Антиоксидантные и нейротропные свойства коротких пептидов

Появление «легких» пептидов L-глутамина (L-аланил-L-глутамин — АГ, глицил-L-глутамин — ГГ) и их внедрение в течение последних пяти лет в теорию и практику спортивной медицины существенно изменило представления о возможностях метаболической коррекции относительной недостаточности L-глутамина при физических нагрузках. Наряду с уже хорошо известными анаболическими эффектами L-глутамина был установлен факт способности дипептида АГ поддерживать интегративную функцию кишечника, ускоряя всасывание воды и электролитов, ряда макро- и микронутриентов и оказывая тем самым регидратирующее действие и повышая последующее усвоение макронутриентов. Появилось условное разделение эффектов дипептидов глутамина на срочные (развиваются в течение часа и связаны в основном с регидратацией и улучшением функции возбудимых тканей) и отсроченные (развиваются через часы и дни после поступления в организм, проявляются устойчивым анаболическим и антикатаболическим эффектами, повышением иммунитета, увеличением запасов гликогена в мышцах и др.), что потребовало существенной адаптации практического использования глутаминсодержащих смесей в спортивной медицине.

В клинической и спортивной медицине используются четыре основные формы L-глутамина: сама аминокислота L-глутамин, L-аланил-L-глутамин, глицил-L-глутамин и хелатное магниевое соединений глицил-L-глутамина (варианты дипептидов).

Для производства препаратов, содержащих L-глутамин и его дипептиды, а также клинического применения наибольшее значение имеют такие показатели, как растворимость в воде, стабильность при различных температурах; устойчивость в средах с различным рН и ферментным составом; образование и характер продуктов распада в ЖКТ. В табл. 1 приведены сведения по растворимости L-глутамина и его дипептидов в воде.

Таблица 1. Химико-физические характеристики L-глутамина и его дипептидов (цит. по: Furst P., 2001; в модификации авторов)

Применению L-глутамина в составе готовых коммерческих смесей препятствуют два обстоятельства: слабая растворимость и частичный распад в водной среде в процессе производства с выделением аммиака. Растворимость ГГ примерно в 4 раза, а АГ — в 15 раз выше, чем самого L-глутамина. К этим факторам добавляется и низкая устойчивость L-глутамина к кислой и ферментной среде желудка и относительно медленное и неполное всасывание в кишечнике. Таким образом, L-глутамин по своим физико-химическим свойствам менее привлекателен в плане практического использования по сравнению с его дипептидами.

Для производства дипептидов L-глутамина (в частности, АГ) существует достаточно большое количество методов, среди которых два основных:

1) химическая или энзиматическая конденсация защищенных L-амиинокислот глутамина и аланина (Yokozeki K., Hara S., 2005; Nozaki H. et al., 2006);

2) процесс химического синтеза с использованием D-2-хлоропропионил-глутамина (Sano T. et al., 2000). В то же время эти методы не могут быть признаны удовлетворительными по двум причинам: низкая экономичность и недостаток качества (например, параллельное образование побочных продуктов — D-аланил-глутамин, производные глутаминовой кислоты, трипептиды глутамина и др.) (Sano T. et al., 2000; Yokozeki K., Hara S., 2005). Относительно недавно предложен новый метод ферментативного биоинженерного синтеза (ферментативной продукции) АГ (Tabata K., Hashimoto S., 2007) с использованием микроорганизмов Escherichia coli, при котором доступно получение наиболее чистой формы этого дипептида.

В настоящее время АГ в качестве дополнения входит в состав многокомпонентных сухих смесей для длительного применения вместе с макронутриентами, а также в качестве одного из основных компонентов для приготовления растворов для регидратации (информация по продукту, Kyowa Hakko U.S.A. Inc., 2013). При нормальной температуре тела (36,6°С) в течение первого часа разрушается уже 50% L-глутамина, в то время как АГ сохраняется стабильным по крайней мере в течение четырех часов, что достаточно для полного всасывания в кишечнике. АГ проявляет также повышенную термоустойчивость, что имеет значение в производственных процессах и при хранении.

Абсорбция L-глутамина и его дипептидов в кишечнике. В исследовании, проведенном в 2012 г., C.R. Harris и соавторы сравнили динамику концентрации L-глутамина в плазме крови человека после перорального однократного введения L-глутамина в виде свободной аминокислоты и в виде эквивалентного по дозе глутамина дипептида L-аланил-L-глутамина. АГ в дозе 89 мг×кг^-1 в большей степени, чем свободная форма L-глутамина (60 мг×кг^-1), обеспечивает длительное и существенное повышение концентрации L-глутамина в плазме крови; при этом обе дозы эквивалентны по L-глутамину. Исходная концентрация L-глутамина составляет 475±108 мкмоль×л^-1. Через 30 мин после приема L-глутамина наблюдается возрастание концентрации аминокислоты максимально на 179±61 мкмоль×л^-1 с возвращением к исходным значениям через 2 часа. Среднее значение площади под кривой изменения концентрации (AUC) между 0 и 4 часами составило 127±61 мкмоль×час^-1×л^-1. После введения АГ пик увеличения концентрации L-глутамина в плазме составил +284±84 мкмоль×л^-1 по отношению к исходным значениям, что на 59% больше, чем при введении L-глутамина (P < 0,05). Длительность увеличения концентрации L-глутамина также была больше в случае применения дипептида, а среднее значение AUC составило 284±154 мкмоль×час^-1×л^-1, что более чем в два раза превышает показатели при применении L-глутамина (P < 0,05).

В клиническом исследовании P. Klassen и соавторов (2000) изучена фармакокинетика АГ (20 г) при различных режимах перорального введения (однократное 20 г и повторяющееся — 5 раз в день по 4 г) у человека в норме и в условиях хронического воспалительного процесса. Дополнительно для оценки влияния кислотности желудка на абсорбцию АГ использовалась модель подавления желудочной секреции с помощью омепразола. В случае однократного введения пик концентрации L-глутамина наблюдался в среднем на 50-й минуте и составил +794±107 мкмоль×л^-1 (∆) к базовым концентрациям этой аминокислоты в плазме с нормализацией до исходных значений на 180-й минуте. При прерывистом введении пик концентрации L-глутамина был примерно в два раза ниже (+398±61 мкмоль×л^-1), но каждое последующее введение позволяло поддерживать эту концентрацию в течение суток. Авторами не было обнаружено существенных различий в фармакокинетике АГ у пациентов с хроническим воспалением и у здоровых лиц, а также в условиях пониженной секреции в желудке соляной кислоты.

Таким образом, АГ не только превосходит свободную форму L-глутамина по скорости всасывания в кишечнике более чем в два раза, но и сохраняет эту способность при хроническом воспалении и пониженной секреторной активности желудка. Такие особенности могут иметь непосредственное практическое значение для применения дипептида глутамина в спортивной медицине.

Срочные эффекты дипептидов L-глутамина в условиях физических нагрузок. Изучению влияния АГ на абсорбцию воды и электролитов в кишечнике, его способности останавливать процессы дегидратации у спортсменов предшествовали многочисленные экспериментальные и клинические исследования эффективности этого дипептида при диарее, вызванной различными патологическими состояниями (Lima A.A. et al., 2002; Bushen O.Y. et al., 2004; Li Y. et al., 2006; Sun J. et al., 2012). В то же время потеря воды и электролитов через кишечник во многих отношениях отличается от таковой при физических нагрузках, когда основной причиной обезвоживания является повышенное потоотделение. Способность АГ при пероральном приеме спортсменами усиливать всасывание воды и электролитов в кишечнике, ускоряя регидратацию во время и после интенсивных тренировок и игр, подробно исследована в лаборатории J.R. Hoffman (2010–2015, FACSM, FNSCA, University of Central Florida Orlando, Department of Health and Exercise Science, США).

Однократный прием АГ в условиях кратковременных высокоинтенсивных физических нагрузок и умеренного гидратационного стресса (Hoffman J.R. et al., 2010). Влияние гидратационного стресса на гормональный, иммунологический и воспалительный ответ при физической нагрузке изучено в целом ряде работ (Maresh С.М. et al., 2006; Penkman M.A. et al., 2008; Judelson D.A. et al., 2007, 2008; Hoffman J.R. et al., 2010). Умеренный уровень гипогидратации спортсмена (2–3% потери массы тела) усиливает гормональный и иммунный ответ организма, приводит к увеличению концентрацию кортизола, ослабляет ответную реакцию тестостерона в ответ на нагрузку. Изменения подобной направленности могут замедлять процесс восстановления после тренировочных и соревновательных нагрузок и формировать так называемый гипогидратационный статус.

Результаты исследования J.R. Hoffman и соавторов были выполнены на 10 мужчинах-добровольцах (возраст 20,8±0,6 года; рост 176,8±7,2 см; общая масса тела 77,4±10,5 кг; жировая масса 12,3±4,6%). В ходе всех исследований давалась предварительная нагрузка (прогулка по беговой дорожке с наклоном 2% со скоростью 3,4 мили в час в закрытой одежде) до получения целевого показателя потери массы тела (2,5%), то есть достижения гипогидратационого статуса. Затем формировались четыре группы испытуемых. В процессе первого исследования (группа Т2) испытуемые достигали целевой цифры (2,5%) потери массы тела и затем отдыхали непосредственно на веломобиле в течение 45 мин перед началом тренировочной сессии (без регидратации). В процессе трех других исследований испытуемые после достижения того же целевого показателя потери веса (2,5%), подвергались регидратации до 1,5% от массы тела перед тестовым заданием путем употребления жидкостей: только воды (группа Т3); воды с добавлением низкой дозы АГ (группа Т4 — 0,05 г×кг^-1); воды с добавлением высокой дозы АГ (группа Т5 — 0,20 г×кг^-1). Протокол последующей тренировки (тестирующая физическая нагрузка) состоял из десяти 10-секундных спринтов на велотренажере с одноминутным перерывом между ними. Образцы крови для полного анализа брались: после первичного достижения гипогидратации, сразу перед тестирующей физической нагрузкой, сразу после нее, а также через 24 часа. В сыворотке крови регистрировали содержание L-глутамина, калия, натрия, альдостерона, аргинина, вазопрессина, С-реактивного белка, интерлейкина-6, малонового диальдегида, тестостерона, кортизола, адренокортикотропного гормона (АКТГ) и гормона роста. Обнаружено, что уровни L-глутамина в группе T5 были значительно выше, чем в группах T2, Т3, T4. При этом АГ дозозависимо, по сравнению с группой Т2, увеличивал время работы до отказа в ходе выполнения спринтов на велотренажере (группа Т4 — увеличение на 130,2 ± 340,2 с; группа Т5 — на 157,4 ± 263,1 с.). Концентрация натрия в плазме была выше (Р < 0,05) в группе Т2 по сравнению с тремя другими группами, а концентрация альдостерона в группах, применявших АГ, была ниже, чем в группе Т2. Авторы делают заключение, что добавление АГ в жидкость, потребляемую спортсменом, обеспечивает значимое эргогенное преимущество за счет увеличения времени переносимости физических нагрузок в условиях умеренного гипогидратационного стресса.

Однако использование просто воды (как это имело место в данной работе) как основы для добавления АГ с целью купирования гипогидратации не является современной стратегией восстановления ВЭБ у спортсменов. В связи с этим был выполнен ряд исследований относительно сочетанного влияния АГ и электролитов в составе спортивных напитков на показатели ВЭБ при физических нагрузках.

Целью работы G.J. Pruna (2014) было исследование эффективности двух различных доз АГ в составе коммерческого электролитного напитка по сравнению с эффектами этого базового электролитного напитка в отдельности в отношении изменений времени реакции и когнитивных функций при тренировках на выносливость. Двойное-слепое рандомизированное плацебоконтролируемое перекрестное исследование выполнено у 12 тренированных мужчин, занимающихся бегом (возраст 23,5±3,7 года; рост 175,5±5,4 см; масса тела 70,7±7,6 кг). Общий заданный тест для всех исследуемых групп: 60-минутный бег при 75% VO_2max с последующим бегом до изнеможения (до добровольного отказа) при 90% VO_2max. Авторы изучали VO₂ (способность поглощать и усваивать кислород); RO — RPE (стандарт воспринимаемого напряжения по Шкале воспринимаемого напряжения Борга), который дает возможность оценить интенсивность тренировки по балльной шкале от 6 до 20, где 6 — полное отсутствие напряжения, 13 — отчасти тяжелое, 17 — очень тяжелое и 20 — максимальное напряжение; содержание лактата в крови, а также проводили электромиографию (ЭМГ). Потеря веса у всех участников в процессе первого исследования (без восполнения потерь) была ≥ 1,3 л×час^-1. В трех последующих исследованиях участники употребляли 250 мл жидкости каждые 15 мин (итого один литр в течение часа). При рандомизации групп соблюдался принцип двойного-слепого контроля: ED — электролитный спортивный напиток; LD — спортнапиток + 300 мг АГ (на 250 мл); HD — спортивный напиток + 1000 мг АГ (на 250 мл). В контрольном забеге (DHY без регидратации) испытуемые теряли 1,7±0,23 кг от общей массы тела за 60 мин, что составляло 2,4%. Все три варианта напитка достоверно и значительно снижали эти потери, причем отмечена тенденция к большей эффективности напитка с низким содержанием АГ. Оценка изменений показателей моторной и визуальной реакции, времени физической реакции проводилась до и после бега. Наибольшие положительные изменения наблюдались в группе с низким содержанием АГ (LD), в которой отмечалось снижение времени визуальной и физической реакции и в наименьшей степени возрастало время моторной реакции. Таким образом, показано, что как низкие, так и высокие дозы АГ, в отличие от других вариантов исследования, усиливают когнитивную функцию в постнагрузочный период, что подтверждается повышением частоты успешных результатов в специальном тесте CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) — идентификации предлагаемых визуальных комбинаций цветных шаров на стене со сменой конфигураций (система NeuroTracker, CogniSens, Montreal, Quebec), а также успешностью решения простых математических компьютерных цифровых заданий (Serial Sevens Test), выполняемых в соответствии с А. Smith, 1967. Автор делает заключение, что АГ в низких и высоких дозах в составе электролитного спортивного напитка оказывает позитивное влияние на физическую подготовленность спортсменов к длительной сверхинтенсивной нагрузке, снижает потерю массы тела за счет регидратации, сохраняет высокую моторную и визуальную реакцию и когнитивную функцию. Это, по мнению авторов исследования, связано в первую очередь с усилением всасывания воды и электролитов под влиянием АГ, а также, возможно, с нормализующим влиянием АГ и L-глутамина на ЦНС.

В литературе приведены результаты относительно эффективности применения растворов, содержащих АГ и ГГ у представителей разных видов спорта и тренировках с различным механизмом энергообеспечения.

Влияние перорального введения АГ и электролитов на концентрацию электролитов плазмы, физиологические показатели и нейромышечную усталость в процессе тренировки на выносливость (McCormack W.P., 2014; McCormack W.P. et al., 2015). Исследована эффективность АГ в виде коммерческого спортивного напитка по сравнению со спортивным стандартным напитком на время истощения и физиологические показатели в процессе пролонгированных физических упражнений на выносливость. 12 тренированных на выносливость мужчин (возраст 23,5±3,7 года; рост 175,5±5,4 см; масса тела 70,7±7,6 кг) выполняли четыре задания. Каждое здание состояло из одночасового бега на дорожке при 75% VO_2peak с последующим бегом до истощения при 90% VO_2peak. В одном исследовании не проводилось гидратации (NHY), в другом давался стандартный спортивный напиток (ED), а в двух других исследованиях к стандартному спортивному напитку добавлялась низкая доза (LD; 300 мг АГ на 500 мл) и высокая доза (HD; 1000 мг АГ на 500 мл). В процессе исследования каждые 15 мин потреблялось 250 мл указанных жидкостей (один литр в течение часа). Содержание L-глутамина, глюкозы, электролитов в плазме и осмолярность измерялись перед бегом и на 30, 45 и 60 мин после его начала. VO₂, дыхательный коэффициент (RQ), и ЧСС (HR) измерялись каждые 15 минут. Время истощения было значительно дольше в группах LD и HD по сравнению с группой, в которой не проводилась гидратация. Не обнаружено различий между группами без гидратации и группой, где гидратация проводилась стандартным спортивным напитком (NHY и ED). В группах LD и HD концентрации глутамина были значимо повышены на 45 мин и затем поддерживались на достигнутом уровне до 60 мин в группе HD. Концентрация натрия возрастала с начала бега и поддерживалась стабильной в течение всего часа бега. На 60 мин концентрация натрия в плазме была значительно ниже во всех группах с гидратацией по сравнению с группой без гидратации. Авторы сделали заключение, что употребление АГ в составе спортивного напитка как в малых, так и в больших дозах значительно и дозозависимо удлиняет время наступления истощения в процессе высокоинтенсивных тренировок, повышает выносливость спортсменов.

Пептиды L-глутамина в поддержании работоспособности в футболе (Favano A. et al., 2008). В футболе, как и в других спортивных играх, двигательная активность имеет свою специфику: многосторонняя механическая деятельность; высокая вариативность нервно-мышечных усилий; непрерывная смена рабочих двигательных режимов; высокая интенсивность усилий в решающие игровые моменты; повышенное напряжение вегетативных функций; комплексное проявление двигательных качеств в короткие интервалы времени. В совокупности эти качества футболиста характеризуются как устойчивость к перемежающимся (чередующимся, ациклическим) периодам нагрузки и относительного расслабления, что требует включения всех систем обеспечения энергией. В среднем за игру футболисты покрывают дистанцию от 10 до 14 км. Исследование проведено на 9 бразильских футболистах высшего уровня из профессиональной команды Сан-Паулу (средний возраст 18,4±1,1 года; масса тела 69,2±4,6 кг; рост 175,5±7,3 см; VO_2MAX 57,7±4,8 мл×кг^-1×мин^-1). В качестве нагрузки предлагался специальный тест на бегущей дорожке, имитирующей ритм и перемежающуюся интенсивность движений со сменой скоростей во время игры с соответствующей физической нагрузкой. В процессе исследования постоянно мониторировались: легочная вентиляция (VE), потребление кислорода (VO₂), выделение углекислого газа (VCO₂) и дыхательный коэффициент обмена (RER), параметры электрокардиограммы. Спортсменам за 30 мин до начала теста, который повторялся дважды с недельным интервалом, давали два варианта напитка:
1) основная группа — 50 г мальтодекстрина + 3,5 г пептида глутамина в 250 мл воды;
2) контрольная группа — 50 г мальтодекстрина в 250 мл воды. Основной результат исследования заключался в очень значительном увеличении дистанции, которую пробегали спортсмены за время теста, под влиянием раствора с пептидом глутамина: 12750± 4037 м — в контрольной группе и 15571±4184 м — в основной группе (при использовании раствора, содержащего пептид глутамина; прирост составил 22,1%. Общая длительность переносимости нагрузок, в свою очередь, достигала 73±23 мин в контрольной группе и 88±24 мин — в группе с пептидом глутамина (+20,5%). Авторы делают заключение, что введение пептида глутамина в раствор углеводов повышает работоспособность и переносимость физических нагрузок перемежающегося (ациклического) типа у футболистов, снижает чувство усталости и позволяет дольше, по сравнению с применением стандартного раствора углеводов, выполнять упражнения.

Роль АГ в поддержании физической формы в баскетболе (Hoffman J.R. et al., 2012). Целью данной работы было исследование влияния приема АГ в составе водного раствора на физическую подготовленность в баскетболе, включая силу прыжков, время реакции, точность бросков и утомляемость. В исследовании приняли участие 10 женщин (возраст 21,2±1,6 года; рост 177,8±8,7 см; масса тела 73,5±8,0 кг; все спортсменки были добровольцами — участниками I Дивизиона баскетбольной лиги Национальной баскетбольной ассоциации США). Выполнено четыре исследования, каждое включало игру в баскетбол на протяжении 40 мин с контролируемыми тайм-аутами для регидратации. В процессе первого исследования (DHY) регидратация не проводилась, а полученные данные о потерях веса использовались для трех других исследований в качестве контроля для определения необходимого объема возмещения жидкости. В первом из этих трех исследований испытуемые получали только воду (группа W). В двух оставшихся исследованиях испытуемые получали добавки к воде АГ в низкой дозе (AG1 в дозе 1 г на 500 мл) или в более высокой дозе (AG2 — 2 г на 500 мл). Все полученные данные, регистрируемые до и после игры, пересчитывались в очки (результаты после — результаты до). Статистическая обработка данных производилась методом вариантного анализа. При отсутствии регидратации (группа DHY) игроки теряли 1,72±0,42 кг, что составляет 2,3% массы тела. В группах с регидратацией не было различий в потреблении жидкости (1,55±0,43 л). Выявлен прирост точности бросков на 12,5% (Р = 0,016) в группе AG1 по сравнению с группой без регидратации и на 11,1% (Р = 0,029) в этой группе по сравнению с группой W (прием воды). Время визуальной реакции также было короче в группе AG1 (Р = 0,014) по сравнению с группой DHY. Значимые различия в утомляемости (Р = 0,045), определяемой по нагрузке на игрока, выявлены только между группами AG2 и DHY в пользу группы W. Отличий в мощности прыжков между группами не обнаружено. Авторы делают заключение, что в баскетболе регидратация с помощью раствора, содержащего АГ, по сравнению с обычной водой, гораздо лучше поддерживает физическую и функциональную подготовленность, а также психофизиологические характеристики спортсменов.

Влияние дипептидов L-глутамина на показатели физического состояния спортсменов при выполнении анаэробных упражнений. Анаэробные тренировки (с гликолитическим лактатным механизмом энергообеспечения) — это вид физической нагрузки (тяжелая атлетика, спринтерский бег и др.), характеризующейся высокой интенсивностью в очень короткий промежуток времени (десятки секунд), при которой мышечные движения совершаются за счет энергии, полученной в ходе анаэробного гликолиза и запасенной в мышечной и некоторых других тканях, после чего анаэробная мощность резко падает. Для характеристики данного вида нагрузки используют два показателя: максимальная анаэробная мощность и максимальная анаэробная емкость, для оценки которых применяют показатель максимальной величины кислородного долга — МКД, который проявляется после работы предельной мощности (Wilmore J.H., Costill D.L., 2004). При этом для любого исследуемого препарата эффекты при анаэробных упражнениях являются отдельной характеристикой. Влиянию дипептида АГ на физиологические показатели здоровых лиц (спортсменов и неспортсменов) в этом виде упражнений посвящена работа M. Khorshidi-Hosseini & B. Nakhostin-Roohi (2013). В исследовании была поставлена задача с помощью раствора для приема внутрь (спортивный напиток), содержащего углеводы и дипептид глутамина, предотвратить падение анаэробной мощности в процессе повторяющихся нагрузок. В данном исследовании приняли участие 28 физически подготовленных студентов-мужчин, которые с учетом показателей максимальной мощности (Max Рower) и принимаемого за 2 часа до исследования питьевого раствора были рандомизированы на четыре группы:
1) G-группа (пероральный прием дипептида глутамина в дозе 0,25 г×кг^-1 массы тела в 250 мл воды),
2) M-группа (50 г мальтодекстрина в 250 мл воды),
3) GM-группа (50 г мальтодекстрина + дипептид глутамин в дозе 0,25 г×кг^-1 массы тела в 250 мл воды;
4) P-группа (плацебо, 250 мл воды с 30 г подсластителя).

Каждый участник проходил трехразовый беговой анаэробный спринт-тест (Running-based Anaerobic Sprint Test — RAST) с интервалом 60 мин. При этом регистрировались максимальная мощность (Max power) и минимальная мощность (Min power) работы, а также утомляемость. Основными результатами данного исследования были, во-первых, отсутствие изменений в плацебо-группе по сравнению с исходными показателями во всех трех сериях упражнений с тенденцией к снижению результатов от серии к серии; во-вторых, тенденция к поддержанию обоих видов мощности в группах с мальтодекстрином и дипептидом глутамина; в-третьих, достоверное сохранение обеих видов мощности работы — минимальной и максимальной — в группе с совместным использованием мальтодекстрина и дипептида глутамина и превышение данного эффекта по сравнению с группами с раздельным использованием дипептида глутамина и мальтодекстрина в третьей сессии упражнений. Авторы делают заключение, что однократный прием за 2 часа до анаэробной физической нагрузки спортивного напитка, содержащего дипептид L-глутамина и мальтодекстрин, является эффективным методом предотвращения падения анаэробной мощности при повторяющихся трехкратных упражнениях в течение относительно короткого интервала между ними.

Нейропротективные и анальгезирующие свойства дипептидов L-глутамина. Как показали в 2011 г. на модели острого церебрального ишемического/реперфузионного повреждения V. Pires и соавторы, АГ проникает в мозг при любом периферическом способе введения. Дипептид L-глутамина снижает дегенерацию ядер нейронов и предотвращает клеточную смерть мозговой ткани. Механизмом защитного действия АГ в отношении мозговой ткани может быть усиление высвобождения восстновленного глутатиона (GSH), который уменьшает влияние на организм свободных радикалов кислорода. Авторы предположили, что такой механизм может иметь важное значение в предотвращении и уменьшении утомляемости структур ЦНС, сохранении времени реакции и увеличении способности адекватно и длительно реагировать на внешние стрессорные воздействия различного генеза.

Еще одним аспектом положительного нейротропного действия дипептидов L-глутамина (в частности, ГГ) является потенциальная болеутоляющая активность. ГГ является дериватом бета-эндорфина (С-концевой фрагмент) и основным продуктом метаболизма эндорфина в ЦНС (Cavun S. et al., 2005). Анальгетическое действие этого соединения исследовалось в течение 30 лет (1983–2014 гг.), и было установлено, что ГГ является преобладающим метаболитом β-эндорфина в целом ряде мозговых структур и в периферических тканях, хотя его физиологическая роль остается до сих пор не до конца понятной (Parish D.C. et al., 1983; Owen M.D. et al., 2000). Будучи «легким» пептидом, ГГ проникает через ГЭБ, уменьшает гипотензию и кардиореспираторную депрессию, вызываемую опиатами, но не изменяет их анальгетическую активность при периферическом введении даже в дозах, более чем в 100 раз превышающих необходимое его количество для снятия респираторной депрессии при введении морфина (Owen M.D. et al., 2000). S. Cavun и соавторы (2005) рассматривают ГГ в качестве весьма избирательного антагониста опиатов с собственным анальгезирующим действием, который в ЦНС проявляет свойства нейротрансмиттера, а на периферии — циркулирующего гормона. Такое действие ГГ с практической точки зрения может иметь существенное значение во всех ситуациях повышенных физических нагрузок в сочетании с болезненными травматическими явлениями.

Влияние длительного приема дипептидов L-глутамина на метаболические процессы в организме при интенсивных физических нагрузках (отсроченные, или отставленные, эффекты). При хроническом использовании АГ и ГГ на первый план выходит их способность стимулировать поступление и метаболизм макронутриентов, в первую очередь протеинов и таким образом проявлять анаболическое и антикатаболическое действие. Эти эффекты растянуты во времени, обеспечиваются как самой молекулой дипептида, так и отдельными аминокислотами после их гидролиза в организме (L-глутамин и L-аланин), требуют соблюдения иных дозировок и схем применения, включая рекомендации по сочетанному введению с другими нутриентами. Систематическое изучение изменений метаболизма L-глутамина, выполненное в Хирургической исследовательской лаборатории Венского медицинского университета (Австрия) под руководством E.M. Strasser позволило сформулировать концепцию «нутритивных» и «ненутритивных» эффектов L-глутамина как основы для дальнейшего использования глутамина и его дериватов в качестве средств коррекции метаболических процессов (Strasser E.M. et al., 2007; Roth E., 2008). Под нутритивными эффектами глутамина подразумевается способность формирования условий для адекватной нутритивной поддержки (предшествующее, текущее и последующее питание) с целью предупреждения угрозы развития недостаточности питания или снижения усвоения нутриентов, стимулировать увеличение тощей массы тела и снижение жировой массы. Под ненутритивными эффектами имеются в виду поддержание нормальной иммунной функции, клеточных метаболических процессов в возбудимых тканях, способности противодействовать влиянию физиологического и патологического стресса.

Нутритивные эффекты длительного применения дипептидов L-глутамина. Интенсивные физические нагрузки являются мощнейшим физиологическим стрессом, который в период действия стрессорного фактора ограничивает и даже выключает способность кишечника к полноценному всасыванию белков, жиров и углеводов, уменьшает их максимальный переносимый объем. Длительные интенсивные физические нагрузки ведут к целому ряду нарушений ЖКТ, особенно в тех видах спорта, которые требуют повышенной выносливости. Этой теме посвящено огромное количество работ, результаты которых суммированы и проанализированы в обзоре E.P. de Oliveira и соавторов (2014). Сами по себе проблемы с ЖКТ — наиболее частая и общая причина недостаточной физической, а также и функциональной подготовленности спортсменов. В частности, у 30–90% бегунов на длинные дистанции имеются нарушения функции кишечника в процессе тренировок (Jeukendrup A.E. et al., 2000). У 37–89% бегунов на сверхдлинные дистанции отмечались тошнота, рвота, абдоминальные спазмы и диарея (Hoffman M.D., Fogard K., 2011; Stuempfle K.J. et al., 2013).

С патогенетической точки зрения основные факторы изменений со стороны кишечника в условиях интенсивных физических нагрузок сводятся к следующему:

1) гипоперфузия и ишемия внутренних органов (адренергическая вазоконстрикция), которая может при интенсивных тренировках ограничивать кровоток в данной области на 80% в пользу кровоснабжения работающих мышц (своеобразный «синдром обкрадывания»);

2) ишемия слизистой кишечника и нарушение ее интегративной функции, что влечет за собой повышение проницаемости;

3) нарушение перистальтики кишечника (слабо выражено при умеренных тренировках, но резко усиливается при тренировках высокой интенсивности);

4) нарушение абсорбции из-за причин, приведенных ранее;

5) внешние причины нутритивного характера (постоянная дегидратация, несбалансированное по нутриентам питание, использование гиперосмолярных напитков и напитков с низким рН).

Таким образом, после окончания действия нагрузочного фактора готовность ЖКТ к приему пищи снижена: уменьшается переносимый объем пищи и переваривающая способность желудка; тормозится всасывание нутриентов. Особенно наглядно это представлено в обзоре G. Cox (2015), где приведен пример уменьшения усвоения макронутриентов (аминокислот) сразу после тренировки почти в 4 раза, а по прошествии часа — в 2 раза; полное восстановление абсорбционной способности происходит только через 3–4 часа. Потенциально дипептиды глутамина могут ускорять всасывание и утилизацию макронутриентов, способствуя их анаболическому действию.

Ненутритивные эффекты длительного применения дипептидов L-глутамина. Известно, что регулярные физические нагрузки вызывают существенное и разнонаправленное изменение иммунной функции, приводя к развитию синдрома вторичного иммунодефицита спортсменов. Как отмечено в обзоре M. Gleeson (2007), нагрузки умеренной и средней интенсивности уменьшают количество инцидентов инфекционных заболеваний. Однако пролонгированные интенсивные повторяющиеся тренировки ведут к депрессии иммунной системы, которая длится от 3 до 24 часов. Посттренировочная иммунодепрессия особенно заметна при длительности нагрузок более 1,5 часов, высокой интенсивности (55–75% VO_2max) и при неадекватном обеспечении нутриентами и энергией. Периоды таких нагрузок, длящиеся неделю и более, могут приводить к стойкой иммунной дисфункции. Хотя у элитных спортсменов может и не наблюдаться такой уровень иммунодефицита, который принято в клинических условиях считать выраженным, совокупность множества небольших изменений в отдельных звеньях иммунитета снижает устойчивость организма в целом к вирусным и бактериальным инфекциям. В снижении иммунитета при интенсивных и сверхинтенсивных тренировочных нагрузках существенная роль отводится дефициту L-глутамина (Gleeson M., 2008). Продолжительные тренировки и периоды тяжелых физических нагрузок снижают концентрацию в плазме крови L-глутамина, что коррелирует с ростом риска инфекционных заболеваний. Длительное введение дипептидов L-глутамина в дозах 28 г (0,4 г×кг^-1 массы тела) в течение 14–28 дней хорошо переносится, вызывает стойкое повышение концентрации L-глутамина в виде свободной аминокислоты и связанной с белками формы. Однако превышение этой дозы (до 0,65 г×кг^-1 массы тела) не сопровождается доказанной эффективностью в плане регуляции иммунитета и считается на сегодняшний день нецелесообразной для применения в процессе подготовки спортсменов.

Синдром перетренированности — это «состояние, характеризующееся снижением спортивной работоспособности, ухудшением нервно-психического и физического состояния занимающихся, обширным комплексом нарушений регуляторных и исполнительных органов и систем, метаболизма, лежащих на грани патологии. Генерализованный их характер свидетельствует о том, что нарушается устоявшаяся в результате длительной тренировки слаженность деятельности центральной нервной системы, двигательного аппарата и вегетативных органов. Нерациональная тренировка неизбежно затрагивает кору головного мозга, нарушает баланс, установленный между возбуждением и тормозными процесами… Явление перетренированности может наглядно проявляться в эффекторных органах (сердце, печень, двигательный аппарат и др.), несущих избыточную нагрузку в тренировочном процессе» (Платонов Владимир, 2015). В первую очередь перетренированность нервной системы относится к функции симпатической нервной системы. Хотя в практическом плане имеются многочисленные рекомендации по длительному курсовому применению L-глутамина для коррекции восстановления функций ЦНС при синдроме перетренированности, достаточных научных оснований в доступной литературе нами не обнаружено. Как и в случае регуляции иммунитета и состава тела, в первую очередь ТМТ, отсутствуют исследования относительно влияния длительного применения дипептидов L-глутамина на функции ЦНС при физических нагрузках, что не позволяет давать практические рекомендации в этом плане до появления доказательных медицинских исследований.

L-глутамин и глутаминовая кислота (L-глутамат). В ряде публикаций, особенно в так называем «научно-популярных» статьях, приходится сталкиваться с употреблением данных о свойствах L-глутамина при характеристике глутаминовой кислоты (глутамат). Глутаминовая кислота, в отличие от L-глутамина, не рассматривается в качестве фармаконутриента в спортивной медицине. Вся доказательная база создана на основе исследований L-глутамина и его дипептидов. Принципиальные различия этих двух аминокислот достаточно велики (Newsholme Ph. et al., 2003). L-глутамат (L-глутаминовая кислота) является наиболее распространенной внутриклеточной аминокислотой, тогда как L-глутамин — наиболее распространенная аминокислота во внеклеточной жидкости. Кроме того, L-глутамат с большим трудом проникает через клеточные мембраны, что делает проблематичным устранение внутриклеточного дефицита этой аминокислоты во многих органах и тканях при дополнительном экзогенном ее введении в организм. В противоположность этому, L-глутамин легко переносится через плазмалемму внутрь клеток, включаясь во внутриклеточные метаболические процессы, в том числе через стадию образования L-глутамата. Но и процессы внутриклеточного метаболизма (как в качественном, так и в количественном отношении) L-глутамина и L-глутамата различаются: только часть экзогенно введенной глутаминовой кислоты превращается в L-глутамин (по разным данным, менее 20%). Значительная часть глутаминовой кислоты метаболизируется с образованием ГАМК, орнитина и 2-оксоглутарата, которые не имеют свойств, характерных для L-глутамина. Таким образом, включение в состав смесей для нутриционной поддержки L-глутаминовой кислоты (L-глутамата) даже в высоких концентрациях обеспечивает исключительно дополнительное количество элементов пластического материала, но не воспроизводит специфические (срочные и отсроченные) вышеперечисленные положительные эффекты L-глутамина и его дипептидов в отношении физической подготовленности спортсменов и лиц, ведущих активный образ жизни.