Метаболическая оценка эффективности применения витаминно-минеральных комплексов у профессиональных спортсменов

Резюме

У профессиональных спортсменов, адаптирующихся к интенсивным физическим тренировкам и психоэмоциональному напряжению, показано формирование окислительного стресса. Данный факт детерминирует целесообразность направленной коррекции нарушений баланса про- и антиоксидантных систем крови и тканей, вызванных интенсивными физическими тренировками.

Цель работы - изучение влияния приема витаминно-минерального комплекса на параметры окислительного метаболизма крови у профессиональных спортсменов.

Материал и методы. В данное проспективное исследование были включены 74 профессиональных спортсмена, представляющих циклические виды спорта и рандомизированных на 2 группы: основную (n=42), представители которой персонализированно получали один из двух витаминно-минеральных комплексов (с разными концентрациями антиоксидантов), и группу сравнения (n=32), которые получали плацебо. Продолжительность курса ежедневного приема витаминно-минерального комплекса, дополнительного источника витаминов С, Е, А, D, группы В, макро- и микроэлементов, источника в-каротина (1,5 мг), лютеина (4,5 мг) и L-карнитина, составляла 30 дней. У представителей обеих групп до начала и по завершении курса воздействий изучали параметры окислительного метаболизма крови (уровень 8-изопростана, окисленных липопротеинов низкой плотности, активность супероксиддисмутазы, концентрацию каротина, токоферола, ликопина, лютеина и зеаксантина), причем у лиц основной группы данные результаты использовали для индивидуализации назначения средства метаболической коррекции.

Результаты. Выявлено, что по завершении курса метаболической поддержки у спортсменов основной группы наблюдалось увеличение концентрации лютеина и зеаксантина (в 1,26 раза), α- и β-каротина (в 1,21 и 1,17 раза соответственно), α- и γ-токоферола (в 1,46 и 1,62 раза), витамина Е, соотнесенного с холестерином (в 1,18 раза). Кроме того, фиксировали активацию супероксиддисмутазы (в 1,24 раза) и снижение уровня 8-изопростана (в 1,49 раза). Подобных сдвигов у спортсменов, включенных в группу сравнения, не отмечали.

Заключение. Проведение курса метаболической поддержки, включающей применение индивидуально назначаемого витаминно-минерального комплекса, позволяет оптимизировать состояние окислительного метаболизма плазмы крови спортсменов.

Ключевые слова:спортсмены, свободнорадикальные процессы, окислительный стресс, антиоксиданты, коррекция, витаминно-минеральный комплекс, каротиноиды

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Мартусевич А.К., Карузин К.А. Метаболическая оценка эффективности применения витаминно-минеральных комплексов у профессиональных спортсменов // Вопросы питания. 2021. Т 90, № 1. С. 94-101. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-1-94-101

Развитие спорта высших достижений является одной из приоритетных государственных задач, для ее успешного выполнения в стране сформирована система подготовки и сопровождения спортсменов [1-3]. Одно из первых мест в данной системе занимает медицинское сопровождение, позволяющее поддерживать необходимый уровень здоровья спортсменов, от которого напрямую зависит спортивный результат [1-5].

Система медицинских обследований преимущественно направлена на выявление и лечение заболеваний, тогда как изучению возможностей организма спортсмена к адаптации к экстремальным нагрузкам уделяется существенно меньше внимания [1, 3, 4, 6, 7]. Согласно классическим представлениям адаптация включает в себя все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, реализующейся на клеточном, системном и организменном уровнях [6, 8].

Физиологическая адаптация - процесс поддержания функционального состояния органов и систем, включая сохранение работоспособности в экстремальных условиях [8]. Одним из ключевых элементов данного процесса является постоянное обновление клеточных структур [8-10], которое напрямую зависит от протекания свободнорадикальных процессов [6, 9, 10]. Свободнорадикальные процессы претерпевают значительные изменения при различных физиологических и патологических состояниях [3, 6, 10].

Окислительный метаболизм организма в целом и его отдельных функциональных звеньев поддерживается сложной совокупностью про- и антиоксидантных систем, включающих ферментные и неферментные (биорадикальные и нерадикальные) компоненты [9]. Данная совокупность обеспечивается многочисленными регуляторными механизмами, которые представлены как внутрисистемными, так и внешними эффекторами и оказывают влияние на ферментные и неферментные компоненты систем [6, 10]. Убик-витарность окислительного метаболизма определяет его участие в патогенезе абсолютного большинства заболеваний и, с другой стороны, дает обширные возможности для коррекции. Дизадаптация окислительного метаболизма получила название "окислительный стресс", который рассматривается как отдельный синдром [6, 9, 10].

На основании представлений об особенностях протекания процессов обмена веществ у профессиональных спортсменов, вынужденно адаптирующихся к интенсивным физическим тренировкам и психоэмоциональному напряжению в условиях тренировочного периода и соревновательной деятельности [1, 2, 4, 11], рядом исследователей предполагается формирование окислительного стресса у данной категории людей [12-15]. Данный факт детерминирует целесообразность направленной коррекции нарушений баланса про- и антиоксидантных систем крови и тканей, вызванных интенсивными физическими тренировками [13, 16-21].

Цель работы - изучение влияния приема витаминно-минерального комплекса на параметры окислительного метаболизма крови у профессиональных спортсменов.

Материал и методы

В исследование были включены 74 профессиональных спортсмена, представляющих циклические виды спорта и рандомизированных на 2 группы: основную (n=42), представители которой получали витаминно-минеральный комплекс, и группу сравнения (n=32), которые получали плацебо. Продолжительность курса ежедневного приема витаминно-минерального комплекса составляла 30 дней.

У представителей обеих групп до начала и по завершении курса воздействий изучали параметры окислительного метаболизма крови, причем у лиц основной группы данные результаты использовали для индивидуализации назначения средства метаболической коррекции. Для этого проводили сопоставление уровня параметров с соответствующим уровнем, характерным для нетренированных людей. При преобладании измененных по сравнению с физиологическим уровнем показателей, характеризующих интенсивность свободнорадикальных процессов, спортсменам назначали комплекс с меньшими концентрациями антиоксидантов - Витантиоксимин®, а при сопряженном сдвиге как про-, так и антиоксидантных систем крови - комплекс, содержащий повышенные концентрации соединений с антиоксидантной активностью, - Витаметаболомин 5® (ООО "Акафарм", РФ). Используемые комплексы являются дополнительными источниками витаминов С, Е, А, D, группы В, макро- и микроэлементов (кальций, магний, хром, медь, цинк, селен, йод, марганец, молибден), источниками каротиноидов (β-каротин - 1,5 мг, лютеин - 4,5 мг) и L-карнитина.

Получение образцов крови у спортсменов обеих групп проводили до начала курса и сразу по его завершении. Содержание 8-изопростана в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом при помощи набора "8-isoprostane ELISA" (USBiological, США). Количественное определение окисленных липопротеинов низкой плотности (оЛПНП) проводили методом конкурентного иммуноферментного анализа (ИФА) в микропланшетном формате, который проводили на автоматическом иммуноферментном анализаторе "Evolis" (Bio-Rad, Германия-США) с использованием реактивов фирмы Biomedica Gruppe (Австрия). Активность супероксиддисмутазы определяли по изменению количества продукта окисления адреналина - адренохрома, который образуется в отсутствие дополнительных источников генерации супероксида [22]. Определение α- и β-каротина, а также α- и γ-токоферолов осуществляли с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) после соответствующей пробоподготовки по методике Е.А. Мойсенок и соавт. [23]. Определение уровня тканеспецифичных антиоксидантов (ликопина, лютеина и зеаксантина) в крови проводили методом хромато-масс-спектрометрии [24, 25].

Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, все пациенты дали письменное информированное согласие на участие в исследовании.

Полученные данные были обработаны методами вариационной статистики в программном пакете Statistica 6.0. Нормальность распределения значений параметров оценивали с использованием критерия Шапиро-Уилка. Данные представляли в форме средних значений показателей и их среднеквадратичного отклонения. С учетом характера распределения признака для оценки статистической значимости различий применяли Н-критерий Краскела-Уоллиса.

Результаты и обсуждение

Проведение курса метаболической поддержки приводило к формированию существенных сдвигов большинства рассмотренных показателей. Так, концентрация в плазме крови тканеспецифичных неферментных антиоксидантов: зеаксантина и лютеина - у спортсменов основной группы статистически значимо нарастала (в 1,26 раза; p<0,05 по отношению к исходному уровню). Напротив, у представителей группы сравнения не выявлено существенной динамики между начальной и конечной точками наблюдения (рис. 1).

Рис. 1. Динамика концентраций зеаксантина, лютеина и ликопина в плазме крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминно-минерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 1. Blood plasma level of zeaxantin, lutein and lycopene in athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Аналогичная тенденция была установлена и для тканенеспецифичных антиоксидантов - α- и β-каротина (рис. 2). По обоим указанным показателям выявлена единая динамика: у представителей основной группы регистрировали нарастание концентрации рассматриваемых соединений (на 21 и 17% по отношению к исходным значениям для а- и p-каротина соответственно; p<0,05). В то же время применение плацебо, которое было использовано у спортсменов группы сравнения, не вызывало существенных сдвигов уровня данных антиоксидантов. Это следует расценить как пополнение компонентами изучаемого комплекса собственных антиоксидантных резервов крови и тканей.

Рис. 2. Динамика концентраций α- и β-каротина в плазме крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминноминерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 2. Dynamics of α- and β-carotene plasma level in athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Данная тенденция подтверждается и на основании анализа динамики концентрации в плазме аи у-токоферола у представителей сформированных групп (рис. 3). Показано, что по обеим формам токоферола проведение курса индивидуальной метаболической поддержки способствовало существенному нарастанию их уровня в плазме крови. Интересно, что значения обоих показателей у квалифицированных спортсменов основной группы увеличивались пропорционально (в 1,46 и 1,62 раза по отношению к исходному уровню; p<0,05).

Рис. 3. Динамика уровня α- и γ-токоферола в плазме крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминноминерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 3. Dynamics of α- and γ-tocopherol plasma level in athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Выделенная позитивная тенденция, характеризующая повышение антиоксидантных резервов крови, согласуется и с данными оценки динамики концентрации витамина Е, стандартизированной по уровню холестерина. Как и в случае других параметров окислительного метаболизма биологической жидкости, по данному критерию не наблюдали значимых сдвигов у профессиональных спортсменов, получавших плацебо. Напротив, применение персонализированного витаминно-минерального комплекса обеспечивало увеличение рассматриваемого показателя на 18% по сравнению с исходным уровнем (p<0,05), что повышает способность биосреды к улавливанию и утилизации свободных радикалов.

Важно подчеркнуть, что наряду с положительной динамикой сдвигов неферментного звена антиоксидантной системы (лютеина, зеаксантина, каротинов и токоферолов) у представителей основной группы фиксировали умеренную активацию супероксиддисмутазы в плазме крови на 24,4% по сравнению со спортсменами, получавшими плацебо (p<0,05; рис. 4). С учетом того, что указанный фермент является одним из превалирующих в формировании ферментного звена антиоксидантной системы, в совокупности это свидетельствует о стимуляции резервов обоих компонентов под влиянием изучаемого алгоритма, базирующегося на индивидуализации назначения витаминно-минеральных комплексов.

Рис. 4. Активность супероксиддисмутазы в плазме крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминно-минерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 4. Superoxide dismutase activity in blood plasma at athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Выявленная стимуляция звеньев антиоксидантной системы плазмы крови неизбежно оказывала влияние на интенсивность свободнорадикальных процессов в ней. Среди изученных нами параметров уровень окислительной модификации макромолекул позволяет оценивать концентрация 8-изопростана в плазме крови (рис. 5). Установлено, что курс плацебо не оказывает значимого влияния на данный показатель, тогда как у квалифицированных спортсменов, получавших индивидуальную метаболическую коррекцию, наблюдали существенное снижение концентрации рассматриваемого соединения в биологической жидкости (в 1,49 раза относительно исходного уровня; p<0,05). Это косвенно указывает на элиминацию признаков окислительного стресса, обнаруживаемых у высокотренированных лиц в исходном состоянии.

Рис. 5. Концентрация 8-изопростана в плазме крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминно-минерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 5. Blood plasma level of 8-isoprostane in athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Интересная динамика была зарегистрирована в отношении концентрации окисленных липопротеинов низкой плотности, также преимущественно отражающих интенсивность свободнорадикальных процессов в плазме крови [9]. Данный показатель у спортсменов основной группы умеренно нарастал (на 13% по сравнению с исходным значением; p<0,05), чего не наблюдалось у представителей второй группы (рис. 6). По нашему мнению, это изменение следует рассматривать не изолированно, а с учетом величин показателя, характерных для нетренированных людей. С данных позиций становится очевидно, что у спортсменов, прошедших курс метаболической коррекции, обнаруживается приближение к физиологическому паттерну, так как по завершении воздействия у них не фиксировали статистически значимых различий с группой практически здоровых неспортсменов [26, 27].

Рис. 6. Уровень окисленных липопротеинов низкой плотности в крови спортсменов с учетом персонализированного приема витаминно-минерального комплекса

* - статистически значимое отличие (р<0,05) по отношению к исходному уровню.

Fig. 6. Blood plasma level of oxidized low density lipoproteins in athletes under administration of personalized vitamin-mineral complex

* - statistically significant difference (p<0.05) in relation to the initial level.

Полученные данные, с одной стороны, свидетельствуют о существенных сдвигах параметров окислительного метаболизма (в первую очередь по уровню ферментных и неферментных антиоксидантных систем) у тренированных спортсменов относительно нетренированных лиц, что подтверждает формирование у них признаков окислительного стресса, описанных ранее другими авторами [12-15]. С другой стороны, по динамике показателей, визуализирующих интенсивность свободнорадикальных процессов (концентрация 8-изопростана и уровень окисленных липопротеинов), а также ферментных (супероксиддисмутаза) и неферментных (лютеин, зеаксантин, ликопин, каротин, α- и γ-токоферол) компонентов антиоксидантной системы организма показана эффективность рассматриваемого подхода к коррекции метаболических нарушений у профессиональных спортсменов.

Заключение

Таким образом, проведение курса метаболической поддержки, включающей применение индивидуально назначаемого витаминно-минерального комплекса, позволяет оптимизировать состояние окислительного метаболизма плазмы крови спортсменов.

Литература

1. Molina-López J., Ricalde M.A.Q., Hernández B.V., Planells A., Otero R., Planells E. Effect of 8-week of dietary micronutrient supplementation on gene expression in elite handball athletes // PLoS One. 2020. Vol. 15, N 5. Article ID e0232237. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232237

2. Muwonge H., Zavuga R., Kabenge P.A., Makubuya T. Nutritional supplement practices of professional Ugandan athletes: a cross-sectional study // J. Int. Soc. Sports Nutr. 2017. Vol. 14. P. 41. DOI: https://doi.org/10.1186/s12970-017-0198-3

3. Trakman G.L., Forsyth A., Hoye R., Belski R. Australian team sports athletes prefer dietitians, the internet and nutritionists for sports nutrition information // Nutr. Diet. 2019. Vol. 76, N 4. P. 428-437. DOI: https://doi.org/10.1111/1747-0080.12569

4. Макарова Г.А. Фармакологическое сопровождение спортивной деятельности. Москва : Советский спорт, 2013. 232 c. ISBN: 9785971806271.

5. Eskici G. The importance of vitamins for soccer players // Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2015. Vol. 85, N 5-6. P. 225-244. DOI: https://doi.org/10.1024/0300-9831/a000245

6. Мартусевич А.К., Карузин К.А. Оксидативный стресс и его роль в формировании дизадаптации и патологии // Биорадикалы и антиоксиданты. 2015. Т. 2, № 2. С. 5-18.

7. Волков Н.И. Олейников В.И. Эргогенные эффекты спортивного питания. Москва : Спорт, 2016. 100 с. ISBN: 978-5-9907240-9-9.

8. Судаков К.В. Нормальная физиология. Курс физиологии функциональных систем. Москва : Медицинское информационное агентство, 1999. 717 с. ISBN 5-89481-047-7.

9. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск, 2004. 174 с. ISBN 985-485-346-2.

10. Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. Новосибирск, 2008. 284 с. ISBN 5-902700-15-9.

11. Стаценко Е.А. Показатели перекисного окисления липидов и маркеры эндогенной интоксикации в контроле физических нагрузок при тренировках гребцов // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2011. № 3. С. 41-44.

12. Aguiló A., Tauler P., Fuentespina E., Tur J.A., Córdova A., Pons A. Antioxidant response to oxidative stress induced by exhaustive exercise // Physiol. Behav. 2005. Vol. 84. P. 1-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2004.07.034

13. Ji L. Oxidative stress during exercise: implication of antioxidant nutrients // Free Radic. Biol. Med. 1995. Vol. 18. P. 1079-1086.

14. Margonis K., Fatouros I.G, Jamurtas A.Z. et al. Oxidative stress biomarkers responses to physical overtraining: implications for diagnosis // Free Radic. Biol. Med. 2007. Vol. 43. P. 901-910. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2007.05.022.

15. Pepe H., Balci S.S., Revan S., Akalin P.P., Kurtoğlu F. Сomparison of oxidative stress and antioxidant capacity before and after running exercises in both sexes // Gend. Med. 2009. Vol. 6. P. 587-595. DOI: 10.1016/j.genm.2009.10.001.

16. Стаценко Е.А. Сравнение витаминно-минеральных комплексов для фармакологической поддержки антиоксидантного статуса юных спортсменов // Медицинский журнал. 2007. № 4. С. 109-111.

17. Cholewa J., Trexler E., Lima-Soares F. et al. Effects of dietary sports supplements on metabolite accumulation, vasodilation and cellular swelling in relation to muscle hypertrophy: A focus on "secondary" physiological determinants // Nutrition. 2019. Vol. 60. P. 241-251. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nut.2018.10.011

18. Morillas-Ruiz J.M., Villegas García J.A. et al. Effects of polyphenolic antioxidants on exercise-induced oxidative stress // Clin. Nutr. 2006. Vol. 25. P. 444-453. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnu.2005.11.007

19. Graham-Paulson T.S., Perret C., Smith B., Crosland J., Goosey-Tolfrey V.L. Nutritional supplement habits of athletes with an impairment and their sources of information // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 2015. Vol. 25, N 4. P. 387-395. DOI: https://doi.org/10.1123/ijsnem.2014-0155

20. Gómez R., Vicino P., Carrillo N., Lodeyro A.F. Manipulation of oxidative stress responses as a strategy to generate stress-tolerant crops. From damage to signaling to tolerance // Crit. Rev. Biotechnol. 2019. Vol. 39, N 5. P. 693-708. DOI: https://doi.org/10.1080/07388551.2019.1597829

21. Steinberg J., Gainnier M., Michel F. et al. The post-exercise oxidative stress is depressed by acetylsalicylic acid // Respir. Physiol. Neurobiol. 2002. Vol. 130, N 2. P. 189-199. DOI: https://doi.org/10.1016/s0034-5687(02)00002-6

22. Стаценко Е.А. Лабораторные методы оценки состояния антиоксидантной системы организма в процессе занятий спортом // Медицинский журнал. 2008. № 2. С. 73-75.

23. Мойсеенок Е.А., Альфтанг Г.В., Мойсеенок А.Г. Каротиноиды и токоферолы плазмы крови как биомаркеры адекватной обеспеченности организма эссенциальными микронутриентами // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2009. № 3. С. 98-102.

24. Савчук С.А., Григорьев А.М. Хромато-масс-спектрометрический анализ в наркологической и токсикологической практике. Москва : URSS, 2013. 224 с. ISBN 978-5-9710-0507-0.

25. Бацукова Н.Л., Яремко Е.Р. Ликопин как фактор алиментарной профилактики неинфекционных заболеваний // Здоровье и окружающая среда. 2014. Т. 1, № 24. С. 272-274.

26. Martusevich A.K, Karuzin K.A. Personalized correction of lipid metabolism in blood of inhabitants of the metropolis under high technogenic load // Biomed. Res. Ther. 2020. Vol. 7, N 6. P. 3829-3834. DOI: https://doi.org/10.15419/bmrat.v7i6.611

27. Martusevich A.K., Karuzin K.A. Oxidative metabolism and physical properties of the blood in athletes // Asian J. Pharm. Clin. Res. 2020. Vol. 13, N 9. P. 33-36. DOI: https://doi.org/10.22159/ajpcr.2020.v13i9.38572

SCImago Journal & Country Rank
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Медицина сегодня
II Конференция онкологов Московской области Москва, 4 июня 2021 года

II Конференция онкологов Московской области Москва, 4 июня 2021 года Подмосковье в настоящее время - это регион, переживающий бурный прирост населения и активную урбанизацию. Эти процессы требуют изменений в организации оказания медицинской помощи, в первую очередь,...

Конференция "Актуальные аспекты экстракорпорального очищения крови в интенсивной терапии".

Приглашаем вас принять активное участие в работе XII Международной конференции "Актуальные аспекты экстракорпорального очищения крови в интенсивной терапии". Мероприятие пройдет 28-29 мая 2021 года в онлайн-формате. Конференция организована при поддержке Министерства...

"Репродуктивное здоровье и эпидемия COVID-19: год спустя" 8 июня 2021 г., онлайн

Конференция РАРЧ "Репродуктивное здоровье и эпидемия COVID-19: год спустя" 8 июня 2021 г., онлайн Коронавирусная инфекция внесла существенные коррективы в работу специалистов в области репродуктивного здоровья. За прошедший год мы преодолели множество совершенно необычных...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»