментах на животных также было показано, что стереотипное поведение, связанное с двигательной активностью в условиях клетки, усиливалось после применения андрогенов. Было высказано предположение, что влияние физических упражнений на активность дофамина в головном мозге имеет значение для отдаления утомления (Chaouloff et al., 1987) и может сочетаться с воздействием андрогенов.

Какое значение андрогены имеют для физической выносливости?

Андрогены могут обеспечивать увеличение выносливости, оказывая дополнительное непсихологическое воздействие, включая влияние на доступность энергии и кислородную емкость крови. Такие эффекты могут способствовать повышению спортивных показателей в таких видах спорта, как бег на длинные дистанции, а также велосипедный спорт. В ранних работах изучалось влияние употребления андрогенов на показатели в беге и плавании. В одной из таких статей, которая стала широко доступной благодаря публикации в журнале Science, сообщалось о том, что метандиенон (10 мг в день в течение 3 недель) повышает максимальное потребление кислорода на 15 %, что было достоверно выше по сравнению с показателями лиц из неслепой контрольной группы (Johnson, O’Shea, 1969). С использованием того же режима употребления метаидиенона не удалось добиться повышения показателей в плавании по сравнению с контрольной группой (O’Shea, 1970). Та же ситуация наблюдалась и в случае применения оксандролона (10 мг в день в течение 6 недель) (O’Shea, Winkler, 1970). Затем была предпринята попытка воспроизвести результаты первоначального эксперимента, опубликованные в Science, — оценивали аэробную работоспособность после аналогичного режима применения метандиенона (10 мг в день в течение 3 недель) или станазолола (6 мг в день в течение 3 недель) в сочетании с выполнением программы тренировки бегунов, однако никаких изменений максимального потребления кислорода или времени пробега одной мили обнаружено не было (Johnson et al., 1972). Джонсон выдвинул предположение, что различия в полученных результатах можно объяснить вызванным андрогенами увеличением силы мышц ног, которое могло привести к специфическому улучшению результатов в тесте на велоэргометре, использованном в первоначальной работе, а не к реальному повышению аэробной работоспособности. После этого никаких сообщений о результатах изучения влияния андрогенов на аэробную работоспособность у человека больше не появлялось.

Существуют правдоподобные механизмы, объясняющие' положительное влияние андрогенов на аэробную выносливость. Андрогены стимулируют выработку красных кровяных клеток благодаря стимуляции синтеза и секреции эритропоэтина, прямой стимуляции гемопоэза в костном мозге и стимуляции включения ионов железа в красные кровяные клетки. Хотя применение андрогенов вызывает достоверное повышение гематокрита и уровня гемоглобина у пациентов, страдающих анемией (Neff et al., 1981), в ходе исследований эффектов приема больших доз андрогенов для дальнейшего увеличения этих показателей не наблюдали (Mauss et al., 1975; Alen 1985; Kiraly, 1988). В то же время у здоровых мужчин, применявших энантат тестостерона в количестве 200 мг в неделю в течение 16 недель, было обнаружено достоверное увеличение количества красных кровяных клеток и небольшое повышение гематокрита и гемоглобина (Palacios et al., 1983). У пациентов с гипогонадизмом при употреблении андрогенов сообщалось, хотя и достаточно редко, о случаях эритроцитоза, особенно у лиц старшего возраста. Кроме того, может происходить увеличение объема крови (Wilson, 1988), хотя подтверждения аналогичного явления у спортсменов не получено. Таким образом, непонятно, в какой мере андрогены стимулируют повышение гематологических параметров у здоровых мужчин, однако, если это происходит в действительности, то он и должны повышать показатели аэробной работоспособности. Внутривенное введение эритроцитов у здоровых мужчин может существенно повышать максимальное потребление кислорода (Muza et al., 1987; Sawka et al., 1987). Негативной стороной воздействия андрогенов является увеличение риска тромбоэмболических осложнений, например, инсульта, особенно в условиях обезвоживания во время интенсивной двигательной активности (Sawka et al., 1996). Такая опасность сопоставима с риском, которому подвергают себя велосипедисты и другие спортсмены, которые принимают экзогенный эритропоэтин для повышения физической работоспособности (Adamson, Vapnek, 1991).

Влияние на сердечную мышцу и увеличение ударного объема теоретически также могут быть полезны спортсменам, от которых требуется значительная выносливость. Несмотря на то что у спортсменов силовых видов спорта было обнаружено влияние андрогенов на гипертрофию левого желудочка (например, McKillop et al., 1986), этот эффект не изучался у спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими выносливости, где употребление стероидных препаратов не столь распространено или более тщательно скрывается.

Остается выяснить, происходит ли под влиянием андрогенов усиление липолиза и увеличение доступности энергетических субстратов при регулярной двигательной активности аэробной направленности. В одном из немногих исследований, направленных на выяснение метаболических эффектов андрогенных стероидов, изучали выносливость и особенности метаболизма у крыс с повышенным уровнем андрогенов во время бега на тредмиле продолжительностью 7 ч, однако заметного влияния тестостерона, кроме некоторого сохранения запасов гликогена, не обнаружено. Другие метаболические эффекты могут быть опосредованы через другие гормоны, такие, как ИФР-1 (Hobbs et al., 1993). Тестостерон вызывает повышение уровня ИФР-1 в крови, тогда как нандролон, который не способен образовывать некоторых метаболитов, в частности эстрогенов, никак не влияет на его уровень. Это свидетельствует о существовании отличий в биологической активности различных синтетических анаболических стероидов, которые определяются отличиями в чувствительности к рецепторам самих этих соединений, а также их метаболитов. Андрогены влияют на утилизацию глюкозы у здоровых мужчин (300 мг в неделю энантата тестостерона или деканоата нандролона) и обход инсулиновых механизмов регуляции (Hobbs et al., 1996).

Другие гормональные реакции на занятия двигательной активностью, в частности резкое повышение содержания соматотропного гормона в крови, которое происходит под влиянием режима тренировочных занятий тяжелоатлетов (увеличение количества повторений и уменьшение продолжительности интервалов отдыха) по сравнению с режимом тренировок культуристов (большая нагрузка и более продолжительные интервалы для отдыха) (Kraemer et al., 1991), также могут объяснить некоторые эффекты, которые в настоящее время приписывают анаболическим стероидам. Соматотропный гормон реагирует на срочные изменения метаболизма и, подобно тестостерону, специфически стимулирует синтез белков в мышцах и отложение минеральных веществ в костной ткани, а также стимулирует секрецию ИФР-1 (Hindmarsh et al., 1997; Lee et al., 1997). Все эти взаимодействия очень важно понимать при проведении дальнейших исследований, направленных на разработку систематического подхода к научно обоснованному питанию и методике физической тренировки.

Скопцы могут прожить дольше, но означает ли это, что спортсмены, применяющие андрогены, умрут раньше?

Риск для здоровья, связанный с приемом андрогенов здоровыми мужчинами, неоднократно анализировали и обсуждали в научной литературе (см., например, Friedl et al., 2000). В общем, основная опасность проявляется в обратимом снижении выработки сперматозоидов и сопровождающей это явление атрофией семенников; образовании аденомы печени, которая может оказаться доброкачественной, а может привести к кровоизлиянию и смерти; негативных изменениях в липидном составе сыворотки крови с заметным снижением уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) и связанного с этим увеличения риска заболеваний сердца; изменениях импульсивности и агрессивности; изменениях кожных покровов, включая выпадение волос, жирную кожу и воспаление сальных желез; гинекомастии и увеличении массы тела. Тестостерон также может способствовать развитию рака предстательной железы, однако причинную роль этого гормона еще предстоит доказать. На основании существующих данных о спортсменах, использующих андрогенные стероиды, в большинстве случаев негативные последствия для здоровья обнаруживаются у культуристов. Например, в одном из обзоров 20 из 28 сообщений касается культуристов, среди них также отмечено и наибольшее количество смертей (Friedl, 2000).

Положительное влияние на состояние здоровья может быть связано с эффектом заместительной терапии у мужчин старшего возраста, подобно тому как это происходит в случае гормональной терапии у женщин. К положительным воздействиям можно отнести сохранение мышечной массы и силы, что может играть важную роль для профилактики травматизма; сохранения массы костной ткани и предотвращения остеопороза у мужчин; антидепрессантное воздействие; а также влияние на либидо и мотивацию. Результаты исследований, проведенных за последнее десятилетие, свидетельствуют о том, что андрогены могут усиливать утилизацию глюкозы независимо от механизмов, опосредуемых инсулином (Hobbs et al., 1996), а также способствовать уменьшению количества внутрибрюшного жира (Marin et al., 1995). И одно, и другое может иметь важное значение для профилактики диабета II типа. Снижение фибринолитической активности (Feranley, Chakra-barti, 1962) может уменьшить риск некоторых видов сердечно-сосудистых заболеваний предположительно за счет снижения ЛПВП, однако при этом может возрастать риск геморрагического инсульта. Несмотря на отсутствие специфических заболеваний, обусловленных повышенным уровнем андрогенов у мужчин, влияние андрогенов проявляется в организме настолько повсеместно, что все негативные воздействия, начиная от рака предстательной железы и заканчивая заболеваниями сердца, можно считать заболеваниями, связанными с избытком андрогенов, точно так, как сама принадлежность к мужскому полу означает более короткую среднюю продолжительность жизни. Логическим выводом из всего этого является то, что спортсмены, принимающие андрогенные стероиды, еще больше укорачивают свою жизнь ради плохо изученных преимуществ физической работоспособности. Несмотря на то что скопцы могут иметь большую продолжительность жизни по сравнению с нормальными мужчинами (Hamilton, 1948), неизвестно справедливо ли обратное утверждение. Было предложено провести эпидемиологические исследования среди бывших спортсменов, однако они связаны с рядом трудностей, в частности с точным описанием истории использования андрогенов и проблематичностью контроля таких различий, как рискованное поведение у принимающих стероиды по сравнению с теми, кто их не принимал.

Проблема существующего роста употребления тестостерона пожилыми мужчинами, по крайней мере, имеет оправдание, связанное с предотвращением заболеваний, благодаря снижению риска остеопорозных переломов и саркопении (которая повышает вероятность скелетно-мышечных травм). Заместительная терапия назначается многим мужчинам старшего возраста (свыше 45 лет), и количество таких назначений в США за последние пять резко возросло, что предоставляет новый материал для исследований, которые, по всей вероятности, позволят установить новые аспекты влияния андрогенов на состояние мужского организма. Наряду с этим возрастает количество данных, характеризующих влияние андрогенов на здоровых мужчин, которые были получены в ходе изучения мужских контрацептивов в различных странах мира. Другие данные о влиянии больших доз андрогенов связаны с попытками сохранения массы мышечной ткани у пациентов с мышечной дистрофией, а также синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Заключение

Применение андрогенных стероидов запрещено на спортивных состязаниях различного уровня; первоначально это было связано с предположениями о неравенстве условий для спортивных выступлений, а позднее и с риском для здоровья спортсменов. Наибольшие преимущества употребление андрогенов обеспечивает в культуризме, цель которого — наращивание значительной мышечной массы. Большинство случаев серьезных негативных последствий для здоровья описано имеино в этом виде спорта, где спортсмены с высокой вероятностью применяли андрогенные стероиды в очень больших дозах, превышающих допустимые уровни. Андрогенные стероиды могут приносить пользу также и другим спортсменам, повышая их силовые показатели, выносливость и психологическое состояние. Прогнозирование специфических и индивидуальных эффектов андрогенов в настоящее время невозможно. Все препараты этой группы могут оказывать определенное позитивное воздействие на мышечную ткань, однако природа этого воздействия остается малопонятной и почти наверняка включает комплексное взаимодействие с другими гормонами на локальном тканевом уровне. Контроль диеты и психологического стресса является хорошо известным фактором, который влияет на максимальные спортивные показатели и, возможно, может оказывать существенное влияние на уровень эндогенного тестостерона, что делает его важным показателем уровня физической тренированности у мужчин. Согласно современным представлениям, андрогены могут быть полезны для поддержания здоровья и хорошего состояния у пожилых мужчин в качестве заместительной терапии, направленной на предотвращение саркопении и остеопороза. У молодых здоровых мужчин исследовалась возможность применения как средство контрацепции сверхфизиологических доз андрогенов, в два-три раза превышающих естественный физиологический уровень; при этом никаких заметных последствий, кроме небольшого увеличения массы тела, не обнаружено. Большие дозы андрогенов, особенно в сочетании с физическими тренировками, могут приводить к заметному увеличению мышечной массы и силовых показателей. Несистематизированные сообщения о применении необычно больших доз андрогенных стероидов, которые проводились в контролируемых исследованиях, имеют отношение главным образом к культуристам и содержат преимущественно информацию о серьезных негативных последствиях для здоровья.