3 курс / Гигиена / Sportivnaya_nutritsiologia

дозе 500 мг×кг –1 массы тела повышает физическую работоспособность (на модели плавания с гру- зом до истощения) и замедляет развитие утом- ления. Авторы полагают, что добавка аргинина

эффективно снижает вызванный физическими нагрузками дисбаланс между проявлениями окис- лительного (оксидативного) стресса и антиокси- дантной защитной способностью, и эта модуляция, вероятно, опосредуется через пути L-Arg / NO.

Результаты этого исследования улучшают наше понимание того, как L-аргинин при экзогенном

введении в организм предотвращает образование активных реакционно-способных форм кислорода

и существенно усиливает способность организма к антиоксидантой защите при физических нагруз- ках высокой интенсивности (Shan L. et al., 2013).

Такие данные формируют представления об аргинине как об эргогенном средстве, реали-

зующем свои способности не только путем донации оксида азота, но и через снижение интенсивно-

сти процессов перекисного окисления липидов с последующей нормализацией прооксидантно-ан- тиоксидантного статуса организма, что напрямую

коррелирует с приростом показателей физической работоспособности (Paddon-Jones D. et al., 2004; Gunina L., 2015).

В появившейся в самое последнее время (15 марта 2018) информации, приведенной в статье W.B. Andrade и соавторов, указывается, что при проведении исследования влияния L-аргинина (L-arg) на процесс восстановления мышц после одного сеанса тренировки с высокой интенсив- ностью (RE) у 20 здоровых молодых взрослых (22,8±3,4 года) участники были распределены по двум группам (n=10 в каждой группе): группа с плацебо-добавкой (PLA) и группа L-аргинина (ARG). Группы тестировали после завершения

сеанса высокоинтенсивной силовой тренировки и трех последующих сеансов тестирования уста- лости (через 24, 48 и 72 часа после тренировки) для

оценки времени восстановления мышц. Во время

тестовых сессий авторы оценивали следующие зависимые переменные: количество максимальных повторений, электромиографический сигнал (т. е. среднеквадратичный уровень [RMS] и средин- ный наклон частоты [MF]), проявления мышечной болезненности и воспринимаемое усилие, а также уровень в крови креатинкиназы (СК) и лактата и соотношение тестостерона к кортизолу, рас- цениваемое в научной литературе как «индекс анаболизма» (Таймазов В.А., Афанасьева И.А., 2011; Фролова О.В., Кондакова Ю.А., 2015) или

эндокринный маркер процессов восстановления висцеральных систем после мышечного напря- жения (Грязных А.В., 2011). В исследовании было установлено, что количество максимальных повто- рений увеличилось через 48 и 72 часа (P <0,05) после тренировки в обеих группах. Уровни креа- тинкаиназы и проявления мышечной болезненно- сти возросли через 24 часа после тренировочной

нагрузки и постепенно возвратились к исходному уровню через 72 часа (Р <0,05) после тренировки в обеих группах. Содержание лактата повыша- лось сразу после тренировки и снижалось через 24 часа после тренировки в обеих группах (P <0,05).

Индекс анаболизма и электромиографические показатели оставались неизменными во время периода восстановления в обеих группах (P> 0,05). В течение периода восстановления не было обна- ружено значимого (P> 0,05) группового и времен- ного взаимодействия для всех зависимых перемен- ных. В заключении, сделанном авторами статьи, говорится, что данные указывают на отсутствие

улучшения процесса восстановления мышц после сеанса силовых нагрузок высокой интенсивности у молодых спортсменов при приеме добавки L-ар-

гинина (Andrade W.B. et al., 2018).

Нужно подчеркнуть, что в данном случае, во-первых, речь идет об остром исследовании, т. е. одноразовом употреблении добавки на основе

L-аргинина, во-вторых, в исследовании не при- нимали участие профессиональные спортсмены, и к тому же авторами цитируемой работы не ука- зана использованная дозировка, что не может объяс- нить механизм эргогенного действия (или его отсут- ствие) при интенсивных физических нагрузках.

Таким образом, хотя несомненным является позитивное участие экзогенного L-аргинина в фор-

мировании эргогенных свойств организма при физических нагрузках, но остаются нерешенными

многие вопросы относительно эффективности применения и механизма действия пищевых доба- вок L-аргинина в спорте. Имеющиеся в научной

литературе противоречивые и разнохарактерные сведения требуют дальнейшего изучения с исполь-

зованием принципов доказательной медицины в динамике реального тренировочного процесса квалифицированных спортсменов.

L-карнитин

Карнитин впервые был обнаружен в экстрак- тах мышечной ткани и выделен в 1905 году. Его химическая структура – 3-гидрокси-4-N-триметил-

аминомасляная кислота (3-hydroxy-4-N-trimethyl- aminobutyric acid) – была установлена в 1927 г.,

а свое название карнитин получил от латинского слова «carno» (мясо). В природе карнитин суще- ствует в виде двух оптических изомеров, из кото-

рых биологически активные свойства проявляет только левовращающая форма (L-карнитин).

L-карнитин и его модификации – одни из наи-

более часто применяемых в спорте средств для улучшения физической формы и снижения отри-

цательного воздействия оксидативного стресса

(Miklos A. et al., 2016; Sung D.J. et al., 2016). В то же время доказательная база по целому ряду направ- лений (эргогенное действие при аэробных и анаэ- робных нагрузках, у нетренированных и трени- рованных атлетов, в программах снижения веса

икоррекции состава тела и др.) весьма неоднородна

ипротиворечива.

Отношение к пищевым добавкам L-карнитина

вспортивной нутрициологии было сформулиро- вано в 2010 г. ISSN в программной экспертной статье R.B. Kreider и соавторов. Карнитин тради- ционно входил в группу веществ, используемых для контроля веса. Многочисленные исследования последних лет показали, что пищевые добавки L-карнитина не повышают содержание карнитина

вмышцах, не нормализуют содержание жиров и не улучшают аэробную и анаэробную физи-

ческую готовность у лиц с избыточным весом даже в сочетании с тренировочными програм- мами. Карнитин оказывает умеренное влияние на выраженность оксидативного стресса в про- цессе физических нагрузок. Тем не менее некото- рые исследования показали, что карнитин может

помочь в ситуации продолжительных интенсивных нагрузок у тренированных атлетов (профессиона- лов и любителей) при переходе на более высокий уровень спортивной формы. Эта же позиция под-

тверждена Американской коллегией спортивного питания в 2013 году. За период 2014–2016 гг. прове- дены исследования, которые несколько изменили эту позицию.

Так, показано, что карнитин отдаляет момент

наступления физической усталости и снижает накопление лактата в мышцах. В 2015 г. установ- лено, что при двухнедельном приеме карнитина

вдозе 2 г в сутки усиливаются антиоксидантные

возможности организма до и после тренировок и снижаются показатели маркеров мышечных повреждений. Таким образом, если использовать L-карнитин не для контроля веса, а для повышения

устойчивости к высоким физическим нагрузкам у тренированных спортсменов, то он проявляет активность.

Подробное изучение фармакокинетики L-кар- нитина при приеме внутрь проведено A.M. Evans

исоавторами (2003). Как известно, у человека пул эндогенного карнитина, включающий свободный L-карнитин и линейку коротко-, средне- и длин- ноцепочечных эфиров, формируется и поддер- живается абсорбцией L-карнитина из пищи, если регулярная диета обеспечивает 2–12 мкмоль×кг –1

в день (El-Hattab A.W., Scaglia F., 2015), биосин-

тезом в организме из незаменимых аминокислот лизина и метионина, что дает дополнительно 1,2 мкмоль×кг –1 в день L-карнитина, и экстенсив-

ной канальцевой реабсорбцией этого вещества в почках. В указанных процессах имеет значение градиент концентраций в тканях/плазме крови,

который критически зависит от интенсивности окисления жирных кислот. Абсорбция L-карнитина

после перорального приема происходит частично за счет трансмембранного транспорта (переноса)

иособенно за счет пассивной диффузии. После приема внутрь карнитина в дозе 1–6 г его абсо- лютная биодоступность, соответственно дозе, составляет 5–18%. В противоположность этому

биодоступность карнитина из пищи достигает 75%. Таким образом, фармакологические и пище- вые добавки L-карнитина абсорбируются менее эффективно, чем соответствующие маленькие количества, представленные в обычной диете. L-карнитин и его короткоцепочечные эфиры не связываются с белками плазмы крови, и, хотя эритроциты содержат L-карнитин, его распреде-

ление между эритроцитами и плазмой происходит крайне медленно. После внутривенного введения начальный объем распределения составляет 0,2– 0,3 л×кг –1, что соответствует объему внеклеточ- ной жидкости. Существует по крайней мере три

четких фармакокинетических компартмента для L-карнитина, причем пул карнитина в миокарде

искелетных мышцах является самым медленно балансирующимся. L-карнитин выводится из орга- низма в основном через почки. В исходном состо- янии почечный клиренс L-карнитина составляет

1–3 мл×мин –1, что меньше скорости гломерулярной фильтрации. Это доказывает наличие для данного

вещества экстенсивной канальцевой реабсорбции (98–99%). Пороговая концентрация для тубуляр- ной реабсорбции (на уровне которой фракцион- ная реабсорбция начинает снижаться) составляет около 40–60 мкмоль×л –1, что сходно с эндогенным уровнем L-карнитина в плазме. Поэтому почеч- ный клиренс L-карнитина возрастает после его экзогенного введения, приближаясь по величине к скорости гломерулярной фильтрации после вну- тривенного введения в высоких дозах. Пациенты с первичным дефицитом карнитина (очень редкие состояния) имеют нарушения в обмене карнитина

впочках и/или транспорте его в мышечную ткань.

Сходным образом при многих формах вторичного дефицита L-карнитина примером является или длительное, более 2–3 недель, применение мельдо- ния (милдроната), или хроническая болезнь почек,

когда возникает нарушение почечной тубулярной реабсорбции. Пациенты при хронической почечной недостаточности, находящиеся на диализе, имеют вторичный дефицит L-карнитина из-за неограни- ченной его потери через диализат, а сам карнитин

вэтой ситуации используется для лечения.

Как известно, в организме L-карнитин транс- формируется в ацетил-L-карнитин и пропио- нил-L-карнитин. Кроме того, сами эти произво-

дные используются в качестве самостоятельных пищевых добавок. Поэтому показательной явля- ется работа Y. Cao и соавторов (2009), в которой исследована фармакокинетика L-карнитина при однократном приеме внутрь в дозе 2 г (средняя стандартная доза) с отслеживанием изменений концентраций L-карнитина и двух его метаболитов (ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина) в плазме крови (табл. 52).

Как видно из таблицы 52, между мужчинами

и женщинами не отмечено различий в базовых концентрациях карнитина и его метаболитов в дозе

выводятся 22%. Эти данные и выводы о фармако- кинетике L-карнитина при однократном приеме

встандартной дозе 2 г в день полезны для установ-

ления режимов НМП спортсменов как с помощью самого L-карнитина, так и популярных пищевых добавок его производных – ацетил-L-карнитина и пропионил-L-карнитина.

Для планирования НМП с использованием ана- логов L-карнитина важен режим приема пище- вых добавок в течение дня. В работе C. Herzmann и соавторов (2008) показано, что однократный прием ацетил-L-карнитина в дозе 3 г в день и дву- кратный прием этого же вещества по 1,5 г 2 раза

вдень дают одинаковый подъем концентрации метаболитов L-карнитина в плазме крови. Таким образом, не имеет принципиального значения,

принимать ли L-карнитин однократно или два раза в день.

Еще одним важным аспектом фармакокинетики L-карнитина и его аналогов является определение режимов курсового применения, поскольку, как считает ряд экспертов, положительные эргогенные свойства L-карнитина проявляются не сразу (при однократном приеме), а постепенно (от 2–3 недель до 2–3 месяцев применения). В работе S. Wachter и соавторов (2002) было исследовано влияние еже- дневного приема L-карнитина в дозе 2 г дважды в день в течение трех месяцев на динамику кон- центрации L-карнитина в плазме крови и скелет- ных мышцах, а также состав тела и показатели

физической подготовленности у молодых мужчин среднего уровня тренированности. В исследовании

применялся ступенчатый велоэргометрический тест в течение 10 мин при 20%, 40% и 60% инди- видуальной максимальной рабочей нагрузки (Pmax) до истощения. Показано, что трехмесячный прием L-карнитина приводил к достоверному удвоению концентраций как общего L-карнитина в плазме крови, так и свободного L-карнитина. Полное вос- становление исходных концентраций L-карни-

тина наблюдалось в течение двух месяцев после прекращения приема пищевой добавки. Дина- мика почечной экскреции практически полно-

стью повторяет динамику изменений содержания L-карнитина в плазме крови. Однако эти явные

и достоверные фармакокинетические изменения в крови и моче не сопровождались значимыми изменениями ни физических показателей (VO2max,

RERmax и Pmax), ни увеличением концентрации L-карнитина в мышечной ткани или возрастанием

активности митохондриальных ферментов цитрат-

синтазы и цитохромоксидазы и пролиферации митохондрий, ни изменениями состава мышечных волокон (по результатам биопсии мышц). Авторы делают заключение, что курсовое трехмесячное применение L-карнитина в дозе 2 г дважды в день удваивает оборот L-карнитина в организме, но этот

процесс не приводит к соответствующим сдвигам биохимических и физиологических параметров

вскелетных мышцх, способствующим проявле- ниям эргогенного эффекта L-карнитина. Следо- вательно, эргогенное действие L-карнитина и его аналогов, проявляющееся при их курсовом приеме

у определенной категории спортсменов высокой квалификации и элитных атлетов при интенсив- ных пролонгированных тренировках, не может быть объяснено только накоплением L-карнитина

вскелетных мышцах и последующей активизацией митохондриальных процессов.

Фармакодинамика (механизмы действия) L-карнитина. В соответствии с имеющимися представлениями (Evans M. et al., 2017) L-карни-

тин – условно незаменимая аминокислота, обна-

руживается он преимущественно в скелетных мышцах (Reuter S.E., Evans A.M., 2012) и эндо-

генно синтезируется в печени и почках человека

(Steiber A. et al., 2004). L-карнитин необходим для энергетического метаболизма жиров, белков и угле-

водов (Reuter S.E., Evans A.M., 2012). Главная его роль заключается в транспорте длинноцепочеч-

ных жирных кислот к матрице митохондрий для последующего аэробного β-окисления (Reuter S.E., Evans A.M., 2012) и образования энергии. Кроме того, L-карнитин увеличивает биосинтез проте- инов за счет сбережения использования амино- кислот для продукции энергии (Owen K.Q. et al., 2001). В цикле работ J. Keller и соавторов (2012, 2013) показано, что L-карнитин также подавляет экспрессию генов, ответственных за деградацию протеинов в скелетной мускулатуре (Keller J. et al., 2012), и снижает число конъюгатов мышеч-

ного RING-finger protein-1 (MuRF1 – новый ген миоцитов) и убиквитин-протеинa, участвующих в катаболизме белков, но увеличивает уровни IGF-1

и Akt1 (Keller J. et al., 2013).

Таким образом, множественная направлен- ность влияния L-карнитина на внутриклеточные процессы, выявленная в последние несколько лет, не позволяет однозначно трактовать метаболиче- ские эффекты этой аминокислоты только с пози- ции изменения жирового обмена и β-окисления свободных жирных кислот в митохондриях. Про-

тиворечивость клинических данных о действии L-карнитина (наличие или отсутствие эргогенного эффекта в различных исследованиях) в спортивной

нутрициологии также может быть обусловлена попытками однозначной трактовки данных в связи с регулированием обмена липидов.

Метаболизм L-карнитина исследован доста- точно подробно. Традиционно важная роль отво- дится β-окислению жирных кислот с последующим

увеличением доступности АТФ для обеспечения

энергетики процесса мышечного сокращения

(Gorostiaga Е.М. et al., 1989). Процесс β-окисления состоит в последовательном укорочении цепо- чек жирных кислот с продукцией ацетил-CoA.

Поскольку активированные длинноцепочечные жирные кислоты не способны проникать через внутреннюю митохондриальную мембрану, про-

цесс укорочения их цепи обязательно предшествует их карнитинзависимому транспорту в митохон- дриальное трансмембранное пространство. Про- цесс начинается с образования ацил-коэнзима А (acyl-CoA) с помощью ацил-коэнзим А-синтетазы (LCAS), которая локализуется на наружной мито- хондриальной мембране. Далее в процесс вклю- чаются потенциалзависимые анионные каналы,

через которые осуществляется активное движение жирных кислот. На этом этапе жирные кислоты подвергаются воздействию ацил-карнитина с фер- ментом CPT-I, который также находится на наруж- ной митохондриальной мембране. Продукты этой реакции – эфиры карнитина, транспортируются

в митохондриальную матрицу посредством ряда биохимических реакций. Внутри матрицы эфиры ацил-карнитина трансформируются в соответству- ющие эфиры коэнзима А. Процесс β-окисления

жирных кислот с очень длинной цепью происходит главным образом в пероксисомах, в то время как

длинноцепочечные жирные кислоты окисляются и в пероксисомах, и в митохондриях. Продукты окисления (включая промежуточные) окончательно метаболизируют до СО2 и воды. Пищевые добавки L-карнитина усиливают окисление жирных кис- лот в мышечных клетках с образованием АТФ,

что может отсрочить использование гликогена миоцитов и тем самым отдалить начало разви- тия усталости при физических нагрузках. В этом

заключается гипотетический механизм эргогенного гликоген-сберегающего действия L-карнитина, который, как предполагается, переключает полу- чение энергии с углеводного на жировой источник.

Такой механизм может (опять же теоретически) увеличивать выносливость (отдалять наступление утомления).

L-карнитин при физических нагрузках. В ходе

тренировок происходит снижение концентрации L-карнитина в клетках скелетных мышц, пропор- циональное интенсивности и длительности физи-

ческих нагрузок (Karlic H., Lohninger A., 2004).

Во время отдыха около 80% общего пула L-кар- нитина представлено самим L-карнитином, 15% – короткоцепочечными ацил-карнитинами и лишь 5% – длинноцепочечными ацил-карнитинами. В ходе низкоинтенсивных тренировок (например, ниже лактатного порога) не наблюдается изме-

нений качественного и количественного состава пула карнитина. В противоположность этому уже при 10-минутной высокоинтенсивной физической нагрузке происходит перераспределение пула кар- нитина в пользу короткоцепочечного ацил-карни- тина: L-карнитин начинает занимать в пуле от 20 до 50%, а короткоцепочечные ацил-карнитины – уже

45–75% от общего пула карнитина (Romijn J.A. et al., 1993). Это перераспределение медленно исчезает

после прекращения высокоинтенсивной физической нагрузки. Так, после 30-минутной высокоинтен- сивной тренировки не происходит полного восста-

новления структуры пула карнитина до состояния

впериод отдыха даже в течение 60 мин. Интересно, что на фоне таких «драматических», по выраже-

нию H. Karlic и A. Lohninger (2004), изменений пула

карнитина в мышцах повышение концентрации L-карнитина в плазме крови намного меньше, чем можно было бы ожидать (Hiatt W.R. et al., 1989).

Суммарные результаты большинства исследований показывают, что появление значимых изменений

вметаболизме карнитина зависит от интенсивности нагрузок, а эргогенное действие пищевых добавок L-карнитина проявляется преимущественно при сверхинтенсивной физической нагрузке (по продол- жительности и величине). При этом даже небольшое

Все эти взаимосвязанные процессы теорети-

чески должны приводить к замедлению развития усталости. Определенные подтверждения данному

положению имеются в клинических исследованиях в спортивной нутрициологии (табл. 54).

Увеличение выносливости в командных видах спорта под влиянием L-карнитина подтверждено

врандомизированном двойном-слепом исследо-

вании, проведенном G.E. Orer и N.A. Guzel (2014).

У 26 молодых футболистов (возраст 17–19 лет, кан-

дидаты в профессиональную футбольную команду высшей лиги Турции) изучали наличие и дозоза- висимость эффекта пищевых добавок L-карнитина при однократном приеме в дозах 3 (LK-3) и 4 (LK-4) г

вдень на накопление лактата. Режим регулярных физических нагрузок включал 5 тренировочных дней в неделю (4 тренировки и один матч). Тестиро-

вание показателей физической формы проводилось на беговой дорожке при начальной скорости бега

8 км×час –1 с постепенным нарастанием до 10 км×- час –1 и дальнейшим увеличением на 1 км×час –1 до полного отказа. Образцы крови для определения лактата брали до, во время бега и после его окон- чания. Анализ данных показал, что L-карнитин повышает лактатный порог (необходима бóльшая

скорость бега для увеличения содержания лактата

вплазме крови) и уменьшает количество лактата

вкрови по сравнению с плацебо в конце нагрузоч- ного периода. Этот эффект не носит дозозависимого характера, что подтверждается примерно одина- ковыми дозами L-карнитина (3 г и 4 г). В то же время необходимо подчеркнуть, что меньшие дозы L-карнитина при однократном приеме (1–2 г) перед полумарафонским бегом на 20 км (Colombani P. et al., 1996) и беговым тестом на дорожке в лаборатор- ных условиях (Nuesch R. et al., 1999) не изменяли содержание лактата в крови. Таким образом, поло- жительный эргогенный эффект L-карнитина при