В последние годы ученые проявляют все большой интерес к окислительному стрессу, при котором нарушается прооксидантно-антиоксидантный баланс в организме человека.
Окислительный стресс связан с повышенным содержанием в организме человека высоко реакционноспособных кислородных и азотных соединений, в том числе свободных радикалов. Научные исследования последнего десятилетия показывают, что окислительный стресс предшествует или сопутствует многим заболеваниям — сердечно-сосудистым, онкологическим, эндокринным, воспалительным, ревматоидным, нейродегенеративным (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера,шизофрения, аутизм) и нарушениям мозгового кровообращения. Подавляющее большинство теорий старения также основано на постулате активации свободнорадикального окисления (Яшин Я.И. и соавт., 2017). Интенсивные физические загрузки с их большим объемом потребляемого кислорода воздуха, особенно у представителей циклических видов спорта, с последующим образованием свободных радикалов кислорода не являются исключением.
Повышение общей и специальной физической работоспособности спортсменов под влиянием интенсивных физических нагрузок при условии адекватного протекания процессов восстановления и предупреждения возникновения состояния перетренированности являются важными составляющими не только реализации спортсмена как профессионала, но и поддержания его здоровья и качества жизни (Stephens F.B., Greenhaff P.L., 2009). Одной из очень важных составляющих развития переутомления и снижения физической работоспособности является активация перекисного окисления липидов при одновременном угнетении активности собственной (эндогенной) антиоксидантной системы, что является постоянным спутником тренировочного процесса квалифицированных спортсменов и вызывает возникновение такого патобиохимического и патофизиологического явления, как оксидативный (окислительный) стресс (Fisher-Wellman K., Bloomer R.J., 2009).
В условиях привычных стрессовых ситуаций и незначительной относительной гипоксии при физических нагрузках умеренной интенсивности активация ПОЛ ограничена, что обеспечивается постоянным функционированием достаточно надежной антиоксидантной системы, которая противодействует липопероксидации во всех звеньях (Гунина Лариса, 2016). Однако характерные для спорта высших достижений сверхинтенсивные физические нагрузки в сочетании с выраженным эмоциональным стрессом, например во время соревнований, вызывают значительную активацию ПОЛ, продукты которого даже расценивают как маркеры интенсивности предшествующей физической нагрузки (Меньщикова Е.Б. и соавт., 2006). Разрушение клеточных мембран накопленными в процессе ПОЛ свободными радикалами — один из важных факторов утомления с нарушением ресинтеза АТФ и замедления протекания восстановительных процессов. Кроме того, в последние годы показано, что длительные интенсивные физические нагрузки могут активизировать процесс апоптоза (программируемой клеточной смерти) клеток крови человека (Wang J.-S., Huang Y.-H., 2005), что непременно негативно отразится на параметрах работоспособности, и в первую очередь аэробной. Подавление активности ферментных систем, в том числе антиоксидантных и детоксикационных, что происходит при физических нагрузках, на уровне целостного организма удлиняет период восстановления после тренировочных занятий и затрудняет формирование необходимой напряженности адаптационных механизмов у спортсменов [Zhu Z. et al., 2005]. Даже эти немногочисленные факты отражают метаболические основы необходимости применения фармаконутриентов антиоксидантного действия при физических нагрузках.
Альфа-липоевая кислота
АЛК — кислота алифатического ряда; в организме образуется при окислительном декарбоксилировании альфа-кетокислот. В качестве кофермента митохондриальных мультиферментных комплексов АЛК участвует в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты и альфа-кетокислот. АЛК способствует защите клеток от токсического действия свободных радикалов кислорода, возникающих в процессах обмена веществ, обезвреживает экзогенные токсичные соединения, повышает концентрацию эндогенного антиоксиданта глутатиона, что приводит к уменьшению выраженности симптомов полинейропатий различного генеза.
При однократном приеме внутрь в дозе 600–1000 мг АЛК быстро и полностью всасывается из ЖКТ, но прием препарата одновременно с приемом пищи может замедлить всасывание вещества. Максимальная концентрация АЛК в плазме крови достигается через 30 мин и составляет 4 мкг×мл-1, абсолютная биодоступность составляет 20%, период полувыведения — 25 мин. Основными путями метаболизма АЛК являются окисление и конъюгация; преимущественно АЛК и ее метаболиты выводятся почками (80–90%).
Каротиноиды
Каротиноиды представляют собой класс природных жирорастворимых пигментов, получаемых в основном из растений. Они обладают антиоксидантным действием за счет своей химической структуры и взаимодействия с биологическими мембранами. Каротиноиды не синтезируются в организме человека и животных, а поступают с пищей. Классифицируются по химическому строению на каротины (бета-каротин, ликопен) и ксантофиллы (лютеин, фукоксантин, кантаксантин, зеаксантин, бета-криптоксантин, капсорубин и астаксантин) (Gammone M.A. et al., 2015).
Астаксантин — по своей антиоксидантной активности астаксантин значительно превосходит все известные антиоксиданты, в частности витамин Е в 14 раз, пикногенол — в 18 раз, синтетический астаксантин — в 21 раз, бета-каротин — в 54 раза, витамин С — в 65 раз.
Природный астаксантин содержится в некоторых видах рыб (например, в лососе), но для коммерческого использования его получают из культивируемых водорослей вида Haematococcus pluvialis. Применение астаксантина как фармаконутриента в спортивной медицине и других областях обусловлено несколькими причинами:
во-первых, повышением устойчивости к тепловому стрессу, вызванному самими физическими нагрузками, и в определенных ситуациях воздействием внешних температур;
во-вторых, предупреждением и снижением объемов повреждений мышечной и суставной ткани при повышенных нагрузках (профилактическое применение в составе пищи);
в-третьих, уменьшением накопления лактата в мышцах;
в-четвертых, механизмом действия астаксантина, обусловленным особенностями его химической структуры, поскольку, в отличие от ряда других антиоксидантов, он встраивается в клеточную мембрану, делает ее более устойчивой к воздействию
агрессивных радикалов кислорода и повышает внутриклеточный уровень глутатиона.
Фукоксантин.
Клинический спектр фукоксантина включает возможность лечения ожирения, диабета, гипертензии, хронических воспалительных процессов, регуляции липидного профиля крови (D’Orazio N. et al., 2012).
Полифенолы
Полифенолы — это класс химических соединений, характеризующихся присутствием более чем одной фенольной группы на молекулу. Эти вещества часто содержатся в растениях и подразделяются на танины, способные к гидролизу, которые являются сложными эфирами галловой кислоты глюкозы и
других сахаров, и фенилпропаноиды, например, лигнины, флавоноиды и конденсированные танины.
Куркумин и его производные. — мощный антиоксидант, оказывающий значительное противовоспалительное действие в отношении функции многих органов и тканей организма (Aggarwal B.B. et al., 2006; Hewlings S.J., Kalman D.S., 2017).
Куркумин угнетает такие провоспалительные ферменты, как циклооксигеназа-2 (COX-2), липооксигеназа (LOX), и увеличивает образование оксида азота (через индуцирование синтазы оксида азота — iNOS). Куркумин
также способствует снижению продукции провоспалительных цитокинов — фактора некроза опухоли-альфа (TNF-a), интерлейкинов (IL) –1, –2, –6, –8, и –12, моноцит-хемоаттрактантного протеина (MCP) и некоторых других.
Ресвератрол.
На сегодняшний день в клинической медицине преобладает точка зрения, которая сформировалась еще в 2013‒2014 гг.: ресвератрол либо не влияет, либо ослабляет положительное действие регулярных физических нагрузок на состояние скелетной мускулатуры (результаты дискуссии, отраженной в опубликованном в 2013 г. информационном письме T.W. Buford, S.D. Anton «Ресвератрол как пищевая добавка к физическим тренировкам: друг
или недруг?»). На этом фоне вопрос о применении ресвератрола в спорте пока не ставился в принципе, учитывая наличие других антиоксидантов из группы полифенолов с гораздо более выраженным и доказанным эффектом.
Прямые донаторы оксида азота
К прямым донаторам оксида азота относятся соки и экстракты свеклы и амаранта, эпикатехин (флавонол, содержащийся в какао-бобах). Эту группу еще иначе называют NOS-независимые донаторы оксида азота, поскольку их действие не зависит от фермента синтазы оксида азота (iNOS). С практической точки зрения наибольшее значение имеют пищевые добавки на основе свеклы и амаранта.
Механизм действия всех прямых донаторов окиси азота заключается в снижении потребности организма в поступлении кислорода и оптимизации расхода энергии на единицу выполненной работы.
Свекольный сок и его экстракты.
С практической точки зрения выделяют острые (при однократном применении) и хронические (при курсовом назначении) эффекты свекольного сока и его различных форм. В состав свекольного сока входит ряд компонентов, которые не просто сопровождают действие NO, но и имеют самостоятельное важное значение в повышении физической формы спортсменов.
Роль фенолов (флавоноиды, феноловые кислоты, амиды фенолов) в физиологическом действии свекольного сока.
Физиологические свойства фенолов свекольного сока сводятся к нескольким положениям:
1. угнетение перекисного окисления липидов в биологических системах;
2. связывание реактивных кислородных ра- дикалов в условиях их избыточного образования в процессе стресса, включая тренировочный и соревновательный процесс;
3. оптимизация профиля жирных кислот в плазме крови;
4. торможение образования и функции медиаторов воспаления (снижение посттравматических мышечных изменений и ускорение
восстановления);
5. регулирование транспорта глюкозы и ряда других активных веществ. Роль бетацианинов и бетаксантинов в физиологическом действии свекольного сока.
Другие растительные средства с антиоксидантным действием
В достаточно давнем обзоре L.R. Bucci (2000) приведен перечень растений, которые наиболее часто используются спортсменами разных стран, исходя из определенных исторических и географических особенностей.
Ашвагандха (Ashwagandha) (Withania somnifera) — WS —«индийский женьшень» или «зимняя вишня», на здоровье человека является предметом исследования как классической, так и традиционной медицины. К числу основных направлений и свойств, которые могут иметь отношение к НМП в спорте, относятся: эргогенное действие (увеличение силы, мощности, размеров мышц, выносливости); антистрессовый эффект (снижение избыточной реакции на физические и психические стрессорные стимулы); нейропротективное действие (защита структур ЦНС в процессе интенсивных нагрузок); иммуномодулирующее действие (повышение устойчивости к бактериальным и вирусным инфекциям, предупреждение снижения иммунитета в условиях высоких физических и психологических нагрузок); стабилизация сердечно-сосудистой системы; анальгетическое, противовоспалительное и антиоксидантное действие (Upton R., 2000; Mishra L.C. et al., 2000; Williamson E.M. et al., 2002; Singh G. et al., 2010; Vyas V.K. et al., 2011;
Braun L., Cohen M., 2015; Sodhi V., 2016).
Азиатский женьшень (Panax ginseng, PG) — Результаты исследований PG у человека в условиях физических нагрузок не внушают особого оптимизма.
Так, в РДСПКИ, проведенном H.J. Engels & J.C. Wirth (1997), у здоровых мужчин не выявлено эргогенного действия PG при субмаксимальных и максимальных аэробных физических нагрузках. Попытки этих же авторов получить положительный эргогенный результат (выносливость и силовые характеристики) за счет увеличения срока применения PG (400 мг в день в течение 8 недель) также не дали результата по данным велоэргометрии (H.J. Engels et al., 2001). Более того, в последующей работе 2003 г. H.J. Engels и его коллеги не поддержали гипотезу о поло- жительном влиянии PG на местный иммунитет слизистых оболочек в процессе физических нагрузок и в период отдыха, а также на физическую подготовленность и восстановление сердечного ритма после циклов повторяющихся упражнений.
Суммарные данные исследований растительных адаптогенов (цит. по: Molinos A., 2013)
| Метаболические изменения | RR | ES | SC | PG |
| ↓ мышечных повреждений | ||||
| ↓ мышечных повреждений | X | X | ||
| ↓ уровня лактата | X | X | X* | |
| ↑ потребления жирных кислот | X | X | ||
| ↑ активности и времени до истощения | X | X | X | X* |
| Защита эритроцитов от оксидативного стресса | X | |||
| Анксиолитическое и антидепрессивное действие | X | |||
| ↓активности креатинкиназы при стрессе | X | |||
| Противовоспалительное действие, ↓ СРБ | X | |||
| ↓ восстановления NK-клеток | X | |||
| ↓ прироста кортизола при стрессе | X | |||
| ↓ ментальной и физической усталости | X | |||
| ↑ уровней LDH | X | |||
| ↓ рН крови и мышечных волокон | X | |||
| ↑ точности движений | X | |||
| ↑ выносливости | X | |||
| Активация образования NO и кортизона при адаптации | X | |||
| ↑ содержания митохондрий в мышцах | X | |||
| ↑ аэробной мощности | X* | |||
| ↑ ЧСС | X* |
Примечания:
RR — родиола розовая; ES — элеутерококк; SC — лимонник китайский; PG — женьшень; СРБ — С-реактивный белок; NK-клетки — природные клет-
ки-киллеры (большие гранулярные лимфоциты); LDH — липопротеиды высокой плотности; ЧСС — частота сердечных сокращений; * — существуют исследования с противоположными данными.
Статья подготовлена на основе монографии «Основы спортивной нутрициологии». Узнать больше о книге Вы можете тут