цитрат натрия что это такое в спорте
Цитрат натрия что это такое в спорте
«В «Железном Мире» №8 2015 г. была опубликована моя статья «Алкалоз» об использовании пищевой соды для снижения закисления мышечных клеток и крови.
При все своей эффективности у соды есть один существенный недостаток. Она обладает сильным слабительным эффектом. От этого никуда не деться. Поэтому надо поэкспериментировать с дозой и временем приема, чтобы не попасть впросак на соревнованиях.
Именно этот негативный момент при приеме соды вынудил профессора В. Н. Селуянова взяться за эксперименты с цитратом натрия, который также способствуя алкалозу крови лишен сопутствующего слабительного эффекта. После публикации статьи я получил ряд писем с просьбой написать статью о цитрате натрия.
И мы решили обратиться с этим вопросом к нашему постоянному консультанту профессору В. Н. Селуянову.
Железный Мир: Здравствуйте, Виктор Николаевич! Расскажите каким образом вы пришли к к идее использования цитрата натрия для улучшения спортивной работоспособности.
Виктор Селуянов: Здравствуйте. В начале 2000-х ко мне обратилась аспирантка РГАФКа из Бразилии. Руководителем у нее был Николай Иванович Волков. Она полтора года у него была и ничего не сделала. Не смогла найти подходящей темы. И она начала искать другого научного руководителя и вышла на меня. Мы познакомились, и я решил ей помочь.
Стали искать тему предстоящего исследования. Поскольку она была диетологом по образованию, закончила университет в Бразилии по этой специальности, было решено искать тему близкую к спортивному питанию. Я спросил ее, сможет ли она работать с футболистами в Бразилии, она сказала, что сможет.
С экспериментальными группами вопрос решили. Нужно было придумать какие препараты могли бы повысить работоспособность футболистов во время тренировок и соревнований. Ну что у нас на сегодня известно из реально работающих препаратов?
Во-первых, это различные формы креатина.
Во-вторых, витамины. Витамин С, далее витамины группы В.
Я достаточно хорошо знаю, как тренируются футболисты и какие у них тренеры. У них есть игра и есть еще имитация игры. Там дают очень жесткие нагрузки, такие что спортсмены очень сильно закисляются и могут повредить себе и сердце, и многие другие органы.
Надо буферировать ионы водорода в крови с помощью щелочных препаратов. Соду мы не стали использовать. Вопрос с ней хорошо изучен. Она эффективно работает, но с пищеварением создает проблемы. Этим занимался Яков Михайлович Коц и его бригада. В частности, Озолина и Виноградова. Вот они изучали сколько надо принять соды чтобы улучшить результат.
Причем этот цитрат может быть одновалентным, двухвалентным и трехвалентным. Интереснее всего для нас был 3-х валентный – он может присоединить к себе три иона водорода. Я стал спрашивать, а где можно этот цитрат взять. Она говорит: «Не беспокойтесь, я сама всё сделаю».
Пошла в аптеку, заказала 3-х валентный цитрат натрия и заказала капсулы, в которые мы упаковывали этот порошок. В кислой среде желудка цитрат натрия разрушается, а его надо в неизменном виде доставить до кишечника. В капсуле получалось по 600-700 мг, действующего вещества. И мы начали проводить эксперименты. Они проводились в форме исследования реакции организма на ступенчатый тест.
Я даже проводил эксперимент на самом себе. Поскольку сердце у меня спортивное, то есть порядком испорченное. У меня наблюдаются экстрасистолы. Это несвоевременное сокращение сердца или отдельных его камер, наиболее часто регистрируемый вид аритмий. Экстрасистолы возникают, когда сердце начинает закисляться.
Скорость восстановления клеток миокарда начинает замедляться и в итоге сердце начинает выдавать лишние экстрасистолы, потому что оно неравномерно восстанавливается. Чтобы клетки сердца нормально восстанавливались надо убирать из крови ионы водорода.
И я начал применять цитрат натрия. Когда дозировка дошла до 2 граммов то экстрасистолы стали исчезать. АэП и АнП стояли на месте, а экстрасистолы полностью исчезли после приёма более 2 грамм цитрата. В один день я сделал 4 повтора без цитрата натрия и каждый раз в одном и том же месте появлялась экстрасистола, а после АнП они пошли непрерывно. Когда принял 2 гр. цитрата, то они полностью исчезли и больше не появлялись.
А со своей аспиранткой мы взяли бразильскую футбольную команду из второго дивизиона, и эта команда была разделена на группы. Одна группа принимала плацебо, другая витамины, третья креатин и четвертая цитрат натрия. И была еще группа где всё вместе принималось. Ступенчатый тест был выполнен до начала эксперимента, и после окончания.
Продолжительность эксперимента составила два месяца. Наилучшие результаты показали спортсмены из групп, принимавших цитрат натрия. Ионы водорода успешно буферизировались во время тренировочного процесса и во время игр, и вреда от тренировочного процесса было очень мало.
В группе, принимавшей плацебо было ухудшение состояния футболистов из-за большой напряженности тренировок. Был предсоревновательный и соревновательные периоды и проходило много игр. Самый лучший результат показали спортсмены, принимавшие цитрат натрия, креатин и витамины. Но он был сопоставим с результатами спортсменов, принимавших только цитрат натрия.
Аспирантка защитила диссертацию и было убедительно доказано что приём цитрата натрия способствует тому что нагрузки, приводящие в обычных условиях к слишком сильному закислению и вредящие спортивной форме, минимизируются и переносятся организмом без вредных последствий.
ЖМ: Проявляется ли действие цитрата как ингибитора гликолиза?
ЖМ: То есть во время эксперимента испытуемые в большей части использовали окисление жирных кислот?
ВС: Там получается следующее. Как и положено, на первых ступенях до уровня АэП идет окисление жиров и принимаемый цитрат помогает ингибированию гликолиза. Но как только мы превышаем этот предел и рекрутируем ПМВ появляется лактат. Он никуда не может деться. И ПМВ не могут полноценно работать на жирных кислотах, там недостаточно митохондрий для этого. И они начинают работать на гликолизе.
ЖМ: Получается основная роль цитрата всё-таки в буферизации ионов водорода в крови?
ВС: Он помогает и внутри клетки нейтрализовать ионы водорода. Из общего кровотока цитрат натрия заходит в МВ и там связывает ионы водорода. И в ПМВ и в ГМВ. Мы даже такой эксперимент проводили. Надо было выполнить работу продолжительностью одну минуту.
Но мощность должна быть выше МПК. Если эту работу выполняет подготовленный спортсмен, например, лыжник у которого много ОМВ, то у него проблем нет. И приём цитрата натрия практически ничего не даёт.
А когда мы давали его плохо подготовленному спортсмену с большим количеством ГМВ эффект был очень ярко выражен. Один молодой спортсмен у нас чуть сознание не терял, выполняя этот тест. А после приема препарата отработал два раза по минуте безо всяких проблем.
ЖМ: Почему же тогда цитрат натрия не нашёл активного применения в спорте? Ведь была же доказана его высочайшая эффективность.
ВС: Это мы ее доказали. Мы написали об этом небольшую статью, написали диссертацию. А кто их читает, кто знает об этом? Никто. Хотя сейчас цитрат натрия начал появляться и в спортивном питании.
ЖМ: А где его используют помимо спорта?
ВС: В первую очередь в пищевой промышленности. В качестве консерванта как пищевую добавку Е 331. В медицине его используют, добавляя в донорскую кровь, она долго может не сворачиваться. За счет ощелачивающего действия применяют для устранения изжоги и назначают при почечном ацидозе.
ЖМ: Наблюдаются ли при приеме цитрата натрия какие-либо побочные действия?
ВС: Когда я принимал одну капсулу в голове возникало ощущение лёгкого гула. Будто бы бокал пива выпил. У ребят, которые принимали препарат, спрашивал, что они ощущают, есть ли шум в голове. Есть, говорят. Через 10-15 минут после приема возникает это необычное ощущение, и оно свидетельствует что цитрат рабочий.
А так препарат совершенно безвредный. Рабочая дозировка начинается с 2 гр. Я принимал до 12 гр. безо всяких вредных последствий. Это же натуральный органический продукт. Любой углевод, любой жир распадается до ацетил-КоА и первый продукт его расщепления в митохондриях — это цитрат.
Для сердца прием цитрата очень полезен. Биохимики, которые работают в Пущино-на-Оке, рекомендуют использовать продукты цикла Кребса, такие как цитрат, фурмалат, сукцинат, малат при ишемических явлениях в миокарде.»
Адаптогены (Эргогены)
В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков
Глава 6. Питание в спортивной тренировке
6.6. Адаптогены (Эргогены)
Креатин (Кр) одно из наиболее важных органических веществ, участвующих в энергообеспечении деятельности и буферировании закисления клеток. Фермент — креатинфосфокиназа участвует в распаде креатинфосфата (КрФ) до креатина (Кр) и неорганического фосфата (Ф), при этом выделяется энергия, которая может использоваться для синтеза АТФ из АДФ и Ф. Следовательно, креатин поддерживает деятельность клеток и, в частности, мышечное сокращение.
Креатин синтезируется в печени, почках и поджелудочной железе из аргинина и глицина. Было также показано, что кроме эндогенного образования креатина происходит его приход с питанием, например, при употреблении рыбы, мяса или пищевых добавок, содержащих Кр.
Прием Кр в день в течении нескольких дней может привести к увеличению общего количества креатина на 20 %, в том числе и КрФ. Было установлено, что синтетический аналог креатина подавляет синтез креатина по системе обратной связи. Запас креатина должен пополняться с пищей в количестве 2 г в день, чтобы компенсировать потерю его в виде креатинина с мочой. Ingwa L. et. al (1988) предложили гипотезу о влиянии креатина, по механизму обратной связи, на рост мышечной ткани. Было показано, что креатин стимулирует включение меченного лейцина в тяжелые цепи миозина и актина скелетных мышц и сердца.
В последнее время в продаже появилась новая пищевая добавка, которая получила название НМВ. Полное научное название этой пищевой добавки beta-hydroxy beta-methylbutyrate. Она начала рекламироваться с 1995 г. Рекомендовалась как биокорректор питания, минимизирующий повреждения в мышечных волокнах, увеличивающий жировой обмен, усиливающий деятельность митохондрий и иммуннокомпетентных клеток.
Ученые считают (S. Nissen, что НМВ является промежуточным продуктом распада аминокислоты — лейцина. Эта аминокислота имеет структуру с разветвленными звеньями молекул, является незаменимой, т. е. не может синтезироваться в человеческом орнанизме. Лейцин должен регулярно поступать в организм с пищей. Лейцин преобразуется в нашем теле сначала в неустойчивую молекулу KIC (alfa-ketoisocaproate acid), а затем в НМВ. Только лейцина превращается в теле человека в НМВ, поэтому для получения физиологически значимой дозы НМВ необходимо съесть мяса. Особенно много НМБ в рыбе, однако нельзя есть килограммами рыбу каждый день. Поэтому для спортсменов очень важно использовать в питании пищевые добавки, которые в концентрированном виде позволяют вводить с пищей необходимое количество биокорректоров.
В настоящее время механизм действия НМВ неясен, однако, S. Nissen полагает, что он участвует в образовании холестерина. Холестерин важная составляющая при строительстве мембран клетки и ее органелл. Активное строительство мембран с использованием холестерина может приводить к снижению в крови концентрации холестерина и (ЛПНП) липопротеинов низкой плотности (из них образуется при распаде холестерин и аминокислоты). ЛПНП при распаде в фибропластах артерий (клетки стенок сосудов) образуют холестерин, который может накапливаться и в конечном итоге приводить к атеросклерозу. Следовательно, НМВ снижает концентрацию ЛПНП в крови, уменьшает вероятность заболевавния атерослерозом. Если принять к сведению концепцию о роли НМВ в строительстве мембран клеток, в том числе митохондрий и лизосом, то можно ожидать роста силы мышц (вместе с миофибриллами должны разрастаться мембраны саркоплазматического ретикулума), повышения аэробных возможностей (мембраны митохондрий становятся менее зависимыми от больших концентраций ионов водорода), снижения скорости катаболизма белков (упрочение мембран лизосом — пищеварительного аппарата клеток, снижает скорость выхода ферментов разрушающих белки в саркоплазму).
Эти теоретические предположения получают экспериментальное подтверждение.
В исследованиях на животных и людях было показано, НМВ может уменьшать разрушение мышечного протеина и способствовать росту силы и размера мышц. Например, S. Nissen et al. (1996) изучал 41 культуриста, которые были разделены на три группы с приемом 0, 1,5 и 3 г/день НМВ. Дополнительно испытуемые были разделены на тех кто получал с пищей 117 г белка/день Тренировочная программа включала упражнения с тяжестями три раза в неделю по 3,5 часа. Эксперимент длился три недели. Результат этого эксперимента показал, что НМВ работает. В группе, не принимавшей НМВ, тощая масса тела выросла на 0,4 кг, во второй группе, с потреблением 0,8 г/день, прибавка составила 1,3 кг, в третьей группе — 1,3 кг (НМВ = 3 г/кг). Сила выросла в первой группе на 8 %, во второй на 13 % (1,5 г НМВ/день), в третьей на 18 % (3 г НМВ/день).
В ходе исследования было показано, что в крови у лиц, принимавших НМВ, существенно снижается концентрация веществ, которые появляются при разрушении внутренних структур клеток. Такие вещества называются маркерами катаболизма креатикиназа, лактатдегидрогеназа и др.).
Рост силы и скорости бега на 13 % был обнаружен у игроков в американский футбол (A. Almada et al., 1997), которые принимали НМБ (3 г/день) и креатин моногидрат и выполняли по 5 часов в неделю силовую работу и 3 часа в неделю спринтерские упражнения в течение 28 дней.
В исследовании M. D. Vukovich, G. D. Adams восемь велосипедистов по две недели принимали разные препараты: НМВ 3 г/день или лейцин 3 г/день, или плацебо 3 г/день. В начале и в конце каждого периода проводились обследования. Измеряли МПК и максимум накопления лактата в крови. При приеме НМВ наблюдалось увеличение МПК на 0,18 л/мин, в остальных случаях различия были недостоверны. Изменение концентрации лактата было статистически неразличимо.
Цитрат-натрия создает эргогенический потенциал благодаря увеличению рН градиента между кровью и мышцами. Цитрат-натрия (Na3C6H5O7 H20) также должен приводить к эргогеническому эффекту, поскольку цитрат может взаимодействовать с ионами водорода. В работе G. Cox, D. Jenkins (1994) было показано, что прием за 90 мин. до упражнения цитрата-натрия (0,5 г/кг) привело к алкалозу до упражнения и увеличению концентрации лактата в крови после упражнения (60 с). Однако объем выполненной работы статистически значимо не изменилось по сравнению с приемом плацебо. Можно предположить, что цитрат может проникать сквозь мембраны мышечных волокон и вызывать ингибирующее действие на ход гликолиза. В горнолыжном спорте перед сложными и длительными тренировочными заданиями мин. спуск с максимальной интенсивностью) следует принимать цитрат-натрия для снижения степени закисления мышц.
Увеличение концентрации ионов водорода (Н) в мышечных клетках во время выполнения физических упражнений приводит к утомлению. Поэтому для снижения закисления мышечных клеток и крови ученые пробовали использовать щелочи. Прием пищевой соды (бикарбоната натрия — NaHCO2) в крахмальных обкладках из расчета 0,3 г на 1 кг массы тела (запивались двумя стаканами теплой воды) за 3 часа до эксперимента показал следующее. У десяти испытуемых в состоянии покоя после прохождения 60 мин. рН крови стабилизировалось на уровне Выполнение упражнения с мощностью 130 % МПК (380–400 Вт) продолжалось мин. в контрольном опыте, а с применением бикарбоната продолжительность выполнения упражнения увеличилась на 21,6 %. Сразу после работы до отказа концентрации лактата в мышцах во всех случаях оказалась статистически неразличимые. В крови концентрация лактата была максимальной на мин. и статистически достоверно больше в экспериментальном случае (15,5 мМ/л против 12,9 мМ/л при б=1,1 мМ/л). Величина рН была систематически выше в случае применения щелочи (7,193 против 7,256 на 7 мин. восстановления, б=0,018).
Таким образом, снижение степени закисления мышц и крови приводит к росту работоспособности спортсменов при выполнении работы на велоэргометре.
Влияние системного рН на образование кетоновых тел и липолиз было выполнено Hood V. L. et. al (1990). На 14 здоровых лицах было показано, что при увеличенном алкалозе (приеме бикарбоната) и вводе меченных ацетаты и гидро-окси-бутирота возрастает общая концентрация кетоновых тел и концентрация НЭЖК и глицерина в крови увеличивается, а при закислении концентрации их увеличиваются. Следовательно, при закислении создаются условия для увеличения потребления жирных кислот, а так как эксперимент проводился ы условиях покоя, то можно предположить, что усиливался синтез жира в клетках тела.
Лактатные буферы
Во время высокоинтенсивных упражнений накопление лактата (по ощущениям “закислился”, “забились мышцы”), а также кратковременное снижение рН крови часто являются факторами, снижающими работоспособность.
Применение веществ, снижающих уровень молочной кислоты, имеют большую научную базу и доказанную эффективность. Основными представителя являются: бета-аланин (БА) и натрия цитрат в сочетании с бикарбонатом натрия. Сегодня мы разберем что это, для чего и как используется.
Что это?
Как они работают?
Для чего он нужен?
Бета-аланин
Lactat Buffer.
Как применяется?
Бета-аланин. Обычно применяется курсом в 4 недели, по 3,2 г два раза в день, желательно за 30 минут до тренировки.
Lactat Buffer.
Количество воды для приготовления напитка – около 225 мл на одну мерную ложку (8 г) продукта. Принимать в загрузочном режиме: по 1 порции ежедневно в течение 5–6 дней до соревнований.
В день соревнований принять единовременно 1 порцию продукта за 1–2 часа до старта.
Эффект повышения емкости буферных систем наблюдается в течение суток после последнего приема.
N.B.! Обязательно нужно протестировать до соревнований на тренировках. Нельзя смешивать с молоком. Перед применением рекомендуется проконсультироваться со спортивным врачом.
Автор статьи: Шаймерденова Алия Жасулановна, спортивный-диетолог
ТОП препаратов кальция
Кальций является одним из электролитов в организме. Это минерал, который несет электрический заряд при растворении в крови. Роль кальция в организме сложно переоценить, т. к. он является строительным материалом для костных структур, поддерживает здоровье клеточных мембран и принимает участие в передаче нервных импульсов. Также кальций обладает детоксикационным, противовоспалительным и противоаллергенным действием.
Лучшие препараты кальция представлены в рейтинге ниже. ТОП составлен в зависимости от эффективности и безопасности лекарственных средств, а также на основе отзывов. Не менее важный критерий – соответствие цена-качество. Самостоятельно подобрать лекарство непросто. Для начала следует проконсультироваться с врачом и при необходимости пройти обследование, чтобы уточнить диагноз.
Классификация препаратов кальция
Дефицит кальция часто развивается ползуче, а затем долго остается незамеченным. Это состояние может оказать негативное влияние на здоровье костей. Таким образом, увеличивается риск развития остеопороза и переломов костей.
Эксперты рекомендуют принимать добавки кальция только при доказанном дефиците данного минерала и витамина D или, а также при существующем остеопорозе. Главное – правильно подобрать препарат и дозировку.
Причины дефицита кальция в организме
Чтобы правильно выполнять свои разнообразные задачи, кальций должен присутствовать в организме в достаточном количестве. Но что такое достаточное количество? Суточные потребности разнятся в зависимости возрастных групп. В отличие от многих других питательных веществ, потребность в кальции не зависит от половой принадлежности. Мужчины и женщины нуждаются в минерале в одинаковой степени.
Таблица – Суточная потребность в кальции в зависимости от возраста
Цитрат натрия что это такое в спорте
Поликлиника №91; Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, Санкт-Петербург
ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия» Минздрава России, Санкт-Петербург, 197376
Применение сукцинатов в спорте
Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2015;92(6): 59-65
Оковитый С. В., Радько С. В. Применение сукцинатов в спорте. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2015;92(6):59-65.
Okovityĭ S V, Rad’ko S V. The application of succine in sports. Voprosy kurortologii, fizioterapii, i lechebnoi fizicheskoi kultury. 2015;92(6):59-65.
https://doi.org/10.17116/kurort2015659-65
Поликлиника №91; Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, Санкт-Петербург
Важным компонентом снижения физической и умственной работоспособности является развитие в процессе физической нагрузки энергодефицита с последующим формированием неблагоприятных сдвигов в энергетическом обмене. Многообещающим направлением коррекции нарушений умственной и физической работоспособности, возникающих как следствие энергодефицита, является применение фармакологических средств, содержащих интермедиаты цикла трикарбоновых кислот. Одно из наиболее перспективных средств такого типа — янтарная кислота, окисление которой в эндогенных условиях представляет собой физиологический приспособительный механизм, благодаря чему повышается устойчивость организма к недостатку кислорода.
Поликлиника №91; Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, Санкт-Петербург
ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия» Минздрава России, Санкт-Петербург, 197376
Среди спортсменов высокой квалификации, занимающихся циклическими видами спорта, нередко встречается синдром эндогенной интоксикации, возникающий как следствие чрезмерных физических нагрузок и сопровождающийся изменением реологических свойств крови, параметров гемостаза, нарушением микроциркуляции, повреждением биологических мембран, снижением функционального состояния жизненно важных органов и систем организма. Формирующийся при нагрузках дефицит субстратов и кислорода приводит к появлению гипоксии с последующим развитием ишемии, что ограничивает энергопродукцию в системе митохондриального окислительного фосфорилирования. Разрушение белков вследствие развивающейся ишемии сопровождается высвобождением мочевины, креатинина и аммиака, что обусловливает сдвиг кислотно-основного состояния в сторону ацидоза, который способствует агрегации тромбоцитов, эритроцитов и нарушению трофики тканей [1—3].
Подобное образование и накопление эндогенных токсических веществ создает порочный круг, в котором эндогенные токсины являются следствием нарушения обмена веществ в клетке и в то же время сами оказывают повреждающее действие на клеточные структуры и метаболические процессы. Поступление разных эндогенных токсических продуктов приводит к активации симпатико-адреналовой системы с последующим выбросом глюкокортикоидов, катехоламинов, цитокинов, серотонина, гистамина и других биологически активных веществ. При значительных и продолжительных физических и психоэмоциональных нагрузках нарушение функций органов естественной детоксикации проводит к развитию иммуносупрессивного состояния, сопровождающегося инфекционно-воспалительными, аллергическими, аутоиммунными и другими заболеваниями.
Становится очевидной необходимость разработки диагностических, корригирующих и профилактических мероприятий, препятствующих формированию митохондриальной дисфункции, двигательной гипоксии, эндогенной интоксикации и сохраняющих работоспособность спортсмена на фоне напряженных тренировочных нагрузок, особенно тех, которые направлены на развитие выносливости. В современном спорте высших достижений это можно считать самой важной задачей спортивной медицины и спортивной науки, так как в настоящее время получение высоких спортивных результатов только за счет увеличения объема и интенсивности физических нагрузок практически невозможно [4—6].
Переход от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности и резкое усиление расходования энергии мышечными клетками сопровождается, как известно, гипоксией, возникающей вследствие несоответствия между возможностями энергопродуцирующих систем энергопотребностям клетки, а также несоразмерности потребности кислорода и возможностями его доставки системами кровоснабжения и внешнего дыхания. При этом дыхательная цепь митохондрий не успевает освобождаться от избытка ионов водорода и электронов, что приводит к увеличению восстановленности дыхательных переносчиков и ограничению окисления субстратов.
На основании анализа открытой системы регуляции кислотно-основного состояния крови и ее связи с системой генерации кислотных эквивалентов в мышцах при интенсивных физических нагрузках была выдвинута гипотеза, что в организме человека имеется резерв неиспользуемой активности митохондриального энергообеспечения, и проблема повышения физической работоспособности при развитии метаболического ацидоза может решаться путем поддержания энергии митохондрий за счет обеспечения субстратом, способным окисляться и обеспечивать аэробный ресинтез аденозинтрифосфата (АТФ) в условиях рабочей гипоксии [7].
Одним из путей покрытия энергодефицита в мышечной ткани в условиях недостатка кислорода является восстановительный синтез янтарной кислоты (ЯК), сопровождающийся образованием АТФ. Полное окисление одной молекулы ЯК в реакциях окислительного фосфорилирования может давать 5 молекул АТФ. Таким образом, энергетическая ценность сукцината более чем в 2 раза превышает энергию, получаемую путем анаэробного гликолиза. И хотя это значительно меньше, чем энергия, получаемая в полном цикле аэробного метаболизма глюкозы, данная способность представляется достаточно важной в условиях сохраняющейся, частично купированной гипоксии или в раннем постгипоксическом периоде [8].
Янтарная (сукциновая) кислота относится к группе двухосновных предельных кислот. Ее концентрация в тканях составляет 500—800 мкмоль/л, в плазме крови в физиологических условиях — 2—20 мкмоль/л [9, 10]. ЯК является субстратом цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), участвующим в клеточном дыхании и образовании АТФ. Также она представляет собой один из компонентов антиоксидантной системы, обладает противовоспалительным действием, принимает участие в детоксикации ксенобиотиков и имеет нейротропную активность [11].
ЯК и ее соли (сукцинаты) находят широкое применение в медицине как в виде монотерапии, так и в составе комбинированных препаратов [12]. При приеме внутрь ЯК поступает из желудочно-кишечного тракта в кровь и ткани, где быстро включается в энергетический обмен организма. Имеются данные о том, что она снижает содержание уровня лактата в организме и способствует его более быстрому выведению, что увеличивает работоспособность спортсменов и ускоряет восстановление мышц после физических нагрузок [13]. ЯК — малотоксичное соединение, которое не оказывает мутагенного и тератогенного действия [14, 15].
Помимо своего антигипоксического действия через субстратный механизм, ЯК работает и через активацию специфических рецепторов (SUCNR1). Модуляция активности SUCNR1-рецепторов через изменение концентрации сукцината является одним из способов контроля секреции метаболических гормонов или регуляции метаболической активности определенных клеток [16, 17]. То есть, по сути, действие сукцината можно назвать гормоноподобным (в дополнение к своим функциям энергодающего субстрата) [18, 19].
Влияние на систему крови
Метаболическая активность эритроцитов обеспечивается за счет обмена с внешней средой через плазматическую мембрану. Во время окислительного стресса, который возникает при интенсивных физических нагрузках, в мембранах эритроцитов наблюдается конформация белкового-липидного бислоя с его уплотнением, что приводит к снижению трансмембранной функции и формированию так называемой «жесткости» мембраны [20—22]. Одновременно происходит изменение формы и размера эритроцитов, что связано с накоплением в мембране токсических продуктов обмена [23, 24]. Кроме того, следует учитывать, что зрелые эритроциты не способны синтезировать белок. Они теряют митохондрии, вследствие чего не могут метаболизировать пируват в цикле лимонной кислоты [25].
Изменение реологического состояния крови, ухудшение микроциркуляции и замедление тканевого кровотока приводит к снижению оксигенации мышц и функциональных резервов спортсменов [26].
В экспериментах на животных было установлено, что использование ЯК оказывает стимулирующее влияние на гемопоэз — через 20—30 сут после начала применения препарата количество эритроцитов и гемоглобина возрастало соответственно на 3,96 и 15,8%. Численность лейкоцитов увеличивалась на 6,6% [27]. Этот эффект опосредуется через SUCNR1-рецепторы, которые экспрессируются в гемопоэтических клетках-предшественниках и нескольких типах клеток крови и иммунных клетках. В гемопоэтических клетках-предшественниках активированные введением сукцината SUCNR1-рецепторы индуцируют пролиферацию и предотвращают апоптоз клеток, что приводит к повышению уровня гемоглобина, тромбоцитов и нейтрофилов [28].
Применение ЯК у спортсменов способствует положительным изменениям как клеточного состава крови, так и эритроцитарных индексов. Происходит достоверное повышение количества эритроцитов, которое свидетельствует об ускорении процессов эритропоэза во время физических нагрузок. Эти изменения являются особенно важными для процессов микроциркуляции и обеспечения кислородом работающих мышц [29].
Антигипоксические эффекты
Антигипоксическая активность ЯК давно и хорошо изучена. Однако антигипоксический эффект сукцината может быть связан не только с активацией суцинатдегидрогеназного окисления, но и с восстановлением активности ключевого фермента окислительно-восстановительной цепи митохондрий — цитохромоксидазы [30]. Интересной в терапевтическом плане представляется потенциальная буферная активность натриевых солей Я.К. Именно способность сукцината к внутриклеточному окислению с заменой одной молекулы водорода на натрий с образованием бикарбоната может быть уникальной с точки зрения возможностей купирования внутриклеточного метаболического ацидоза — одного из серьезнейших последствий перенесенной гипоксии практически любой этиологии [31—34].
Большой интерес представляет потенцирующая активность ЯК, добавляемой к различным традиционно применяемым препаратам для увеличения их антигипоксического действия. Так, при исследовании совместного воздействия ЯК и цитохрома С на явления энергодефицита в клетках при недостаточности снабжения кислородом у животных, получавших комбинацию, выявили повышение содержания гликогена и АТФ на 25%, отсутствие изменений активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ), снижение уровня лактата на 17,7% по сравнению с контролем. У группы, не получавшей препарат, было отмечено повышение активности Г6ФДГ и ЛДГ на 146 и 113% соответственно, лактата — на 216% относительно контроля, в то время как содержание АТФ снизилось на 16,8% [35].
Исследование оценки эффективности фенотропила сукцината в условиях информационно-физического стресса (чередование двух видов нагрузок: физической — плавание с грузом 10% от массы тела, время «до предела» и информационной —формирование пищедобывательного поведения в многоальтернативном лабиринте) продемонстрировало способность препарата устранять стрессорные нарушения, что может быть критически важным в некоторых видах спорта, например в биатлоне [36].
Влияние на процессы восстановления
Возникающий во время работы избыток ЯК может играть важную роль в обеспечении процессов восстановления после окончания физической нагрузки. Расход накопившейся ЯК наиболее интенсивен в течение первого получаса отдыха, когда усиливается синтез креатинфосфата и выведение молочной кислоты. Возрастание концентрации ЯК отмечается через 1 час после завершения нагрузки, одновременно с суперкомпенсацией содержания креатинфосфата и гликогена [37].
В исследованиях, проведенных с участием гандболистов высокой квалификации в период учебно-тренировочного сбора, выявили положительные эффекты оксиметилэтилпиридина сукцината на процессы восстановления. Кроме того, наблюдали сохранение функциональной подготовленности у спортсменов старшей возрастной группы вместе с улучшением спортивных результатов в ходе теста субмаксимальной зоны мощности [38].
Интересные факты получили при применении одного из производных ЯК — сукцината аммония, стимулирующего образование глутамата, который в процессе декарбоксилируется до гамма-аминомасляной кислоты и затем переаминируется в гамма-оксибутират. Было установлено, что поступление в организм сукцината аммония может оказывать двоякий эффект. В большинстве случаев (около 70%) он действует активирующе, т. е. способствует бодрости и работоспособности. Но приблизительно 30% пациентов воспринимают сукцинат аммония в качестве успокаивающего средства, которое снимает стрессовое напряжение, иногда вплоть до легкой заторможенности и даже засыпания. В результате проведенных клинических испытаний установили, что прием сукцината аммония содействует ликвидации избыточной тревожности, успокаивает и поднимает активность [39]. Ранее анксиолитический эффект ЯК был продемонстрирован в опытах на животных [40].
Независимо от того, каким был первоначальный эффект сукцината аммония, он в обеих ситуациях вызывает ускорение восстановления после интенсивной нагрузки. При этом принятый внутрь препарат полностью подвергается окислительным превращениям до углекислого газа в 6—8 раз быстрее, чем глюкоза [41]. Начиная с дозы 50 мг/кг, он оказывает дозозависимое противосудорожное действие [42].
Определение скорости протекания нервных процессов в высших отделах центральной нервной системы (ЦНС) у спортсменов, применявших сукцинат натрия, показало улучшение лабильности и функциональной подвижность нервных процессов, согласованности сенсорных и моторных отделов ЦНС, работы сенсорных единиц и регуляции их активности со стороны нервной системы [43].
Адаптогенное действие
ЯК и ее производные являются естественными метаболитами организма, стимулирующими обмен веществ, что объясняется ее модифицирующим воздействием на клеточное дыхание, транспорт микроэлементов, продукцию белков. В результате таких модификаций оптимизируются параметры работы тканей и, по сути, проявляется адаптогенное действие ЯК и сукцинатов — увеличивается сопротивляемость организма неблагоприятным факторам внешней среды.
Серия экспериментов, где искусственным путем вызывали изменения, связанные с уменьшение числа митохондрий, снижением концентрации комплексов дыхательной цепи и энергетических субстратов, показала, что избыточное содержание сукцината оказывает стимулирующее действие на интенсивность клеточного дыхания [44].
В ряде исследований выявили адаптогенные и стресспротективные свойства (2-диметиламино)этилового эфира Я.К. Так, при помещении животных на 6 ч в холодовую камеру (–15/–17 °С), применение сукцинатсодержащего препарата увеличивало их выживаемость. На модели двигательного стресса с использованием методики лишения экспериментальных животных сна, пищи и воды в медленно вращающемся барабане препарат показал выраженное защитное действие в отношении как показателей функциональной активности ЦНС, так и развития целого ряда патофизиологических проявлений стресс-синдрома [45].
Адаптогенное действие малата моно (2-диметиламино) этилового эфира ЯК также было подтверждено на крысах на модели экстремальной ситуации, связанной со статическим мышечным напряжением, и в плавательном тесте [46].
В исследованиях, изучавших влияние на спортсменов комбинированного препарата Цитофлавин (ЯК, 1000 мг + никотинамид, 100 мг + рибофлавина мононуклеотид, 20 мг + инозин, 200 мг) отмечали достоверный рост адаптации к физической нагрузке, тренированности организма и его энергетического обеспечения. Также наблюдали улучшение психоэмоционального состояния спортсменов и интегрального показателя «спортивной формы» [47]. Основное антигипоксическое действие ЯК в Цитофлавине дополняется рибофлавином, который за счет своих коферментных свойств увеличивает активность сукцинатдегидрогеназы и обладает непрямым антиоксидантным действием (за счет восстановления окисленного глутатиона). Предполагается, что входящий в состав препарата никотинамид активирует никотинамидадениндинуклеотид (НАД)-зависимые ферментные системы, однако этот эффект менее выражен, чем у НАД. За счет инозина достигается увеличение содержания общего пула пуриновых нуклеотидов, необходимых не только для ресинтеза макроэргов (АТФ и гуанозинтрифосфат — ГТФ), но и вторичных мессенджеров (циклический аденозинмонофосфат — цАМФ и гунозинмонофосфат — цГМФ), а также нуклеиновых кислот. Определенную роль может играть способность инозина в некоторой степени подавлять активность ксантиноксидазы, уменьшая тем самым продукцию высокоактивных форм и соединений кислорода [48].
Это позволяет сделать вывод, что применение сукцинатсодержащих препаратов способствует сохранению оптимального уровня функционирования организма путем увеличения компенсаторных возможностей организма и повышения адаптационных способностей в условиях стресса.
Антиоксидантное действие
Постоянство обмена субстратов между цитозолем и митохондриальным матриксом необходимо для осуществления корректного метаболизма митохондрий. Транспорт водорастворимых метаболитов осуществляется через потенциалзависимые анионные каналы. Повышение внутриклеточной концентрации сукцината создает условия, напоминающие физиологический процесс анаплероза, и, следовательно, сопровождается открытием потенциалзависимых анионных каналов и восстановлением (или интенсификацией) метаболических процессов, что позволяет отнести ЯК к антиоксидантам направленного митохондриального действия [49, 50].
Действие ЯК на клетку как антиоксиданта заключается в снижении интенсивности протекания перекисного окисления липидов, повышении содержания восстановленного глутатиона, восстановлении тиолдисульфидного статуса клетки, увеличении активности антиоксидантных ферментов (каталазы, глутатионпероксидазы) [51].
Активное окисление ЯК способно поддерживать высокую степень восстановленности коэнзима Q10, предупреждая накопление его семихинонной (полувосстановленной) формы, которая является генератором супероксид-аниона [52, 53]. По антиоксидантной активности сукцинат сопоставим с синтетическим антиоксидантом ионолом. В одном из исследований был проведен скрининг собственной восстановительной силы сукцината и ряда его солей (по способности переводить Fe 3+ в Fe 2+ ), которая отражает возможность веществ отдавать электроны, проявляя антиоксидантные свойства. Анализ антирадикальной активности показал, что ЯК независимо от концентрации проявляет низкую антирадикальную активность. В 2—3 раза большую активность проявляют соли ЯК, особенно активна калиевая соль в концентрации 0,001% [54].
Воздействуя на эндогенный рецептор SUCNR1, сукцинат оказывает активирующее влияние на лимфопоэз, увеличивает фагоцитарную, бактерицидную и лизоцимную активность сыворотки крови, что приводит к повышению сопротивляемости неблагоприятным воздействиям, в том числе и к возбудителям инфекционных заболеваний. Это чрезвычайно важно для спортсменов в циклических видах спорта с преодолением больших дистанций (бег, плавание, велоспорт, гребля, лыжных спорт), так как в результате длительного ацидоза в крови снижаются иммуноглобулины, что приводит к значимому понижению иммунитета. Исследование, проведенное на животных показало, что ЯК — перспективный геропротектор класса антиоксидантов, так как увеличивает максимальную продолжительность жизни и значительно снижает риск развития спонтанных опухолей [55].
В экспериментах на крысах, которым вводили бактериальный липополисахарид, моделируя экспериментальную эндотоксемию, было продемонстрировано, что диметиловый эфир ЯК является мощным стимулятором глюконеогенеза в гепатоцитах, предотвращающим гликогенолиз, который, возможно, защищает клетки печени от метаболических последствий эндотоксемии [56].
Протективное действие на сердечно-сосудистую систему
В исследованиях, проведенных с участием детей 12—18 лет, описан кардиопротекторный эффект этилметилгидроксипиридина сукцината. Поскольку наиболее выраженные и потенциально опасные изменения у спортсменов формируются именно со стороны сердечно-сосудистой системы, этот эффект представляет собой особый интерес. Препарат не только предотвращал развитие неблагоприятных изменений в миокарде, но и позволял корригировать уже имеющиеся клинически манифестные стресс-индуцированные и гипоксически-ишемические повреждения. Это позволило предположить, что использование этилметилгидроксипиридина сукцината будет особенно перспективно у молодых практически здоровых спортсменов для профилактики стресс-индуцированного оксидативного повреждения мышц и сердечно-сосудистой системы, а также для ускорения восстановления организма после интенсивных нагрузок [57].
Заключение
ЯК, представляющая собой универсальный внутриклеточный метаболит, принимает активное участие в обменных реакциях организма, что позволяет широко применять ее для регуляции физиологического состояния спортсменов. Путем улучшения реологических свойств крови, увеличения содержания эритроцитов, ЯК стимулирует процесс поступления кислорода в клетки и кровоснабжения тканей в целом. За счет своих актопротекторных и адаптогенных свойств она облегчает стресс, восстанавливает энергообмен, нормализует процесс образования новых клеток, обладает общеукрепляющими и восстанавливающими свойствами. ЯК может быть использована для профилактики синдрома эндогенной интоксикации, состояния пониженной иммунологической реактивности и формирования статуса повышенной резистентности организма к различным неблагоприятным факторам. Поэтому Я.К. можно рассматривать как перспективный препарат в спортивной практике.