3 курс / Гигиена / Sportivnaya_nutritsiologia

Второй сценарий, часто называемый «пищевой трекинг» (ПТ), или «самостоятельное отслежива- ние приема пищи», имеет место при ограничен-

ности многих методов оценки потребления пищи и основан на индивидуальных меняющихся во вре-

мени параметрах поступления пищи у спортсмена за весь период наблюдения. Ключевым инструмен-

том оказания помощи спортсмену в улучшении его пищевой практики является повышение уровня самоанализа спортсменом своего пищевого поведе-

ния и выявления факторов, которые это поведение определяют. При этом спортсмен в режиме реаль-

ного времени сопоставляет качество и количество потребляемой пищи, проводит коррекцию объемов и частоты приемов пищи, что способствует улуч-

шению пищевого поведения в прямой ассоциации со спортивными результатами (установление пря-

мой позитивной связи между улучшением пищевой практики и уровнем физической готовности). Про- токолы и инструменты, используемые в процессе

ПТ, могут отличаться от таковых во время ДО из-за различия целей и задач».

24-часовое (суточное) воспроизведение пита-

ния – рутинный оценочный метод, который наи- менее часто используется в спортивной медицине,

поскольку ситуации в спортивной науке и практике фокусируются, как правило, на одном конкретном дне (до тренировки/выступления, в день трени- ровки/выступления, после тренировки/выступле- ния и др.); причем в зависимости от этапа/периода

подготовки в динамике годичного макроцикла характеристика этого дня может варьировать в очень широких пределах.

Пищевая история, или пищевой анамнез (dietary history – DH), является традиционным методом,

применяемым спортивными диетологами для получения начального представления о пищевой практике спортсмена. Хотя сам по себе этот метод

не дает гарантий точной количественной оценки потребления нутриентов, он представляет цен-

ность для формирования представлений о пищевом паттерне, распределении приемов пищи (включая «перекусы») в течение дня, изменениях пище- вого поведения в зависимости от этапа/периода подготовки в динамике годичного макроцикла, а также приеме пищевых добавок (oral nutriceuticals supplements – ONS).

Анкеты о частоте самостоятельного приема пищи (Food Frequency Questionnaires – FFQ) могут

быть применены как специально подготовленным интервьюером, так и самим спортсменом, используя электронный формат анкеты для экономии времени.

Опрос спортсмена направлен на идентификацию того, как часто он ест, диапазон блюд с индивиду- альными предпочтениями тех или иных продуктов/ напитков, составляющих его диету. Однако в ходе

опроса часто отмечается тенденция к завышению потребления у лиц с низким потреблением энергии (калорий) и, наоборот, занижению потребления у лиц с большим объемом потребляемой пищи.

Анкеты FFQ наиболее полезны для оценки потре- бления особых компонентов, представляющих специальный интерес – например, антиоксидантов, кальция и др.

К проспективным методам измерения потреб- ления пищи относятся пищевые дневники (food diary – FD), которые предполагают отслеживание

ификсацию потребления пищи за конкретный период, представляющий интерес для исследова- теля и спортсмена. Этот период может варьиро- вать от короткой пищевой программы (например, 48 часов до проведения научного исследования или в течение многодневной велогонки) до типо- вой (базовой) диеты спортсмена в течение месяца или года. Варианты ведения пищевых дневников

включают количество дней регистрации и метод количественной оценки потребляемой пищи (например, прямое взвешивание или описание

качественных и количественных особенностей приготовления дома). Педантичность ведения дневника очень важна, поэтому спортсмен должен быть достаточно мотивирован, чтобы не воспри-

нимать эту процедуру как простую и ненужную формальность. К сожалению, существует высокая

вероятность ошибок при заполнении пищевых дневников, связанная с завышением потребления компонентов пищи, ошибками в качественной

иколичественной оценке, зависимостью от уровня общего образования атлета и др. Наиболее типич- ный срок ведения дневника для научных и прак- тических целей – 3–4 дня; с увеличением срока возрастает стабильность получаемых результатов. Для научных исследований и рандомизации тре- буется не менее 7 дней.

Сточки зрения спортивной диетологии на сегодняшний день считается оптимальным использование сразу нескольких методов оценки «пищевого поведения» спортсмена, а адекватность «пищевого поведения» оценивается в сопостав- лении с нутритивным статусом и его динамикой.

Наиболее распространенный подход к опре- делению достоверности пищевых дневников –

сравнение поступления энергии по отношению к теоретически рассчитанному или измеренному расходу энергии, используя изменения состава тела для оценки избытка или дефицита потре- бления энергии. Эти данные служат маркером того, имеет ли место занижение или завышение

спортсменом потребления пищи по сравнению с его реальным потреблением.

Что касается современных компьютеризи- рованных методов оценки «пищевого поведе- ния» спортсмена, то имеется широкий выбор

программ на всех этапах сбора информации, занесения данных в протоколы, обработки дан-

ных и их анализа на электронных устройствах (см. табл. 16). Многие из этих опций адаптиро-

ваны для оценки пищевых паттернов в пищевых дневниках и решения практических и научных задач. Проводятся специальные исследования для определения, насколько хороши данные методики

для улучшения сбора и анализа информации в области пищевого поведения в разных целе- вых группах, включая спортсменов (см. обзоры

Illner А.К. et al., 2012; Lieffers J.R., Hanning R.M., 2012; Stumbo P.J., 2013).

Экспериментальные и клинические иссле- дования показали, что регулярные умеренные

физические нагрузки увеличивают видовой состав микробиома кишечника человека по типу т. н.

альфа-диверсификации (alpha diversity) (Cerdá B. et al., 2016). Такая терминология заимствована из экологической науки. Экологическая дивер- сификация между обитающими совместно, т. е. симпатрическими, видами в большинстве слу- чаев осуществляется по следующим трем параме- трам: пространственному размещению, пищевому рациону и распределению активности во времени. В экологии выделяют три типа диверсификации – альфа-, бета- и гамма.

Альфа- (alpha diversity, α-diversity) – дивер-

сификация видов происходит в пределах мест их постоянного обитания. Этот термин введен

R.H. Whittaker (1972), как и термины бета-дивер- сификации (beta diversity – β-diversity) и гамма-ди- версификации (gamma diversity – γ-diversity). Как

хорошо известно и описано в большом количестве работ (Petersen L.M. et al., 2017), микробиом кишеч-

ника человека (МБ) играет жизненно важную роль в физиологии, метаболизме, питании и иммунной

функции и может рассматриваться как отдельный орган на входе в системы организма. Желудочно-ки- шечный тракт (ЖКТ) человека содержит около 100 триллионов микробов, большинство из которых

находится в толстом кишечнике. На долю ком- понентов микробиома приходится около 1,5–2 кг от массы тела человека. Такие масштабные иссле-

дования, как Human Microbiome Project (HMP)

иMetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract), показали, что МБ включает тысячи видов бактерий, архей (одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл), эукариотов и вирусов (Qin J. et al., 2010; Consortium THMP, 2013). МБ является высокоди-

намичной системой, деятельность которой зависит от стиля жизни, возраста, генетических факторов

идиеты (Costello E.K. et al., 2009; Yatsunenko T. et

al., 2012; Zhou Y. et al., 2014; Duffy L.C. et al., 2015; Donovan S.M., 2017). Краткая характеристика МБ человека представлена в таблице 17.

Микробиом спортсмена

Физические нагрузки и изменения микробиома.

В специальных исследованиях последних лет про-

цесс увеличения количественного и качественного состава МБ в организме спортсменов обозначен термином «биодиверсификация» (Hold G.L., 2014; Ray K., 2014; Allen J.M. et al., 2015). C.C. Evans

исоавторы (2014) в эксперименте выявили высокую

эффективность сочетания физических нагрузок

идиеты в отношении состава МБ по сравнению

с диетой в отдельности. Аналогичные результаты

получены в экспериментальных работах других авторов, где уровень диверсификации МБ был существенно выше у животных, находящихся под влиянием физических нагрузок, по сравне- нию с теми, которые вели обычный образ жизни

(Choi J.J. et al., 2013; Queipo-Ortuño M.I. et al., 2013; Petriz B.A. et al., 2014).

Первые доказательные исследования МБ у спортсменов появились только в последние несколько лет. S.F. Clarke и соавторы (2014) выя-

вили более высокую диверсифицированность МБ у ирландских игроков в регби по сравнению с контрольной группой лиц, ведущих активный здоровый образ жизни. Однако неясным остался вопрос причин такого явления: влияние трени- ровок как таковых, или особенностей диеты, или сочетания обоих факторов. Картина изме-

нений МБ заключалась в более низком содержа-

нии Bacteroides и Lactobacillus при увеличении Akkermansia muciniphila – микроорганизмов,

участвующих в деградации муцина. Количество

последних отрицательно коррелирует с развитием ожирения и метаболического синдрома (Everald A. et al., 2013; Борщев Ю.Ю., Ермоленко Е.И., 2014).

Детальный анализ показал, что МБ у этих спортс-

менов меняется в сторону большей способности усиливать метаболизм (биосинтез) аминокислот, углеводов и короткоцепочечных жирных кис-

лот (Barton W. et al., 2017). По данным S.F. Сlarke

исоавторов (2014) у профессиональных регби- стов-мужчин сверхинтенсивные тренировочные

нагрузки на этапе подготовки к соревнованиям зачастую сочетаются с усиленной диетой в это время. Оба фактора способствуют диверсификации

иколичественному увеличению МБ.

Эти изменения отличают профессиональных атлетов от лиц-неспортсменов того же возраста и пола, но ведущих активный образ жизни и имею- щих такой же ИМТ. Анализ кала показал наличие

вкишечнике спортсменов 22 типов микроорга- низмов по сравнению с 11 и 9 типами микробов

вгруппе обычных людей с низким и высоким ИМТ соответственно. Параллельно с этим у спортсменов отмечен более низкий уровень маркеров воспа- ления и улучшенные показатели метаболизма. Однако и уровень потребления пищи у исследуе- мых двух групп кардинально различался. Потре- бление всех видов макро- и микронутриентов у спортсменов-регбистов было значительно выше.

Уровень диверсификации кишечной микрофлоры положительно коррелировал в первую очередь с поступлением белка и энергии; отмечена также

положительная корреляция потребления протеинов с повышением уровня креатинкиназы (маркерный фермент плазмы крови, отображающий ответную реакцию скелетной мускулатуры на интенсив- ные физические нагрузки). С другой стороны, как

справедливо отмечает в своей обзорной статье K. Counsell (2015), ответ на вопрос, имеют ли тре-

нировки прямое диверсифицирующее влияние на состав МБ (независимо от диеты), требует даль- нейших исследований.

М. Estaki и соавторы (2016) при изучении взаимосвязи изменений МБ в процессе кардио- респираторного фитнеса обнаружили, что пик

потребления кислорода коррелирует с уровнем альфа-диверсификации МБ. В свою очередь, эта диверсификация коррелирует с основными микроб- ными метаболическими функциями: хемотакси- сом, подвижностью и активизацией биосинтеза жирных кислот, что соответствует результатам ранее выполненных экспериментальных иссле-

дований (Matsumoto M. et al., 2008). Увеличение

содержания бутирата в фекалиях соответствует росту количеств таких микробов, как Clostridiales,

Roseburia, Lachnospiraceae и Erysipelotrichaceae

(Estaki M. et al., 2016). Положительное влияние

бутирата при разных заболеваниях и процессе воспаления достаточно изучено, как и его прямое питательное воздействие на колоноциты и субъек- тивное ощущение насыщения у человека; кроме того, бутират может снижать суточную потреб- ность в калориях примерно на 10% (den Besten G. et al., 2013).

Особый интерес представляет определение той роли, которую играет МБ в повышении эффек-

тивности соревновательной деятельности в целом (улучшении физической и функциональной под- готовленности спортсмена, соревновательных результатов), а также ускорении процессов вос- становления. Кроме того, состояние микробиома

может определять склонность к заболеваниям общего характера (ОРЗ и др.), которые снижают работоспособность, «выключают» спортсмена на некоторое время из тренировочного и соревно-

вательного процессов и требуют дополнительного времени и ресурсов организма на восстановление.

Тренировки на выносливость и МБ кишечника.

В обзоре N. Mach и D. Fuster-Botella (2016) сумми-

рованы данные о взаимоотношении тренировочной активности в видах спорта, требующих повышен- ной выносливости, и состояния МБ в эксперименте на животных и у человека (табл. 18).

Качественные и количественные характеристики МБ спортсмена

Как отмечается в работе А.С. Попенко (2014),

«первым шагом в изучении микробиомов является определение их видового состава. Классические биологические подходы, такие как бактериальный посев или выделение отдельных клонов, весьма

затруднительно использовать для этой цели ввиду большого количества видов, составляющих отдель- ный микробиом, и невозможности культивировать

до 99% бактерий. Поэтому действительно широ-

кое распространение микробиомных исследований стало возможным около 10 лет назад с появлением

высокопроизводительных секвенаторов нового поколения, которые позволяют за короткие сроки массово секвенировать совокупный геном микро- биомов – метагеном».

С этих позиций исследования МБ спортсменов только начинаются. Большой интерес с научной

иприкладной точки зрения представляет пилот- ное исследование L.M. Petersen и соавторов (2017)

из лаборатории Jackson Laboratory for Genomic Medicine (Farmington, США). Авторы у професси-

ональных велосипедистов (n=33, 11 женщин и 22 мужчины, возраст 19–49 лет, в среднем 33 года) выявили достоверную корреляцию между таксо- номическим составом МБ у спортсменов и интен- сивностью физических нагрузок: чем выше тре- нировочные нагрузки, тем разнообразнее состав

МБ и количественные показатели отдельных микроорганизмов. Авторы работы сформулиро- вали гипотезу, согласно которой качественные

иколичественные показатели состава МБ спортс- мена зависят от типа, объема и продолжительности физических нагрузок, диеты, уровня иммунитета

иметаболизма хозяина (спортсмена), особенностей физиологии кишечника, включая секрецию желчи

имоторику кишки (время прохождения содержи- мого в тонком и толстом кишечнике) (Petersen L.M. et al., 2017). Однако эти первичные данные требуют дальнейших расширенных исследований.

Особое значение на сегодняшний день с точки зрения формирования физической подготовлен-

ности спортсменов могут иметь исследования роли таких микроорганизмов, как Prevotella

(геномы Prevotella: bryantii, buccae, copri, disiens, melaninogenica, salivae, stercorea; род Prevotella; отдел Bacteroidetes) и Methanobrevibacter (геном Methanobrevibacter smithii, род Methanobrevibacter,

отдел Euryarchaeota). Определение таксономиче-

ского состава метагеномных образцов, полученных от здоровых лиц, ведущих активный образ жизни,

иот профессиональных спортсменов, последующее

сравнение с международной и российской базами данных метагеномов – перспективный инноваци-

онный метод получения объективных данных для спортивной медицины и нутрициологии в плане дальнейшего формирования НМП.

Кроме того, некоторые результаты и выводы исследования L.M. Petersen и соавторов (2017),

хотя и носят весьма предварительный характер (включая ограниченную выборку группы срав- нения – велосипедистов-любителей), вызывают несомненный интерес, в частности:

1.Достоверная корреляция между трениро- вочной нагрузкой велосипедистов и преоблада- нием микробов Prevotella. При нагрузке более 20 часов в неделю увеличение микроорганизмов составило в среднем 14,75%, при нагрузке 16–20

часов – 12,12%.

2.Преобладание микробов Prevotella пози- тивно коррелирует с уровнем биосинтеза амино- кислот – лизина, аланина, аспартата, глутамата

иD-глутамина.

3.Преобладание микробов Prevotella негативно

коррелирует с метаболическими процессами для ряда других аминокислот, углеводов, короткоце- почечных жирных кислот (КЦЖК, SCFA), а также с обменом азота, серосодержащих соединений

иметана.

4.Наличие у профессиональных велосипеди- стов микробов Akkermansia, причем у семи спортс-

менов эта категория микроорганизмов составляет более 2% от всего микробиома, что согласуется с более ранними данными S.F. Clarke и соавторов

(2014).

5. Ранее выполненные исследования показали незначительный процент микробов Prevotella у здо- ровых жителей Америки и Европы (Qin J. et al., 2010; Zhou Y.et al., 2014; Human Microbiome Project

Consortium, 2012; Gorvitovskaia A. et al., 2016),

в то время как у жителей Азии и некоторых райо-

нов Африки этот вид микроорганизмов встречается значительно чаще и в большем проценте от состава микробиома, что связывают с особенностями пита-

ния (De Filippo C. et al., 2010; Wu G.D. et al., 2011; Lim M.Y. et al., 2014; Nakayama J. et al., 2015). С дру-

гой стороны, виды спорта с преимущественным развитием выносливости изменяют рацион незави- симо от географии (постоянное местожительство) спортсмена. Основываясь на этом, а также соб- ственных данных, L.M. Petersen и соавторы (2017) высказали гипотезу, что у атлетов в видах спорта, требующих повышенной скоростной выносливо- сти (в частности, велосипедистов), относительное превалирование Prevotella связано, по крайней мере частично, с высоким содержанием в рационе спортсменов углеводов, значительным потребле-

нием энергии и соответствующим количеством часов тренировок.

6.Превалирование Prevotella у спортсменов проявляется не только в количественном, но и каче- ственном плане. Так, идентифицировано 11 OTUs микробов Prevotella, что нехарактерно для попу- ляции обычных физически активных лиц.

7.Микробы Prevotella способствуют обмену незаменимых аминокислот ВСАА (лейцин, изо- лейцин, валин), которые, как известно, редуци-

руют центральную усталость и снижают число мышечных повреждений у спортсменов в цикли-

ческих видах спорта при длительных нагрузках

(Greer B.K. et al., 2007). Это способствует ускорен-

ному восстановлению по окончании тренировок

исоревнований.

8.Другие микроорганизмы – M. Smithii

(Methanobrevibacter), подобно Prevotella, оказы-

вают позитивное действие в условиях повышен- ного потребления углеводов (Hoffmann C. et al., 2013): увеличивают ферментативную активность МБ, включая ферментный полисахаридный комп-

лекс, что выражается в усилиении утилизации

газообразного водорода и снижении образования метана из СО2. При снижении уровня M. Smithii

происходит накопление газообразных продуктов

вдистальном отделе толстого кишечника и, как следствие, прямое торможение бактериальных NADH-дегидрогеназ, что снижает продукцию АТФ, короткоцепочечных жирных кислот и дру- гих важных для поддержания гомеостаза орга- низма спортсмена веществ (Samuel B.S. et al., 2007; Nakamura N. et al., 2010). Увеличение концентрации

вМБ M. Smithii (пока чисто теоретически) может

давать спортсменам определенные плюсы в виде усиления переработки органического материала

вдистальном отделе толстого кишечника с обра- зованием необходимых организму «хозяина»

веществ наподобие короткоцепочечных жирных кислот, способствующих ускорению восстановле- ния после нагрузок. Кроме того, M. Smithii акти- вируют дендритные клетки иммунной системы, оказывая иммуномодулирующее действие (Bang C. et al., 2014), что особенно важно на этапе непо- средственной подготовки к соревнованиям, когда

у спортсменов формируется синдром вторичного иммунодефицита (Gleeson M., 2016).

Вобзоре V. Monda и соавторов, опубликованном

вконце 2017 г., сформулированы основные положе- ния, касающиеся влияния регулярных физических

упражнений на МБ человека и связанное с ним состояние кишечника, в частности:

1. Физические нагрузки низкой интенсивности уменьшают время прохождения кишечного содер- жимого по толстому кишечнику и, соответственно, время контакта патогенной микрофлоры со слизи- стой оболочкой кишки (Bermon S. et al., 2015). Это снижает риск раздражения тканей как толстого, так и (опосредованно) тонкого кишечника, и форми- рования синдрома «раздраженной» кишки.

2. Даже в условиях несбалансированной диеты (например, высокожировой) регулярные