V poslední části seriálku o laboratorním vyšetrování, sezaměříme na hormony, jejichž sledování mi připadá u cyklistiky přínosné – kortizol, thyroxin, trijodthyronin, lutropin a samozřejmě testosteron.
Štítná žláza
Thyroxin (T4)
Norma: 60 – 150 nmol/l
Dynamika: hodiny až dny
Cena: 150 Kč
Trijodthyronin (T3)
Norma: 0,9 – 3,0 nmol/l
Dynamika: dny až týdny
Cena: 150 Kč
Hormony štítné žlázy jsou pro sportovní výkon stejně důležité jako adrenalin a noradrenalin (dohromady tzv. katecholaminy) a nebo steroidní hormony testosteron nebo kortizol – a přesto jsem na ně ve starším článku Encyklopedie hormonů úplně zapomněl. Tuto závažnou chybu se pokusím napravit dnes.
Kdybych měl shrnout všechny funkce hormonů štítné žlázy do co nejjednodušší podoby, řekl bych že nastavují bazální metabolismis, základní rychlost, nebo chcete li počítačově „taktovací frekvenci“ organismu i citlivost na mnoho dalších hormonů. Nastavují základní rychlost, jakou budou probíhat veškeré procesy v buňkách i intenzitu, s jakou budou reagovat na ostatní hormony. Dobře vysvětlitelné je to na srdečním svalu a jeho reakci na adrenalin. Všeobecně známé je, že adrenalin zvyšuje tepovou frekvenci. Ovšem o tom o kolik jí zvýší a jaká bude základní tepová frekvence rozhoduje mimo jiné právě nastavení pomocí hormonů štítné žlázy. Velmi důležitou roli hrají hormony štítné žlázy v nastavení energetické (a tím i kyslíkové) spotřeby. Jejich vyšší aktivita znamená rychlejší metabolismus i vyšší citlivost na inzulin – tedy vyšší podíl sacharidů na metabolickém obratu i vyšší spotřebu kyslíku. Abych jednoduše vypíchnul tuhle vlastnost, chtěl jsem hladinu hormonů štítné žlázy přirovnat k nastavení jehly a plováku v karburátoru, jenže doba dávno pokročila a karburátor se zpod kapoty automobilů přestěhoval do muzea. Takže kdo víte, jak funguje karburátor, máte výhodu. Pro vás mladší je to něco jako načipování řídící jednotky.
Hormony produkuje štítná žláza dva (resp. tři, počítáme li i kalcitonin, o který tu neběží) – nebo spíš přesněji dvě formy jednoho. Rozdíl mezi nimi je chemicky minimální – jediný atom jódu. Thyroxin, kterého štítnice vyrábí většinu, má ve své molekule atomy čtyři (proto se zkracuje jako T4), v malém procentu vypouští do krve i trijodthyronin (T3) se třemi jódy v molekule. Poměr sekrece do krve je asi 20:1 ve prospěch T3. Selský rozum, řídící se logikou čím víc, tím líp, by usoudil, že silnější biologický účinek bude mít T4, když má čtyři jódy. Ovšem selský rozum jako v mnoha jiných případech nejen v biologických vědách klame. T4 je podstatně méně účinný než T4 a funguje hlavně jako prohormon. Tvoří v krvi cirkulující zásobu, ze které postupně přechází do buněk a teprve tam je v plné míře dejodizován na aktivní T3. Otázku, kterou mě v té souvislosti právě napadla, zda hormon, který je uvolňován v neaktivní formě a který je teprve podle potřeb buněk přeměňován na účinnou látku a tím do značné míry ztrácí svojí nadřízenou řídící funkci je ještě hormonem v plném slova smyslu, nechám na moudřejších.
Pro cyklistu jsou hormony štítné žlázy (dále si dovolím je sjednotit pod jednoduché T) dosti rozporuplné – hodila by se mu jak hladina vysoká, tak nízká. Vysoká proto, že znamená rychlejší reaktivitu svalů i reakce vůbec, větší sílu a rychlejší regeneraci. Ta je ovšem zaplacená vyšší spotřebou kyslíku a energetických zdrojů včetně klíčových sacharidů – tedy nižší dlouhodobou vytrvalost. Na jednu stranu nízká hladina hormonů snižuje základní úroveň spotřeby kyslíku a energetických zdrojů, na druhou stranu ale nízká hladina T znamená horší „závodnické“ atributy – sílu, akceleraci, reaktivitu a dynamiku a zřejmě omezují i výkonnost zejména v maximálních intenzitách díky snížení účinnosti adrenalinu. V praxi to vypadá, že si organismus vybere ze dvou protikladů vytrvalost před dynamikou a hladina T je u cyklistů v typickém tréninku s převahou objemu v relativně nízké intenzitě spíš v dolní polovině normy.
Z předchozích odstavců je zřejmé, že hladina T může být jedním z velmi dobrých a užitečných nástrojů pro kontrolu tréninku a zejména monitoringem hrozícího přetrénování – u mnoha přetrénovaných se nízké hladiny hormonů štítné žlázy skutečně najdou. Pokles T tu znamená na jedné straně rostoucí vytrvalostní adaptaci a trénovanost, na straně druhé ale klesající regenerační kapacitu, rychlost a dynamiku. Problém zůstává jednak určení míry – podobně jako u jiných laboratorních hodnot nemusí být hladina T pod dolní hranicí arbitrární normy, jednak časová souslednost – jasně nízká hladina se s největší pravděpodobností objeví, až když už je na jednoduchou nápravu několikadenním odpočinkem pozdě a rekondice plně přetrénovaného sportovce trvá měsíce.
Dosud nevyluštěnou hádankou pro mě zůstává možnost využití poměru T3 a T4. Podle učebnic je totiž přirozený poměr obou hormonů vylučovaných štítnou žlázou okolo 20:1 ve prospěch T4. Ovšem z těch pár měření, které se mi podařilo učinit u sportovců, u kterých jsem zároveň znal alespoň přibližnou míru zatížení ukázalo čísla výrazně odlišná. Běžný poměr se pohyboval mezi 40-50:1, extrémní hodnota byla až 74:1 ve prospěch T4. Ve vztahu k zatížení bylo patrné, že nižší poměry, tedy převaha méně aktivního T4 se vyskytovaly v zimě a v závodní sezóně, zatím co v období maximálních objemů byl poměr nejvyšší. Nakolik je moje pozorování na několika málo vzorcích vypovídající nejsem schopen posoudit, možná by to bylo zajímavé téma pro výzkum.
Kortizol
Norma: 180 – 618 nmol/l (ranní odběr)
Dynamika: hodiny až dny + čtyřiadvacetihodinový rytmus kolísání
Cena: 205 Kč
Kortizol je, jak už i jméno napovídá hormon kůry nadledvinek (kůra je latinsky cortex, což je tak trochu sviňárna, když core je v angličtině naopak jádro – ale to bude asi příbuzné latinského cor, tedy srdce ;-). Je nejdůležitějším z chemicky i funkčně příbuzných hormonů glukokortikoidů. Sféra vlivu kortizolu a glukokortikoidů obecně je nesmírně široká. Skupina byla nazvaná podle toho, že umělé podání nebo patologicky vysoká hladina zvyšuje hladinu krevního cukru (glykemii) a působí jednu z klinických forem cukrovky (prosím nesměšovat s „klasickou“ cukrovkou I. nebo II. typu, ty mají jiné příčiny). Vliv na hladinu krevního cukru rozhodně není hlavní funkce glukokortikoidů, spíše vedlejší efekt. Kortizol na metabolické úrovni působí jako katabolický hormon, otáčí metabolická hradla směrem k rozkladu složitějších látek na jednodušší. V případě bílkovin to znamená přeměnu aminokyselin na glukózu a její vysoká hladina v krvi hladina je navíc udržovaná i tím, že kortizol zablokuje působení inzulinu.
Pro naše účely není třeba rozebírat další a další efekty kortizolu na metabolické úrovni, dostatek zajímavého textu dokáže toto téma vyprodukovat i o úroveň výš. Z pohledu „celého sportovce“ je kortizol hormonem dlouhodobého stresu – na rozdíl od adrenalinu pro stres akutní. Snižuje zánětlivou reakci, tlumí bolest, mobilizuje energetické rezervy (ale nikoliv pro boj, spíše pro dlouhé hladovění) a tlumí dráždivost nervové soustavy. Z pohledu cyklisty je kortizol hormonem dlouhých tréninků a objemových bloků nebo etapového závodu. Podobně jako T je hormonem rozporuplným, jenže ve zcela zrcadlovém gardu. Pro vlastní trénink a závod se sice tlumení bolesti i zvýšená mobilizace glukózy a tuků hodí, jenže katabolický efekt blokuje regeneraci tím původní smysl tréninku, zvyšování výkonnosti. Nezanedbatelný je také fakt, že potlačení zánětlivé reakce znamená výrazné snížení celkové imunity a tím vysokou náchylnost k infekčním chorobám.
Pro potřeby monitoringu tréninkového procesu je sledování kortisolemie (hladiny kortizolu v krvi) velmi dobrým markerem únavy, zejména únavy z vysokého objemu, a hrozícího přetrénování. Hladina sice během významně kolísá, přesto si dovolím odhadnout určit alespoň orientační hodnoty. U odpočinutého závodníka v regeneračním období cyklu bych očekával ranní hodnoty K okolo 300 nmol/l i méně. V nejnáročnější objemové fázi sezóny se hodnoty mohou pohybovat i přes 500 nmol/l, při dosažení hranice 600 nmol/l a tedy i přiblížení se patologickým hodnotám bych ale rozhodně zpozorněl. V období rozvoje „intenzit“ a vlastním závodním období bych jako optimální viděl kortizol v rozmezí 300-500 nmol/l, zajištující obstojnou toleranci stresu a zároveň neblokující anabolické procesy. Hodnoty přes 600 nmol/l jsou už s výkonnostním růstem víceméně neslučitelné, i když nevylučuji, že se zejména v náročnějších etapových závodech – a nemusí se jednat jen o TdF, budou objevovat vcelku běžně jakožto faktor zajišťující přežití. U přetrénovaných závodníků není potom zřejmě vyjímkou kortizolemie okolo 900 nmol/l – soudím tak z toho, že ačkoliv jsem rozhodně neshlédl výsledky nijak závratného počtu cyklistů, podobnou laboratoř jsem viděl dvakrát. A o tom že přetrénování rozhodně není stav, který pomine za 10-14 dnů, jak se člověk občas dočte, svědčí fakt, že oba měli podobné hodnoty ponořené hluboce do pásma patologie ještě po dobu několika měsíců odpočinku.
Testosteron a lutropin
Testosteron (TST)
Norma: 9,72 – 38,20 (muži 15-110 let), 0,52 – 2,43 (ženy 15 – 110 let)
Cena: 150 Kč
Dynamika: dny až týdny
Lutropin (LH)
Norma: 0,6 – 12 (muži 14 – 70 let), 0,6 – 30 (ženy po dobu pravidelné men.)
Cena: 150 Kč
Dynamika: dny
Kdybyste položili do pléna jakékoliv skupiny sportovců otázku, jaký hormon je pro sport nejdůležitější, nepochybuji, že odpověď zpět by zněla „testosteron“ (jen od několika cyklistů by se ozvalo „erytropoetin!“ ;-). Je testosteron opravdu tak důležitý? Bezpochyby ano.
Nejvýraznější biochemickou funkcí testosteronu je ovládání množství syntetizovaných aminokyselin a bílkovin funkce přímo protikladná kortizolu. Zodpovídá tím nejen za sílu a její nárůst, ale i regeneraci svalových bílkovin, vlastnost pro cyklistiku a ostatní vytrvalostní sporty snad ještě důležitější. Má také citelný, i když ne rozhodující vliv na hematokrit i na psychické ladění sportovce směrem k většímu sebevědomí a agresivitě. Není tedy žádným překvapením, že je testosteron a jeho farmakologické deriváty po stimulantech nejčastějším zachyceným dopingem – přičemž stimulanty vedou podle mého názoru spíš kvůli snazší dostupnosti než faktickému efektu. Určitým negativem je zvýšení klidového metabolismu a spotřeby kyslíku, jak v klidu, tak při zátěži, velmi podobně jako u T.
Funkce TST je v určitém ohledu zrcadlově obrácená oproti kortizolu. TST je hormon anabolický, vede k vytváření bílkovin z energetických zdrojů, kortizol je hormon katabolický, směřující metabolismus k přeměně bílkovin za účelem získání energetických zdrojů. TST mobilizuje sílu k překonání krátkodobého stresu, kortizol energetické zdroje k překonání dlouhodobého strádání. Asi proto nikoho nepřekvapí, že ve vztahu k cyklistice budou mít oba hormony protikladnou a přitom vzájemně se doplňující úlohu – fungují tedy v dialektické jednotě, jak jsme se učili už ve vědeckém materialismu :-), nebo jako Jin a Jang v klasické filozofii staré Číny. TST roste, pokud organismus stimulujeme tréninkovými prvky s vysokými požadavky na rychlost a sílu a minimálními na energetické krití. Nejtypičtějším příkladem je klasické posilování v posilovně, v případě cyklistiky jsou to velmi krátké intervaly (maximálně v řádu minut), „zabalené“ do krátkých tréninků a s dostatečnou regenerací, tj. poměrně nízkým celkovým týdenním objemem a nízkou frekvencí náročných jednotek. Takový trénink naopak vede k poklesu kortizolu. Kortizol roste, pokud organismus stimulujeme kumulací dlouhých a na energetické krytí náročných tréninkových jednotek. Typickým příkladem je jarní najíždění nebo dlouhý etapový závod. Tento typ tréninku zase silně potlačuje produkci testosteronu. Klíčovou hádankou cyklistiky je, že cyklista by potřeboval mít zároveň vysoký testosteron pro sílu a regeneraci a vysoký kortizol pro mobilizaci glukózy z bílkovin. Existují dvě základní cesty jak se k tomuto ideálu přiblížit. Ta intelektuálně složitější je snažit se balancovaným tréninkovým plánem docílit přiměřené rovnováhy mezi TST a kortizolem, mezi objemem a intenzitou. Druhá, přímočaře hrubá a vcelku primitivní je maximálním možným tréninkovým zatížením vyhnat kortizol a testosteron dodat uměle pomocí anabolik. A vyberte si 🙂
Lutropin (LH) je hormon nacházející v hierarchii řízení o patro výš nad testosteronem a zajištující propojení mezi soustavou nervového a hormonálního řízení. To by nebylo nic vyjmečného, obdobného nadřízeného mají i jiné hormonální okruhy, například pro T je to takzvaný thyreoideu stimulující hormon TSH (thyreoidea je štítná žláza). Důvodů. Proč zrovna LH zmiňuji,, když ostatní opomíjím, je několik. Předně dobře ilustruje fakt, že nejen hormony ovlivňují psyché, ale i naopak, duševní rozpoložení a motivace má prostředky jak ovlivnit hormonální hladinu. LH řídí TST na principu jednoduché negativní zpětné vazby – produkce TST je přímo úměrná hladině LH, klesá li z nějakého důvodu TST, LH roste a naopak. Ovšem na jaké úrovni bude TST skrze LH udržováno určuje „mozek“. Význam si vysvětlíme o několik odstavců dále. LH je hormon fungující u obou pohlaví, jen u mužů řídí TST, u žen produkci několika estrogenů, z nichž hlavní je estradiol – takhle jsem si to alespoň pamatoval ze školy. Je zajímavé, a to mi ve škole zatajili, nevědělo se to a nebo jsem to prostě opominul :-), že to vlastně není pravda. LH vždycky řídí estradiol, a to u žen i u mužů. Funguje to tak, že estradiol je biochemický „potomek“ testosteronu. Zatím co u žen je přeměna okamžitá ještě ve vaječnících a do krve a tím ke svalům a jiným orgánům se dostane až estadiol, u můžů probíhá konverze jen velmi pomalu (ale neodvratně) jako „ukončení životnosti“ TST a to převážně v tukové tkáni. Zbrklejším už to asi došlo, těm opatrnějším to potvrdím. Hladina estrogenů u muže je nejen přímo úměrná produkci (a nebo vnějšímu přívodu) testosteronu, ale i množství podkožního tuku. Vyšší množství podkožního tuku znamená rychlejší konverzi TST na estradiol a tím větší zpětnovazebnou reakci vedoucí k poklesu LH – což vlastně snižuje TST hned dvakrát, snížením produkce a zrychlením odbourávání.
Nikoho asi nepřekvapí, že i okolo tohoto hormonálního procesu se točí jeden typ dopingové manipulace. Existuje skupina preparátů, která blokuje enzym aromatázu zodpovědný právě za periferní konverzi testosteronu na estradiol. Původně byl vyvinut jako lék určený pro ženy, kterým i sebemenší hladina ženských hormonů škodí – např. u některých na hormonech závislých typů nádorů prsu. Jenže dá se použít i jinak. Zejména kulturisty trápilo, že se drahocenný a ve vysokých dávkách podávaný testosteron změní nakonec v protivný estradiol. Ten nejen že jim přímým působením zvětšoval normálně zakrnělé mléčné žlázy, ale zpětnovazebně snižoval i produkci LH, což vedlo nejen ke snížení produkce vlastního TST, ale co hůř, i ke zmenšení varlat do dětských velikostí – což zejména u kulturisty rozhodně nepůsobí žádoucí dojem. V takovém případě způsobí podání blokátoru aromatázy zásah několika much jednou ranou. TST se nekonvertuje a tudíž estradiol není. Tím pádem nejen že nerostou prsa. TST se také odbourává daleko pomaleji jinými cestami a tudíž se ho nemusí podávat takové množství uměle. A nejen to – LH reaguje na estradiol, nikoliv na TST a tudíž z pohledu kontroly zpětné vazby je testosteronu stále nedostatek a proto hladina LH a produkce TST neklesá, ale zůstává maximální a dokonce ani obsah pytlíku se nezmenšuje. Některé články na internetu dokonce naznačují, že i samostatné podání blokátorů aromatázy bez steroidů může díky mechanismu zpomalení úbytku TST a zároveň zablokování zpětné vazby působit dostatečně anabolicky pro některé na maximalizaci hladin TST méně náročné sporty. Nemusím proto asi vysvětlovat, proč se tak zdánlivě nenápadná a pro sport neužitečná skupina léků velmi rychle dostala na index WADA.
Okénko bobulářů teď raději uzavřeme, než mě někdo obviní z propagace a šíření hnutí směřujícího k většímu obohacení farmaceutického průmyslu a překupníků a budeme se raději věnovat laboratornímu sledování. Už samotné sledování TST je velmi dobrým indikátorem únavy závodníka a nebo naopak možností jeho výkonnostního růstu. Klesající TST znamená pokles síly a regeneračních schopností, naproti tomu vysoká hladina znamená velký prostor pro trénink s dostatečnou odezvou v podobě zvýšení výkonnosti. Ani u TST nemám k dispozici příliš mnoho pozorování pro seriozní výzkum, nicméně těch pár čísel hovoří asi následovně: Dospělý, tj třiceti a víceletý cyklista s TST vyšším než 20 nmol/l je i v přípravném podzimním období, kdy posiluje a moc nejezdí dost raritní. Únava z objemového tréninku na jaře dokáže srazit hodnoty TST i hluboko pod dolní hranici normy na 5 – 7 nmol/l. Proto je po objemovém najíždění nutné vytvořit tělu dostatečný prostor pro regeneraci a pozvednutí TST na hodnoty alespoň do poloviny normy, jinak bylo najíždění jen zbytečnou ztrátou času a závodník nedokáže zareagovat výkonnostním růstem na následující období vyšších intenzit ani přejít do závodního období. Současné sledování LH k tomu přidá faktor předpovědi do budoucna. Protože LH řídí hladinu TST, bude pokles LH o něco předcházet pokles TST a naopak nárůst LH u unaveného závodníka bude znamenat světlo na konci tunelu a obrat k lepší regeneraci. No a pokud je LH v nulových hodnotách, zatím co TST vysoké? V tom případě je velmi pravděpodobné, že TST v žilách závodníka není jeho vlastní. Obvyklý číselný poměr hodnot TST/LH bývá v rozmezí do 2 do 7. Stovkové hodnoty tohoto poměru jsou celkem přesvědčivě dopingové (docela by mě zajímalo, nakolik je tenhle poměr možné ovlivnit výše zmíněnými inhibitory aromatáz). I tady všem platí, že takový nález není důkazem o dopingu, ale pouhým podloženým podezřením. Důkazem je pouze nález metabolitů dopingu podle regulí dopingové kontroly.
V tabulce vliv zvýšení hladiny hormonu na některé parametry sportovce.
| regenerace | síla | výbušnost | spotřeba O2 | vytrvalost | |
| Thyroxin/trijodthyronin | + | 0/+ | 0/+ | + | – |
| Kortizol | – | – | – | – | + |
| Testosteron | ++ | ++ | ++ | ++ | 0/- |
Ceny čerpány z aktuálního ceníku laboratoře KlinLab