Содержание
Теория «центральной» и «периферической» усталости и влияние ВСАА
Усталость при длительных физических нагрузках наступает обычно в течение первого часа. При высокоинтенсивных коротких (2-7 минут) упражнениях с постоянным изменением направления движений она развивается преимущественно в быстрых мышечных волокнах, в отличие от медленного типа волокон. Поскольку активация мышц обусловлена центральными (сигналы из ЦНС) и периферическими (нервно-мышечная передача, реакция непосредственно мышечной ткани) механизмами, то и усталость (истощение) делится на периферическую и центральную.
Центральная усталость связана с повышением нейромедиаторов в различных структурах мозга, в первую очередь, серотонина, образующегося из аминокислоты триптофана[1]. Периферическая усталость, в отличие от центральной, связана с истощением метаболических возможностей мышц и медиаторов нервно-мышечной передачи[2].
Важным положительным свойством BCAA, дополняющим спектр их эргогенного действия, является способность снижать субъективное чувство усталости и отодвигать порог возникновения чувства полного истощения при длительных изматывающих тренировках. Превентивный прием BCAA до нагрузки улучшает психомоторное состояние спортсмена, что отражается, в частности, укорочением времени реакции (Т.Mikulski и соавт., 2002). Доза 7 г ВСАА за час до нагрузки у мужчин-футболистов укорачивает время реакции примерно на 10% до и после тренировки[3], что является показателем снижения центральной усталости. BCAA подавляют возрастание концентрации лактата и его высвобождение в мышцах в процессе физической нагрузки, увеличивают лактатный порог[4][5]. Механизмом такого действия ВСАА считается торможение метаболизма триптофана и снижение серотонина в мозге.
Влияние ВСАА на мышечные повреждения в условиях постоянных нагрузочных тренировок
Как известно, усиленные тренировки, особенно с отягощениями, вызывают микроповреждения волокон скелетных мышц. Эти микротравмы тем сильнее, чем больше и продолжительнее нагрузки. При отсутствии должного восстановления, микроповреждения накапливаются и могут переходить в хроническую фазу, ограничивая возможности спортсмена (G.Howatson, K.A.van Someren, 2008). В связи с этим, важной характеристикой нутриента, применяемого в спорте, является, наряду с эргогенным действием, способность предупреждать и уменьшать мышечные повреждения, вызывающие временное снижение мышечной силы, повышающие пассивное напряжение мышц и остроченную их болезненность. С этих позиций ВСАА рассматриваются рядом авторов в качестве перспективного направления (K.Nosaka и соавт., 2006; Y.Shimomura и соавт., 2006). Основой для такого подхода являются данные о механизмах действия ВСАА и, в первую очередь, лейцина, описанные в данном обзоре выше: подавление мышечного протеолиза; образование в процессе деаминирования альфа-кето-изокапроата, угнетающего активность комплекса ВСКDH и ряд других (R.A.Harris и соавт., 2005; S.M.Hutson и соавт., 2005; N.E.Zanchi и соавт., 2008). В обзорной работе C.R.da Luz и соавторов (2011) суммированы результаты исследований влияния пищевых добавок ВСАА на развитие мышечных повреждений при физических нагрузках. Практически во всех исследованиях получены положительные результаты (таблица 6). Y.Shimomura и соавторы (2009) использовали однократный прием ВСАА (5,5 г ВСАА с 1 г зеленого чая) за 15 минут до выполнения серии упражнений (7 подходов по 20 приседаний) с оценкой концентраций свободных аминокислот в сыворотке крови у молодых нетренированных женщин. В плацебо-группе отмечалось значительное снижение концентраций ВСАА, в то время как эти показатели в опытной группе были в 2,2 раза выше. Авторы считают, что такие различия связаны со способностью пищевых добавок предотвращать процесс окисления ВСАА под влиянием физической нагрузки. В другой работе этих же авторов при аналогичных условиях проведения эксперимента обнаружена способность ВСАА снижать на 45% пик времени наступления болезненности мышц (2-3 дня после тренировки) и укорачивать продолжительность данного явления. В другой работе К.Nosaka и соавторы (2006) исследовали влияние аминокислотной смеси (BCAA; 60% незаменимых аминокислот), принимаемой за 30 минут до и сразу после физической нагрузки, а также 4 дня после (900 движений подъема гантели весом 1,8-3,4 кг рукой). Хотя не обнаружено различий в контрольной и опытной группе до и после нагрузки, в течение 4-х дней после проведения тренировки выявлено достоверное снижение креатин-киназы сыворотки крови (от 48 до 96 часов), миоглобина (от 24 до 96 часов) и болезнености мышц (от 24 до 96 часов) в контрольной группе по сравнению с плацебо-группой. Сходные результаты получены в исследованиях С.Р.Sharp и D.R.Pearson (2010) при использовании курсового назначения только ВСАА в классической пропорции (1,8 г лейцина, 0,75 г изолейцина и 0,75 г валина) в течение 3 недель до и 1 недели после высокоинтенсивной нагрузки на мышцы всего тела. Выявлено, что креатин-киназа сыворотки крови достоверно снижалась в группе с ВСАА. S.R..Jackman и соавторы (2010) применили более, чем вдвое увеличенную суточную дозу ВСАА (3,5 г лейцина, 2,1 г изолейцина и 1,7 г валина; разделенные на 4 приема), при оценке влияния ВСАА на мышечные повреждения, вызванные эксцентрическими упражнениями. Особенностью этого исследования было исключение любых других нутриентов из диеты, чтобы оценить влияние ВСАА «в чистом виде». Протокол физической нагрузки в день тестирования включал 12 подходов по 10 повторений только эксцентрической фазы с весом в 120% от повторного максимума концентрической фазы. Протокол приема пищевых добавок: за 30 минут до нагрузки; через 1,5 часа после; между ланчем и обедом; перед сном; в последующие 2 дня – 4 дозы, принимаемые между приемами пищи. Такой режим обеспечивал более равномерное поступление ВСАА в организм в течение дня и, следовательно, более равномерное повышение концентрации ВСАА в сыворотке крови. Физическая нагрузка вызывала повышение креатин-киназы и миоглобина, и прием ВСАА не влиял на эти процессы. Однако, пост-тренировочная болезненность мышц снижалась под действием ВСАА на 64% по сравнению с плацебо-группой. Таким образом, ВСАА эффективны в снижении болезненности мышц и микроповреждений, возникающих при интенсивных силовых нагрузках, вне связи с процессами воспаления. Этот феномен ускоряет восстановление и готовность к следующему тренировочному циклу, и в спортивной нутрициологии носит название «влияние на повторный цикл нагрузки» (“repeated bout effect”). Курсовой профилактический прием пищевых добавок ВСАА в течение 1-3 недель в средней дозе не менее 5-6 г/день (при классическом соотношении лейцина, изолейцина и валина и разделении на 4 приема с равными промежутками времени в течение дня) является частью многокомпонентной стратегии предупреждения и смягчения болезненности и повреждения мышц, вызываемыми физическими нагрузками. Механизмы, лежащие в основе защитного действия ВСАА в отношении мышечных повреждений и ускорения регенерации, остаются не выясненными, и требуют дальнейших расширенных исследований.
Таблица 6. Результаты исследований влияния пищевых добавок ВСАА на мышечные повреждения при постоянных тренировках у человека (C.R.da Luz и соавт., 2011)
| Авторы | Протокол тренировок | Протокол пищевых добавок | Результаты |
|---|---|---|---|
| Shimomura и соавт., 2009 | Приседания (7 подходов по 20 повторений) | 5,5 г ВСАА с 1 г зеленого чая за 15 мин до нагрузки | Ослабление окисления ВСАА сыворотки, вызванного нагрузкой |
| Shimomura и соавт., 2006 | Приседания (7 подходов по 20 повторений) | 5 г ВСАА за 15 мин до нагрузки | Снижение пика времени наступления болезненности мышц при физ. нагрузке |
| Nosaka и соавт., 2006 | 900 движений (30 мин) подъем гантели рукой весом от 1,88 до 3,44 кг | Аминокислотная смесь с ВСАА (60% незаменимых АК) | Снижение сывороточной СК, МГ и болезненности мышц; нет изменений изометрической MVC |
| Sharp, Pearson, 2010 | Нагрузка для всего тела (RE) (3 подхода по 8 RM, 8 упражнений) | ВСАА (1,8 г лейцина, 0,75 г изолейцина, 0,75 г валина) 3 недели до и 1 неделю в ходе выполнения протокола нагрузки | Снижение сывороточной СК |
| Jackman и соавт., 2010 | Эксцентрические упражнения (12 подходов по 10 повторений при 120% концентрических 1RM – макс. разовый результат) | 7 г ВСАА/день (4 приема) на следующие 2 дня после нагрузки | Снижение болезнености мышц без изменения сывороточной СК и МГ |
Примечания: CR – креатинкиназа; MVC – максимальное произвольное сокращение; RE – постоянные тренировочные нагрузки; RM – максимум повторений; МГ – миоглобин.
Эффективность ВСАА в отношении DOMS подтверждена у профессиональных спортсменов высшей квалификации. В рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом исследовании (G.Howatson и соавт., 2012) у игроков национальной лиги (регби и футбол) Великобритании (средний возраст 23 года, рост 178 см, вес 79,6 кг) участники принимали ВСАА (соотношение лейцина, изолейцина и валина 2:1:1) в виде порошка с разведением каждой разовой порции в 300 мл воды, или плацебо, дважды в день (утром и вечером) в разовой дозе 10 г (суммарно 20 г в день) в течение 12 дней.
Доза ВСАА основывалась как на инструкции к коммерческой форме ВСАА, так и на результатах предыдущих исследований (E.Blomstrand и соавт., 1995; J.S.Coombes, L.R.McNaughton, 2000). Дополнительно участники получали болюс 20 г ВСАА за час до тренировки и сразу после нее. Для большей стандартизации исследования участники придерживались регулярной диеты, назначенной врачом, и не принимали каких-либо других добавок (протеинов, гейнеров, фармаконутриентов и т.п.). Протокол физической нагрузки (тренировки), вызывающей микроповреждения скелетных мышц, включал разработанный еще в СССР «Vertical Jump Plyometric Shock Training»: 100 прыжков с высоты 60 см с максимальной силой (drop-jumps, 5 сетов по 20 прыжков с 10 сек интервалом между прыжками и 2-я минутами отдыха между сетами). Такой протокол нагрузки гарантированно дает увеличение мышечных микротравм (S.R.Jackman и соавт., 2010). В образцах крови определялся уровень креатин-киназы (СК), с помощью визуальной аналоговой 200 мм шкалы оценивался уровень болезненности мышц во время разгибания в коленном суставе под углом 90°. Оценивалось также изометрическое максимальное произвольное сокращение (MVC) на разгибателях доминирующей ноги. Тестировочная физическая нагрузка вызывала микроповреждения мышц, что отражалось увеличением концентрации сывороточной СК примерно в 4 раза (рис.6). На фоне ВСАА все биохимические и физиологические изменения, вызванные нагрузкой, были достоверно существенно ниже по сравнению с плацебо: рост СК снижался на 19%, уровень болезненности мышц – на 30%, падение MVC уменьшалось на 12% (рис.5,6,7). Данная работа является первым доказательным с клинической точки зрения исследованием эффективности ВСАА у профессиональных спортсменов в игровых видах спорта в отношении повреждений мышц в процессе специфических для футбола и регби упражнений. Особенностью профессиональных спортсменов является гораздо меньший объем повреждений мышц во время тяжелых нагрузок по сравнению с любителями, что обусловлено постоянными тренировками и адаптацией к таким нагрузкам. Несмотря на это, положительные эффекты ВСАА в высоких дозах проявляются достаточно четко. На фоне ВСАА болезненность мышц возникает позже, чем в контрольной группе, а ее выраженность достоверно меньше, что влечет меньшее ограничение подвижности в суставах. Ускоряется в результате и процесс восстановления при приеме ВСАА.
Заключение: полученные результаты предлагают новую высокодозную схему применения пищевых добавок ВСАА (лейцин, изолейцин, валин в соотношении 2:1:1) для профессиональных спортсменов высокой квалификации с целью снижения повреждения и болезненности мышц, вызываемых тяжелыми физическими нагрузками, предупреждения падения функциональной способности скелетной мускулатуры и ускорения восстановления после тренировок. Схема включает курсовой 7-дневный прием ВСАА в высоких дозах - 20 г/день с разделением на две равные дозы в течение дня, - до (с дополнительным приемом 20 г непосредственно перед и после «повреждающей» нагрузки) и в течение 4-х дней после цикла эксцентрических упражнений со смещением. Высокодозная длительная нутритивно-метаболическая поддержка (НМП) с помощью пищевых добавок ВСАА в профессиональном спорте – новое направление в спортивной нутрициологии, которое требует ретроспективного анализа и его эргогенных свойств в повышенных дозах, и новых исследований в отношении мышечной силы и мощности, а также влияния на выносливость.
На основании всего вышеизложенного, ВСАА включены в современную классификацию средств предупреждения и лечения отсроченного постнагрузочного повреждения мышц (DOMS или EIMD) в спорте (V.Contro и соавторы, 2016), наряду с эпигаллокатехином галлатом (в составе зеленого чая), N-ацетилцистеином, таурином, цитруллина малатом и L-глутамином и его производными (дипептидами). Из современной классификации удалены такие популярные пищевые добавки как L-карнитин и коэнзим Q10 (нет доказательного эффекта, но есть побочное действие).
Влияние ВСАА на иммунитет спортсменов
Снижение иммунитета у спортсменов во многом обусловлено белковой недостаточностью, особенно вероятной у веганов и вегетарианцев. В условиях интенсивных и длительных тренировок необходимо избегать иммунодефицита и обеспечивать адекватное поступление аминокислот. Хотя в эксперименте показан позитивный эффект ВСАА на иммунную функцию, клинических исследований в спорте крайне мало. В работе R.A.Bassit и соавторов (2002) пищевые добавки ВСАА в дозе 6 г/день в течение 15 дней до участия в 30-км беге в триатлоне у мужчин предотвращали снижение пролиферации лимфоцитов и увеличивали их продукцию, а также IL-2 и γ-интерферона по сравнению с плацебо, увеличивали поступление мышечного глутамина в кровоток, предотвращали пост-тренировочное снижение глутамина в плазме, ослабляли снижение иммунологических функций. ВСАА являются большим источником азота для образования глутамина в мышечных клетках (см. метаболизм ВСАА выше). Однако, прямых количественных данных об изменении параметров иммунитета под влиянием ВСАА в условиях физических постоянных нагрузок нет. В связи с этим, на данном этапе целесообразно комбинировать ВСАА с веществами, потенциально способными стимулировать иммунитет.
Читайте также
Источники
- ↑ Newsholme E.A., Blomstrand E. Branched-chain amino acids and central fatigue. J Nutr., 2006, 136(1 Suppl), 274S-276S.
- ↑ Wildman R.E.C. Branched-Chain Amino Acids. ed. I. Wolinsky, and J.A. Driskell. Boca Raton, FL.: CRC 2004, Nutritional Ergogenic Aids, 47–59.
- ↑ Wisnik P., Chmura J., Ziemba A.W. et al. The effect of branched chain amino acids on psychomotor performance during treadmill exercise of changing intensity simulating a soccer game. Appl.Physiol.Nutr.Metab., 2011, 36(6): 856-862.
- ↑ MacLean D.A., Graham T.E., Saltin B. Stimulation of muscle ammonia production during exercise following branched-chain amino acid supplementation in humans. J.Physiol., 1996, 493: 909-922.
- ↑ Matsumoto K., Koba T., Hamada K. et al. Branched-chain amino acid supplementation attenuates muscle soreness, muscle damage and inflammation during an intensive training program. J.Sports Med.Phys.Fitness, 2009, 49:424–431.