Влияние гормонов на баланс жидкости и электролитов во время физической нагрузки

В начале физической работы вода перемешается из крови в интерстициальные и внутриклеточные пространства. Это перемещение связано с активной мышечной массой и интенсивностью усилия. Продукты метаболического распада начинают накапливаться внутри и вокруг мышечных волокон, повышая осмотическое давление. В эти же участки поступает и вода. Кроме того, усиленная мышечная активность вызывает повышение артериального давления, что, в свою очередь, выводит воду из крови. Во время физической нагрузки усиливается также процесс потоотделения. В результате этих действий мышца накапливает воду за счет объема плазмы. Например, бег при 75 % МПК приводит к снижению объема плазмы на 5 - 10 %. Пониженный объем плазмы обусловливает снижение артериального давления и кровоснабжения кожи и мышц, что может оказать серьезное отрицательное воздействие на спортивный результат.

Эндокринная система играет главную роль в регуляции уровней жидкости в организме. Главную роль в этом процессе играют два гормона — альдостерон и антидиуретический гормон, а основной мишенью являются почки.

АЛЬДОСТЕРОН И МЕХАНИЗМ РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНА

Почки оказывают значительное регулирующее воздействие на артериальное давление, позволяющее им также регулировать баланс жидкости в организме. Главный определяющий фактор артериального давления — объем плазмы: если уменьшается объем плазмы, — снижается и артериальное давление. За уровнем артериального давления постоянно "следят" специальные клетки, находящиеся в почках. Во время выполнения физической нагрузки их действие стимулируется снижением артериального давления и пониженным кровоснабжением почек вследствие повышенной симпатической нервной деятельности или непосредственного воздействия со стороны симпатических нервов.

Почки реагируют на снижение артериального давления или пониженный кровоток образованием фермента — ренина. Ренин, в свою очередь, превращает белок плазмы — ангиотензиноген — в активную форму, которая называется ангиотензином I, в конечном итоге превращающимся в ангиотензин II, который выполняет две функции. Во-первых, он является мощным констриктором артериол. Вследствие этого увеличивается периферическое сопротивление, вызывающее повышение артериального давления. Во-вторых, ангиотензин II способствует выделению альдостерона из коркового вещества надпочечников.

Альдостерон обеспечивает реабсорбцию натрия в почках. Поскольку вода следует за натрием, задержка почками натрия ведет и к задержке воды. В результате содержание жидкости в организме увеличивается, что способствует восполнению объема плазмы и повышению артериального давления до нормальных уровней. Изменение объема плазмы и концентраций альдостерона при выполнении физической нагрузки в течение 2 ч показано на рис. 28.

Рис. 28. Механизм действия ренин-ангиотензина

АНТИДИУРЕТИЧЕСКИЙ ГОРМОН

Другим гормоном, принимающим активное участие в регуляции баланса жидкости, является антидиуретический гормон. Он выделяется в ответ на увеличение концентрации растворенных в крови веществ. Во время физической нагрузки перемещение воды из плазмы повышает концентрацию крови. Этому же способствует процесс потоотделения. Все это приводит к повышению осмоляльности крови. «Концентрированная плазма циркулирует и достигает гипоталамуса, в котором находятся осморецепторы, постоянно регулирующие осмоляльность крови. При повышении осмоляльности гипоталамус стимулирует выделение антидиуретического гормона из задней доли гипофиза. Этот гормон обеспечивает реабсорбцию воды в почках и, следовательно, ее задержку в организме. Как и в случае с альдостероном, хотя стимулы и механизмы действия во многом отличаются, чистым эффектом секреции антидиуретического гормона является увеличение содержания жидкости в организме, восстановление нормального объема плазмы и артериального давления.

Эта способность АДГ сохранять воду в организме существенно снижает риск обезвоживания в условиях значительного потоотделения при выполнении больших физических нагрузок.

На рис. 29 показан этот механизм в действии. Вследствие мышечной деятельности и потоотделения в плазме крови повышается концентрация электролитов— процесс, называемый гемоконцентрацией. В результате увеличивается осмотическое давление плазмы. Это — основной физиологический стимул для выделения АДГ. Повышение осмотического давления ощущают осморецепторы, расположенные в гипоталамусе. Он посылает нервные импульсы в заднюю долю гипофиза, стимулируя выделение АДГ, который поступает в кровь, перемещается в почки и обеспечивает задержку воды с тем, чтобы довести концентрацию электролитов в плазме до нормального уровня.

Рис. 29. Механизмы сохранения воды антидиуретическим гормоном