Энергетический баланс и нарушения менструального цикла, обусловленные физической нагрузкой: практические аспекты

Источник: Эндокриная система, спорт и двигательная активность. Перевод с англ./под ред. У.Дж. Кремера и А.Д. Рогола.

Демографические данные

В отношении демографии нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, можно отметить, что наиболее часто аменорея встречается в тех видах спорта, где особую роль играет небольшая масса тела, например в фигурном катании, балете, беге на длинные дистанции и гимнастике. В то же время более поздние исследования показали наличие нарушений менструального цикла у женщин, занимающихся самыми различными вилами спорта. Аменорея, ассоциированная с занятиями спортом, обычно представляет собой диагноз методом исключения — для его постановки необходимо исключить другие возможные причины нарушения репродуктивной функции, а именно: беременности, избытка андрогенов, преждевременного нарушения функции яичников или нарушения функции гипофиза.
У физически активных девушек с отсутствием менархе даже при условии нормального роста и развития может наблюдаться первичная аменорея (Warren, 1996).

Дефицит энергии в организме с практической точки зрения

ОГРАНИЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ РАЦИОНА ПИТАНИЯ
О модуляции репродуктивной функции в зависимости от наличия в организме энергии у женщин с высоким уровнем двигательной активности свидетельствуют результаты краткосрочных и долгосрочных исследований на животных моделях и с участием человека (Bullen et al., 1985; Loucks, 1989; Williams et al., 1995; Laughlin, Yen, 1996; Wade et al., 1996; De Souza et al., 1998a; Loucks et al., 1998; Loucks, Thuma, 2003). Подавление репродуктивной функции в условиях недостатка энергии хорошо описано в работах, посвященных исследованиям на животных. Считается, что это адаптивная реакция организма, направленная на сохранение энергии для более жизненно важных процессов, таких, как поддержание клеточного метаболизма и движение, а также предотвращение энергетических затрат на беременность и лактацию (Wade et al., 1996). Основное различие заключается в том, что у современной женщины состояние дефицита энергии может быть следствием выбора сознательного ограничения потребления пищи до уровня ниже необходимого для компенсации энергетических расходов, связанных с двигательной активностью. Многочисленные исследования связывают нарушения менструального цикла, обусловленные физической нагрузкой, в частности аменорею, и достоверно более высокие оценки отношения к своему питанию при психометрическом анкетировании, что говорит о сознательном ограничении потребления калорий, ассоциированном со стремлением к изящной фигуре и снижению количества жировых отложений (Brooks-Gunn et al., 1987; Myerson et al., 1991; Wilmore et al., 1992; Laughlin, Yen, 1996; Lebenstedt et al., 1999; Warren et al., 1999). Кроме того, очень часто женщины ограничивают потребление жиров в рационе питания. При изучении не столь тяжелых форм нарушений менструального цикла, таких, как ановуляция или дефекты лютеиновой фазы, оценки отношения к питанию у лиц с этими заболеваниями также оставались более высокими по сравнению с женщинами с регулярным менструальным циклом (Lebenstedt et al., 1999).
Несмотря на существование достоверной взаимосвязи между проблемами массы тела, диеты и ограничения рациона питания, которые имеют отношение к нарушениям менструального цикла у женщин, занимающихся спортом, не следует считать, что любая спортсменка с нарушениями менструального цикла, обусловленными физической нагрузкой, сознательно ограничивает свой рацион питания. Во многих работах, где описаны гормональные аспекты нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, исследовали только лиц без нарушений питания (Loucks et al., 1989, 1992). Если спортсменка не ограничивает сознательно свой рацион питания, но при этом у нее все равно существует недостаток энергии в организме, логично возникает вопрос о возможном несоответствии физиологических сигналов к приему пищи энергетическим потребностям организма.
Возможно, интенсивная двигательная активность изменяет у некоторых лиц уровень и/или чувствительность к физиологическим сигналам голода или насыщения либо оказывает влияние на когнитивные сигналы к приему пищи или ответную реакцию на прием пищи. В процессе выяснения возможного механизма недостаточного потребления пищи женщинами, занимающимися спортом, в одном исследовании было обнаружено, что изменения уровня желудочно-кишечного гормона холецистокинина (ССК) — пептида, который вырабатывается в кишечнике и отвечает за чувство насыщения, в ответ на потребление пищи с энергетической ценностью 500 ккал (2093 кДж) у женщин, занимающихся бегом на длинные дистанции, были менее выражены по сравнению с лицами, не занимающимися спортом (Hirschberg et al., 1994). Спортсмены также сообщали об усилении чувства голода (Hirschberg et al., 1994). Было показано, что в результате активной двигательной активности концентрация лептина — сигнала сытости — снижается только в случае снижения уровня доступной энергии в организме (Hilton, Loucks, 2000). В случае, когда энергетические затраты, связанные с физическими нагрузками, компенсируют возросшее потребление энергии с пищей, заметных изменений уровня лептина не происходит. У спортсменов с аменореей уровень лептина ниже, чем можно было ожидать на основании оценки количества жировой ткани в их организме (Laughlin, Yen, 1997).
Недавно проведено исследование взаимосвязи между нарушениями менструального цикла, обусловленными физической нагрузкой, и грелином — открытым в последние годы стимулятором выработки гормона роста (СТГ), который секретируется в желудке и стимулирует у человека чувство голода и потребление им пищи (Date et al., 2000). Как оказалось, грелин непосредственно взаимосвязан с регуляцией энергетического гомеостаза и, кроме того, является наиболее сильно-действующим из всех известных веществ, возбуждающих аппетит (Nakazato, 2001; Wren et al., 2001). Интересно, что в одной из экспериментальных работ интрацеребровентрикулярное применение грелина у крыс с удаленными яичниками было ассоциировано с подавлением волнообразного характера секреции ЛГ (Furuta et al., 2003). Таким образом, обнаружен вполне убедительный механизм, связывающий недостаток энергии в организме с подавлением регулярности менструальных циклов у женщин, занимающихся спортом. Это неудивительно, поскольку было установлено, что другие пептиды, секретируемые кишечником, такие, как ССК, галанин и пептид YY (PYY) (3—36), выявляются в головном мозге и обладают нейроэндокринным действием (Lopez, Negro-Vilar, 1990; Challis et al., 2003; Moran, Kinzig, 2004).

Что касается вопроса о том, как у женщин с физически активным образом жизни развивается дефицит энергии, то еще многое предстоит выяснить для определения факторов предрасположенности, позволяющих прогнозировать, кто из спортсменок будет сознательно ограничивать энергетическую ценность своего рациона питания наряду с участием в тренировочных занятиях, а кто просто не в состоянии увеличить потребление нищи или физиологически стимулирован к этому с целью удовлетворения энергетических потребностей своего организма.

ПРОГНОЗ НАРУШЕНИЙ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ, НА ОСНОВАНИИ АНАЛИЗА ПОТРЕБЛЕНИЯ И ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ
Несмотря на прогресс в нашем понимании роли, которую дефицит энергии играет в этиологии нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, до сих пор еще не разработаны практические рекомендации в отношении оптимального сочетания потребления энергии с пищей и энерготрат, связанных с двигательной активностью, которые бы обеспечивали поддержание овуляции у женщин, занимающихся спортом. Хотя и считается, что женщины, занимающиеся спортом, не обязательно должны сокращать свой объем тренировок для предотвращения нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой. Для этого им, возможно, потребуется количественная оценка потребления энергии с пищей, а также энерготрат — только так они смогут определить, каким должен быть рацион, чтобы он компенсировал их энергетические расходы. Поскольку стремление добиться оптимальных спортивных показателей может заставить спортсменок ограничивать потребляемую с пищей энергию до минимума, который позволяет избежать утомляемости, и наряду с этим поддерживать регулярный менструальный цикл; им наверняка будет полезно знать, “как далеко они могут зайти”, не нанося при этом вреда своему репродуктивному здоровью. Во многих (Drinkwater et al., 1984; Marcus, 1985; Kaiscrauer et al., 1989), однако не во всех (Loucks, 1989; Wilmore et al., 1992) исследованиях, где оценку энергетической ценности потребляемой пищи у спортсменок с аменореей проводили путем самостоятельного учета, сообщается о том, что энергетическая ценность рациона питания была ниже, чем этого можно было ожидать, исходя из величины энерготрат, и ниже по сравнению со спортсменками без нарушений менструального цикла, тренировавшихся в аналогичных условиях. Поскольку для большинства лиц существует тенденция занижать энергетическую стоимость своего рациона питания, на основании результатов этих исследований достаточно сложно сформировать какие-либо практические рекомендации. Что касается подавления репродуктивной функции, обусловленного ограничением энергической ценности рациона питания, создается впечатление, что ни степень такого ограничения, ни абсолютные показатели энергетической ценности рациона питания не оказывают влияния на нейроны, вырабатывающие гонадолиберин.

Возможно, наибольший прогресс в реальной количественной оценке потребления энергии и энерготрат в связи с изменениями в репродуктивной системе был достигнут в работе Лукса (Loucks, Thuma, 2003). Был определен порог количества доступной энергии в организме, находящийся в диапазоне от 20 до 30 ккал (от 84 до 126 кДж) на 1 кг нежировой ткани в составе тела, при котором еще не наблюдается никаких изменений функции репродуктивной системы. Когда уровень доступной энергии сохранялся в пределах 20—30 ккал-кг"1 нежировой ткани тела наблюдалось ослабление волнообразного характера секреции ЛГ, который является показателем функции генератора пульсирующей секреции гонадолиберина. Важно отметить, что поскольку исходный уровень доступной энергии в организме составлял 45 ккал• кг-1 (188 кДж кг-1) нежировой ткани тела, эти данные показывают также, что снижение уровня доступной энергии на 33 % не влияет на волнообразный характер секреции ЛГ, т. е. женская репродуктивная система может выдержать значительное снижение уровня доступной энергии в организме, прежде чем будет инициировано изменение ее функции. Кроме того, результаты этого исследования показывают, что даже значительные энерготраты при величине двигательной активности до 840~'ккал (3516 кДж), что соответствует забегу на 13 км, не вызывают никаких изменений волнообразного характера секреции ЛГ. Вместе с тем еще предстоит показать, что величина порога, установленного Луксом в краткосрочных исследованиях, будет такой же в отношении изменений овуляции и регулярности менструального цикла при продолжительной двигательной активности. Кроме того, неизвестно, насколько концепция “порога свободной энергии” справедлива в отношении развития менее серьезных нарушений, таких, как дефекты лютеиновой фазы. Текущие исследования влияния количественно определенного энергетического дефицита, вызванного физической нагрузкой и ограничением рациона питания, на регулярность менструального цикла продолжаются и, возможно, в будущем они позволят сформулировать практические рекомендации для спортсменок и женщин с физически активным образом жизни.
ПРОГНОЗ НАРУШЕНИЙ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ, НА ОСНОВАНИИ МАССЫ ТЕЛА И КОЛИЧЕСТВА ЖИРОВОЙ ТКАНИ В СОСТАВЕ ТЕЛА
Прогнозирование нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, было бы гораздо более простым, если бы изменения функции репродуктивной системы происходили при определенной массе тела и/или количестве жировой ткани в составе тела, как предполагали первоначально (Frisch, Revelle, 1971). В ходе одного из перспективных исследований двигательной активности на протяжении двух менструальных циклов было показано, что вероятность нарушений менструального цикла возрастает при снижении массы тела в среднем на -0,45 юсал (-1,88~'кДж) в неделю и -4,0 + 0,3 кг за время исследований (Bulen et al., 1985). Возможность использования этих показателей в качестве практических рекомендаций для женщин, приступающих к занятиям двигательной активностью, остается под вопросом, поскольку индивидуальных корреляций между величиной снижения массы тела и выраженностью нарушений менструального цикла обнаружено не было, в то же время наблюдали нарушения регулярности менструального цикла в группе лиц, у которых масса тела сохранялась стабильной. В других исследованиях было показано, что нарушения менструального цикла, обусловленные физической нагрузкой, выявляются у женщин с различной массой тела и количеством жировых отложений (Sanborn et al., 1987), а аменорея может возникать независимо от изменений массы тела (Williams et al., 2001а). Более того, изменения секреции половых гормонов, вызванные кратковременными изменениями энергетической ценности рациона питания, могут происходить без существенного снижения или увеличения массы тела (Bronson, 1986; Cameron, Nosbisch, 1991). И наконец, влияние снижения массы тела или уменьшения доли жировой ткани на репродуктивную функцию может зависеть или не зависеть от исходной величины жировых запасов (Alvero et al., 1998), и это говорит о том, что существует еще одна взаимосвязь, которую следует принимать во внимание. Таким образом, рекомендации спортсменкам в отношении ограничения снижения массы тела для предотвращения нарушений менструального цикла либо увеличения массы тела для возобновления регулярных менструаций не всегда являются надежными. Рекомендации в отношении предупреждения нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, сдела1тые на основании данных оценки массы тела, осложняются также существованием значительной индивидуальной вариабельности в снижении массы тела в ответ на определенный дефицит энергии (Ravussin et al., 2001).
НОРМАЛИЗАЦИЯ НАРУШЕНИЙ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ, ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ДОСТУПНОЙ ЭНЕРГИИ
К настоящему времени единственная немедицинская рекомендация, направленная на предотвращение и лечение аменореи, заключается в том, что спортсменкам следует сократить объем тренировочных занятий и увеличить энергетическую ценность рациона питания. Не существует никаких конкретных рекомендаций в отношении характера питания, и основанием для снижения объема тренировок может быть излишне консервативный подход, поскольку двигательная активность сама по себе, очевидно, не играет роли в возникновении спортивной аменореи. Количественное определение величины изменений доступной энергии, ассоциированных с индукцией нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, может оказаться более сложным по сравнению с определением величины изменений доступной энергии, необходимых для восстановления регулярного менструального цикла. Одной из причин является то, что исследователи документировали лечение аменореи у женщин, занимающихся спортом (Drinkwater et а!., 1986; Dueck et al., 1996; Kopp-Woodroffe ct al., 1999; Perkins etal., 2001; Zeni-Hoch ct al., 2003), более успешно по сравнению с индукцией аменореи при ограничении рациона питания и увеличении объема физической нагрузки (Williams et al., 2001а). На обезьянах, подвергавшихся физическим нафузкам с келью вызвать аменорею, было показано, что в отличие от индукции аменореи восстановление нормального менструального цикла (можно судить по наличию овуляции) обнаруживает линейную лозовую зависимость от увеличения количестна доступной энергии, т. е. у обезьян, получавших 163 и 181 % исходного количества энергии, потребляемой с пищей, восстановление репродуктивной функции происходило через 16 и 12 дней соответственно, а у двух обезьян, потреблявших 138 и 141 % энергии — через 57 и 50 дней соответственно (Williams et al., 2001b). Время в сутках, необходимое для восстановления, было обратно пропорциональным количеству дополнительной энергии, потреблявшейся с пищей каждой обезьяной (г = -0,97; р < 0,02). В противоположность отсутствию изменений массы тела во время индукции нарушений менструального цикла, обусловленных физической нагрузкой, при восстановлении овуляции и последующей менструации масса тела достоверно увеличивалась. Наблюдалась достоверная корреляция между массой тела в период аменореи и временем, необходимым для восстановления, т. с. у обезьян с меньшей массой тела восстановление происходило быстрее, чем у более тяжелых обезьян, однако не было никакой корреляции между величиной изменений массы тела и скоростью восстановления. В целом масса тела увеличивалась на 3 —11 %. Примечательно, что для восстановления регулярных менструаций у обезьян требовалось меньше времени, чем для того, чтобы у них развилась аменорея.
Несмотря на то что нормализация менструального цикла после аменореи у человека описана в ряде исследований, только в двух небольших работах предпринималась попытка контролируемого воздействия, состоящего в модификации листы и режима двигательной активности (Ducck et al., 1996; Корр-Woodroffe et al., 1999). Дьюк (Ducck et al., 1996) был первым, кто опубликовал результаты нормализации менструального цикла у спортсменок после изменения диеты и режима тренировочных занятий на период протяженностью 15 недель. Изменения заключались в увеличении суточного потребления энергии с пищей на 360 ккал (1507 кДж) и сокращения кратности тренировочных занятий до одного дня в педелю. Количество потребляемой с пищей энергии увеличивали за счет применения жидких добавок. Через 15-недель у участников исследований не произошло восстановления менструального цикла, несмотря па то, что масса тела у них увеличилась на 2,7 кг, а доля жировых отложений с 8 до 14 %. Это стало результатом изменения энергетического баланса в сторону позитивного — от -155 ккал (-648 кДж) в день в начале исследований до +683 ккал (+2855 кДж) в день в конце 15-недельного периода. Кроме того, наблюдалось увеличение уровня ЛГ в сыворотке крови на 148 %. Интересно, что восстановление менструального цикла у этих спортсменов с аменореей произошло через 3 месяца самостоятельного соблюдения данных условий питания и тренировочных занятий. Во втором исследовании (Корр-Woodroffc ct al., 1999) была предпринята попытка восстановления менструального цикла у четырех спортсменок с аменореей путем использования специальной диеты в течение 20 недель. Женщины, как и в предыдущем исследовании, получали дополнительную энергию 360 ккал (1507 кДж) в день в виде жидкой пищевой добавки; кроме того, им было предложено сократить кратность тренировок до одной в неделю. У троих из четырех участниц исследований произошло восстановление нормальной менструальной функции во время или вскоре после завершения восстановительной программы и снова это случилось, вероятнее всего, в результате нормализации энергетического баланса до +164—292 ккал (+686— 1222 кДж) в день. Четвертая спортсменка прекратила выполнение восстановительной программы, чтобы начать гормональное лечение в связи с низкой плотностью костной ткани. По результатам этих исследований, время до менструации после овуляции у этих трех женщин было от 13 до 24 недель. Изменения энергетического баланса, рассчитанные на основании представленных данных о потреблении энергии с пищей и энерготратах, составляли от +8 % до +16 %.
Результаты рассмотренных выше исследований предоставляют в настоящий момент наиболее значимую информацию о том, как можно добиться восстановления регулярных менструальных циклов у спортсменок с аменореей. Важное замечание в отношении восстановления регулярных менструаций с помощью изменения энергетического баланса заключается в том, что изменение диеты или режима двигательной активности, либо и то и другое, должно производиться с учетом собственных предпочтений женщины. Для некоторых лиц сокрав(ение количества тренировочных занятий может оказаться не столь приемлемым, как увеличение количества потребляемой с пищей энергии, а для других более предпочтительным будет использование их сочетания или только изменения тренировочного режима. При этом важное значение имеет тщательный контроль как тренировочного режима, так и диеты, поскольку у спортсменок существует тенденция к неосознанной компенсации увеличения потребления пищи путем увеличения кратности или продолжительности тренировок (Kopp-Woodroffe et al., 1999). В этой работе две из четырех спортсменок не придерживались полностью рекомендаций восстановительной программы в отношении сокращения количества тренировок.