1. 성장호르몬과 운동능력
어린 시절 성장호르몬이 많으면 거대증을, 부족하면 왜소증을 유발한다. 후자의 경우 성장기 동안 어린이가 정상적으로 성장을 하려면 다른 성장 촉진 호르몬과 함께 성장호르몬의 처방이 필요하다. 성장호르몬은 죽은 사람의 뇌하수체로부터 추출하여 얻을 수 있는데 이는 비용과 시간이 많이 든다. 유전공학의 발전에 따라 많은 양의 인간 성장호르몬을 생산하게 되었다.
성인기에 성장호르몬이 초과하는 것을 선대 비대증이라 한다. 성인기에 과량의 성장호르몬은 긴뼈 말단의 송과체 성장판이 닫혀 있기 때문에 키의 성장에 영향을 줄 수 없다. 불행히도 과량의 성장호르몬은 손, 발, 얼굴의 뼈가 두꺼워지는 영구적 기형의 원인이 된다. 최근까지 선대 비대증의 일반적인 원인은 뇌하수체 전엽의 종양으로 성장호르몬의 초과 분비를 유발하는 것으로 알려졌지만, 이것은 더 이상 사실이 아니다.
성장호르몬이 근육 성장을 자극하는 효과를 얻기 위해 선수들은 불행히도 다른 호르몬과 같이 이제 쉽게 구할 수 있는 성장호르몬을 주입하고 있다. 그러나 증가하는 단백질은 수축성 단백질보다는 연결조직의 단백질이다. 이러한 관점에서 보면 근력은 근육 크기와 비례하지 않는다는 것이다. 이와 비슷한 연구 결과로써 성장호르몬이 부족한 성인들을 대상으로 성장호르몬을 주입하면서 저항성 트레이닝을 처치했을 때도 같은 현상이 나타났다.
다양한 효과를 가지는 모든 호르몬처럼 사용자는 한 가지 효과만을 가질 수 없다. 성장호르몬의 장기간 복용은 당뇨병, 수근 터널 압박, 근육병과 생명을 단축한다. 성장호르몬의 사용에 대한 부작용에 대한 염려가 매우 커서 일부 사람들은 성장호르몬을 '통제물질'로 분류하도록 권고하고 있다. 다행스럽게도 유럽체육연맹과 국제올림픽위원회(IOC)는 인체 내에서 자연적으로 생성되는 성장호르몬과 인위적으로 성장호르몬을 만드는 방법을 연구하는 GH-2000 연구 사업을 시작하였다. 그러나 레기는 이러한 활동에 대조적인 관심을 가졌다. 성장호르몬이 근육을 합성하는 호르몬이라는 증거가 없다는 주장부터 과사용을 주의 깊게 장려해야 하는가에 관한 그의 논문은 성장호르몬에 대한 논쟁을 끌어낸 좋은 계기가 되었다.
2. 엔도르핀과 운동
사람들은 장거리 달리기 운동 중 각자가 경험하는 운동의 좋은 느낌이 들고 있을 것이다. 이러한 느낌을 나타내는 말로 '달리면 기분 좋다.'라는 말을 많이 들었을 것이다. 이러한 경험은 엔도르핀과 관계있는데, 이것은 내인성 모르핀과 같은 물질로서 통증에 대한 정보 전달에 관련되는 외 부분의 진정제 수용기와 상호작용한다. B-엔도르핀은 ACTH의 형성 중에 생성되는 B-리포트로핀으로부터 뇌하수체 내부에서 형성된다.
이 물질들과 ACTH와의 밀접한 관계는 셀리에의 일반적 적응 신드롬으로, 연구자들은 B-리포트로핀과 B-엔도르핀의 혈장 수준이 운동 스트레스에 대해 어떻게 반응하는지에 관심이 많았다. 1980년대 초에 행해진 연구들은 운동이 혈장 ACTH와 B-엔도르핀에 똑같은 변화를 일으켰다고 보고하였다. 이러한 연구를 기초로 이 분야 초기 연구물의 결론은 남녀의 운동이 B-리포트로핀/B-엔도르핀의 상승을 유발하였다는 것이다. 화학적 분석기술이 B-리포트로핀으로부터 B-엔도르핀을 분리하는 방법을 개발하였기 때문에 많은 연구들이 진행되었다.
한 연구에 따르면 VO2max 60%에서 1시간 동안 운동하였을 때, 피험자의 B-엔도르핀에 아무런 변화가 없었다고 보고하였다. 이것은 VO2max 70% 이상의 운동강도에서 운동한 훈련/비 훈련 피험자들 모두 혈장 B-엔도르핀의 상승을 보고한 다른 연구에 의해 증명되었다. 더욱이, 운동강도가 더 높을수록 B-엔도르핀 상승에 이르는 시간은 더 짧았다. B-엔도르핀의 변화가 젖산 역치인 4mM 이상의 젖산 수치와 연관되어 있다는 증거가 있지만, 훈련된 피험자들은 비 훈련 피험자들보다 젖산 수치가 더 낮았음에도 불구하고 같은 B-엔도르핀 반응을 보였다.
이러한 결과는 지구성 운동 시 B-엔도르핀이 기분과 통증역치의 변화와 관련 있다는 이론을 지지하는 것이다. 그러나 혈장 수치는 뇌에서 신경 내분비 기능에 대한 다양한 기질들의 영향을 충분히 반영하지 못하는 것 같다. 이러한 조심스러운 해석에 동의하면서 모 건은 기분 변화에 대한 운동의 효과를 연구하는 데 있어서 대안적인 가설의 필요성을 강조하였다.
3. 호르몬 조절과 활동
- 시상하부는 뇌하수체 전역과 후엽의 활성을 조절한다.
- 성장호르몬은 뇌하수체 전엽에서 분비되며 정상적 성장을 위해 필수적이다.
- 성장호르몬은 운동 중 지방조직에서 지방산의 활용을 증가시켜 혈중 포도당 수준을 유지하도록 한다.
- 갑상샘 호르몬인 T3와 T4는 대사율을 유지하고 다른 호르몬들이 충분한 효과를 발휘하는 데 매우 중요한 역할을 한다.
- 부신수질은 카테콜라민인 에피네프린과 노르에피네프린을 분비한다. 에피네프린은 부신수질의 주 분비 물질(80%)이고, 노르에피네프린은 교감신경계의 아드레날린성 신경으로부터 분비된다.
- 에피네프린과 노르에피네프린은 알파와 베타 수용기와 결합하고, 2차 전령을 통해 심박수 증가, 지방조직의 지방산 동원 등과 같이 세포를 활성화한다.
- 부신피질은 알도스테론(무기질 코 티코이든), 코티졸(당질 코 티코이든), 그리고 에스트로젠과 안드로젠(성 스테로이드)을 분비한다.
- 알도스테론은 Na+과 K+의 균형을 조절한다. 알도스테론 분비는 레닌-앤지오텐신에 의해 시작되고 격렬한 운동을 함에 따라 증가한다.
- 코티졸은 운동을 포함한 다양한 스트레스에 반응하여 포도당, 유리지방산 등의 연료를 동원하고 손상된 조직을 보상하기 위해 아미노산을 만든다.
- 인슐린은 췌장 랑게르한스섬의 B세포에서 분비되고 아미노산, 포도당, 지방의 저장을 촉진한다.
- 글루카곤은 췌장 랑게르한스섬의 a 세포에서 분비되고 포도당과 유리지방산의 동원을 촉진한다.
- 테스토스테론과 에스트로젠은 생식 기능을 유지하고, 이차 성징을 결정한다.
- 장기적 운동(훈련)은 남성의 테스토스테론 수준과 여성의 에스트로젠 수준을 낮출 수 있으며 낮아진 에스트로젠 수준은 여성이 있어서 골다공증과 관련하여 잠재적으로 부정적인 효과를 미친다.