* высокоуглеводные диеты до тренировки ухудшают соотношение провоспалительных (IL-6, IL-1ra) и противовоспалительных (IL-10) цитокинов в организме [5];
* увеличение потребления углеводов перед нагрузкой не дает каких-либо дополнительных улучшений иммунного статуса спортсмена после тренировок;
* потребление углеводов в ходе тренировочных занятий ослабляет снижение иммунной функции за счет поддержания необходимого уровня глюкозы крови, что приводит к уменьшению стрессорного кортизолового ответа на нагрузки [5, 21]. Прием углеводов в дозе 60 г * ч-1 в ходе продолжительных тренировочных нагрузок уменьшает прирост концентраций противовоспалительных цитокинов [30], оптимизирует лейкоцитарный ответ, улучшает функцию нейтрофилов [42], предотвращает снижение количества и ухудшение функции Т-клеток [33];
* в настоящее время нет достаточных доказательств относительно способности углеводов ослаблять выраженность симптомов заболеваний верхних дыхательных путей у спортсменов, в частности специализирующихся в беговых дисциплинах легкой атлетики [20, 37].
Таким образом, авторы Консенсуса [3] пришли к заключению, что углеводы более эффективны в плане поддержания иммунитета при приеме в динамике физических нагрузок, нежели на основе увеличения регулярного потребления в составе рациона спортсмена.
Взаимодействие углеводов с микробиомом кишечника
В обзоре [44] рассмотрено влияние рационов с разным содержанием углеводов на качественный и количественный состав бактериального содержимого толстого кишечника (микробиома) человека и установлено, что наиболее часто применяемые спортсменами простые углеводы - глюкоза, фруктоза и лактоза - повышают содержание микроорганизмов родов Bifidobacteria и Lactobacilli, а искусственные подсластители, содержащиеся в газированных напитках и неспортивных энергетических батончиках, - напротив, снижают, ухудшая защитные и метаболические свойства микробиома.
Углеводы - наиболее изученные макронутриенты в плане влияния на микробиом кишечника человека. Существующие в литературе данные получены отдельно для неперевариваемых и перевариваемых углеводов; последние подвергаются ферментативной деградации и включают крахмалы и сахара. Некоторые виды этих бактерий связывают с возникновением синдрома раздраженного кишечника (СРК; IBS - от англ. irritable bowel syndrome) [25]. Кроме того, лактоза увеличивает концентрацию в фекалиях короткоцепочечных жирных кислот, являющихся важным метаболическим субстратом, продуцируемым микробиомом человека для нужд организма [18]. Искусственные подсластители, такие, как сахарин, сукралоза и др., считаются и позиционируются в маркетинге пищевых продуктов как полезные для здоровья, однако недавние исследования показали, что потребление всех видов искусственных подсластителей быстро приводит к развитию непереносимости глюкозы как основного прекурсора гликогена в организме [48].
В противоположность перевариваемым углеводам пищевые волокна и устойчивые крахмалы (неперевариваемые углеводы) являются субстратом для бактерий микробиома и выступают в роли пребиотиков. Рацион с низким содержанием этих веществ уменьшает общее количество бактерий в микробиоме и обедняет их качественный состав [23]; напротив, высокое потребление пищевых волокон увеличивает генетическое разнообразие микрофлоры кишечника [15]. Регулярное рациональное и сбалансированное питание спортсменов, обогащенное неперевариваемыми углеводами, индуцирует повышение содержания в кишечнике молочнокислых и бифидобактерий и снижает количество клостридий, провоцирующих развитие патологической симптоматики [31].
Орошение (полоскание) полости рта раствором углеводов как способ улучшения спортивных результатов
В целом ряде работ показано, что простое периодическое орошение полости рта раствором углеводов, т. е. углеводно-энергетическим напитком, без последующего проглатывания является хорошим методом поддержания спортивной формы и улучшения результатов в спортивных дисциплинах, требующих повышенной выносливости [17]. Уже не первый год в научной и практической литературе рассматривается вопрос эффективности периодического ополаскивания полости рта раствором углеводов (глюкоза, фруктоза, мальтодекстрин и др.) без последующего их проглатывания в процессе выполнения физических упражнений, во время бега на длинные дистанции и др. Под действием углеводов, находящихся в полости рта, замедляется процесс снижения времени локомоторной реакции, отодвигается порог развития утомления и др. При этом содержание адреналина и норадреналина в плазме крови спортсменов остается достоверно более низким в тестируемой группе, чем в контрольной. Авторы считают, что этот феномен не связан с метаболическим действием углеводов (слишком мала концентрация и доза углеводов в полости рта), а обусловлен взаимодействием со специфическими рецепторами (сигнальное действие). Предполагается (пока чисто теоретически), что активация рецепторов углеводами включает неэнергетическую сигнальную афферентную нервную систему с последующим центральным ответом коры головного мозга и выбросом эндогенной глюкозы в ряде мозговых структур, отвечающих за эмоциональные и мотивационные процессы (гипоталамус, лимбическая система и др.). Такой подход рассматривается в качестве дополнения к традиционному пероральному приему углеводов в составе углеводно-энергетических спортивных напитков как во время тренировочных занятий и соревнований, так и в ходе восстановления. Более того, ополаскивание полости рта имеет ряд преимуществ практического плана: нет отрицательного влияния углеводов на желудочно-кишечный тракт; возможно использование специальных форм с малым содержанием углеводов (жевательные резинки, таблетки, драже и др.); легче контролировать дозу и субъективное ощущение эффекта. На практике орошение полости рта растворами углеводов уже используется во многих видах спорта [26].
Однако такая методология пополнения углеводного баланса имеет ряд ограничений и зависит более всего от специфики вида спорта. В последнее время получены первые данные, что в относительно коротких по времени соревновательных дисциплинах, в частности в велогонке протяженностью 4 км, такой эффект не наблюдается [39]. В небольшом пилотном рандомизированном контролируемом исследовании у квалифицированных велосипедистов (трек, n = 9) после разминки непосредственно перед прохождением четырехкилометровой дистанции с максимально возможной скоростью сравнивались эффекты ополаскивания полости рта 25 мл раствора углеводов, содержащего 64 г глюкозы на 1000 мл воды, или плацебо (сахарин 36,2 г на 1000 мл воды) без последующего проглатывания растворов. С помощью встроенной в велосипед системы контроля и сбора данных (включая опросники) оценивались средние показатели мощности и времени прохождения отрезков дистанции, субъективные показатели усталости и др. Обнаружено, что орошение полости рта раствором углеводов лишь достоверно снижает субъективное чувство усталости по сравнению с плацебо, но никак не отражается на объективных показателях (результатах) прохождения дистанции.
Новые перспективные углеводы для применения в практике подготовки спортсменов
Как альтернатива наиболее популярной глюкозе и сходным веществам в связи с лучшей переносимостью их желудочно-кишечным трактом, начиная с конца ХХ в. [50] и до последнего времени [49] рассматривается высокоразветвленный циклический декстрин (англ. Highly branched cyclic dextrin - HBCD) - полигликозид с высокой молекулярной массой, выделенный из ячменного крахмала и обладающий способностью быстрее глюкозы восстанавливать запасы гликогена без торможения эвакуации пищи из желудка [2]. Было показано, что простые сахара увеличивают осмотическое давление пищи, что замедляет опорожнение желудка, что не характерно для этого сложного углевода [50]. Исследования показали, что у спортсменов, потреблявших это вещество для восстановления сразу после интенсивных нагрузок на велотренажере, через 2 ч улучшились показатели физической подготовленности, чем у тех, кто использовал традиционную глюкозу [47].
В работе [50], носившей экспериментальный характер плацебо-контролируемого исследования, было показано, что животные, получавшие высокоразветвленный циклический декстрин, демонстрировали большую выносливость по сравнению с контрольными животными, которым в желудок через зонд вводили воду или раствор глюкозы. Эргогенный эффект этого циклического декстрина наблюдался в дозе 500 мг * кг-1 массы тела, в то время как в дозе 166 мг * кг-1 углевод не влиял на эр- гогенные способности (р < 0,05). Мыши, которым через 10 мин после начала упражнения вводили раствор этого сложного углевода, были способны плавать значительно дольше мышей контрольной группы (р < 0,05). При этом повышение среднего уровня глюкозы в крови у животных при введении через 20 мин после начала плавания высокоразветвленного циклического декстрина было все-таки ниже, чем у мышей, которым вводили глюкозу (р < 0,05). Авторы данного исследования заключили, что увеличение времени плавания (выносливости) при введении декстрина зависело от его быстрой и долговременной способности влиять на улучшение доставки глюкозы с более низким постпрандиальным ответом на инсулин крови, что и привело к увеличению времени наступления усталости [50].
Результаты рандомизированного двойного-слепого плацебо-контролируемого исследования [49] с высшим уровнем доказательности относительно эргогенной эффективности высокоразветвленного циклического декстрина у мужчин-триатлонистов свидетельствуют, что у участвовавших в двух соревнованиях (разделенных временным интервалом один месяц) семи спортсменов, из которых четыре потребляли напиток на основе изучаемого углевода, а три - напиток на основе глюкозы (плацебо), обнаружено несколько интересных фактов. В частности, количество лимфоцитов и нейтрофилов значительно увеличилось после тренировки в обеих исследованных группах (р < 0,05). Концентрация плазменного норадреналина значительно возрастала (р < 0,05) во время тренировки в группе спортсменов с глюкозой, но не в группе, применявшей высокоразветвленный циклический декстрин. Плазменные концентрации противовоспалительных цитокинов - интерлейкина IL-8 и IL-10 - достоверно и значительно увеличивались во время тренировки в обоих исследованиях по отношению к данным в группе плацебо (прием глюкозы). При этом концентрации провоспалительных цитокинов - IL-8, IL-10 и IL-12p40 - были значительно ниже (р < 0,05) в группе спортсменов, принимавших высокоразветвлен- ный циклический декстрин, по сравнению с плацебо. Авторы резюмировали, что эргогенные свойства изучаемого углевода проявляются за счет ослабления гормонального стрессорного ответа и улучшения баланса противо- и провоспалительных цитокинов по окончании исследования.
Кроме того, в перекрестном двойном-слепом исследовании у здоровых добровольцев [19] были изучены сравнительные эффекты относительно влияния низких доз (15 г) высокоразветвленного циклического декстрина на воспринимаемое напряжение (RPE) в циклических упражнениях. Показано, что воспринимаемое напряжение увеличилось во время тренировки, и это значение было значительно выше на 30-й и 60-й минутах после приема циклического декстрина, чем при использовании мальтодекстрина.
Таким образом, данные анализа современной литературы указывают, что существуют разнонаправленные и в разной степени выраженные дозозависимые изменения в величине метаболических показателей и эргогенных характеристик при использовании такой перспективной для применения спортсменами субстанции, как высокоразветвленный циклический декстрин в динамике физических нагрузок разного характера [32]. Однако в связи с небольшим количеством научной литературы по данному вопросу и небольшими выборками исследуемых субъектов невозможно сделать однозначные выводы по эффективности приема данного углевода. Это требует проведения дальнейших исследований в этом весьма перспективном направлении, но, тем не менее, даже имеющиеся данные указывают на возможность движения вперед в плане улучшения внетренировочного обеспечения спортивной подготовки с использованием новых углеводных субстанций.
Литература
1. Платонов ВН. Диетологическое обеспечение [Dietological support]. В кн.: Двигательные качества и физическая подготовка спортсменов. Киев, Олимпийская литература, 2017; 536-63.
2. Aulin Piechl K, Soderlund K, Hultman E. Muscle glycogen resynthesis rate in humans after supplementation of drinks containing carbohydrates with low and high molecular masses. Eur J Appl Physiol. 2000;81(4):346-51. DOI: 10.1007/s0O421OO50O53.
3. Bermon S, Castell LM, Calder PC et al. Consensus Statement Immunonutrition and Exercise. Exerc. Immunol. Rev. 2017;23:8-50.
4. Bishop NC, Walsh NP Haines DL et al. Pre-exercise carbohydrate status and immune responses to prolonged cycling: II. Effect on plasma cytokine concentration. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2001;11:503-12.
5. Bishop NC, Walker GJ, Gleeson M et al. Human T-lymphocyte migration towards the supernatants of human rhinovirus infected airway epithelial cells: influence of exercise and carbohydrate intake. Exerc Immunol Rev. 2009;15:127-44.
6. Brighenti F, Kendall CWC, Augustin LSA et al. International Carbohydrate Quality Consortium. Glycemic response and the glycemic index of foods: more remains to be seen on the second-meal effect of proteins. Am J Clin Nutr. 2018;107(5):845-850. DOI: 10.1093/ajcn/ nqy030.
7. Brisswalter J, Louis J. Vitamin supplementation benefits in master athletes. Sports Med. 2014;44(3):311 -318. doi: 10.1007/s40279-013-0126-x.
8. Brosnan JT, Brosnan ME. Branched-Chain Amino Acids: Enzyme and substrate regulation. J. Nutr. 2006; 136(1): 207S-11S. doi: 10.1093/jn/136.1.207S.
9. Burke LM. Practical issues in evidence-based use of performance supplements: Supplement interactions, repeated use and individual responses. Sports Med. 2017;47(1): 79-100. doi: 10.1007/s40279-017-0687-1.
10. Burke LM, Angus DJ, Cox GR et al. Effect of fat adaptation and carbohydrate restoration on metabolism and performance during prolonged cycling. J Appl Phys. 2000;89(6): 2413-21.
11. Burke L, Deakin V, eds. Clinical sports nutrition. 4-th ed. North Ryde NSW: McGraw-Hill Education (Australia); 2011.735 p.
12. Burke LM, Slater G, Broad EM et al. Eating patterns and meal frequency of elite Australian athletes. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2003;13(4):521-38.
13. Cabral САС, Rosado GP Silva CHO, Marins JCB. Diagnosis of the nutritional status of the Weight Lifting Permanent Olympic Team athletes of the Brazilian Olympic Committee (COB). Rev. Bras. Med. Esporte. 2006;12(6):308e-12e.
14. Clark M, Reed DB, Crouse SF, Armstrong RB. Pre- and post-season dietary intake, body composition, and performance indices of NCAA Division 1 female soccer players. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2003;13(3):303-19.
15. Cotillard A, Kennedy SP, Kong LC, et al. Dietary intervention impact on gut microbial gene richness. Nature. 2013;500(7464):58-558. DOI: 10.1038/nature12480.
16. Cummings JH, Stephen AM. Carbohydrate terminology and classification. Review. Eur J Clin Nutr. 2007;61(1):S5-18. DOI: 10.1038/sj.ejcn.1602936.
17. De Pauw K, Roelands B, Knaepen K, et al. Effects of caffeine and maltodextrin mouth rinsing on P300, brain imaging, and cognitive performance. JApplPhysiol. 2015;118(6):776-82. DOI: 10.1152/japplphysiol.01050.2014.
18. Francavilla R, Calasso M, Calace L, et al. Effect of lactose on gut microbiota and metabolome of infants with cow's milk allergy. Pediatr Allergy Immunol. 2012;23(5):420-27. DOI: 10.1111/j.1399-3038.2012.01286.x.
19. Furuyashiki T, Tanimoto H, Yokoyama Y, et al. Effects of ingesting highly branched cyclic dextrin during endurance exercise on rating of perceived exertion and blood components associated with energy metabolism. Biosci Biotechnol Biochem. 2014;78(12):2117-9. DOI: 10.1080/09168451.2014.943654.
20. Gleeson M, Nieman DC, Pedersen BK. Exercise, nutrition and immune function. J Sports Sci. 2004;22(1):115-25.
21. Green KJ, Croaker SJ, Rowbottom DG. Carbohydrate supplementation and exercise-induced changes in T-lymphocyte function. J Appl Physiol. 2003;95(3):1216-23.
22. Gunzer W, Konrad M, Pail E. Exercise-induced immunodepression in endurance athletes and nutritional intervention with carbohydrate, protein and fat-what is possible, what is not? Nutrients. 2012;4(9):1187-212. DOI: 10.3390/nu4091187.