ru
az
gb
ar
am
bg
hu
vi
nl
gr
ge
dk
id
es
it
cn
kr
lv
lt
de
no
pl
pt
ro
th
tr
tk
uz
ua
fr
cz
sv
et
jp
10.00-18.00, сб-вс вых.

Кофеин сохраняет мышцы на тренировке

Оглавление

В практике спорта кофеин рассматривается в первую очередь как эргогенная добавка, которую атлеты используют для повышения интенсивности своих тренировок. Основным принципом, по которому происходит такое усиление, является то, что кофеин активизирует адреналиновую систему организма, которая и способствует повышению эргогенных свойств. В частности, адреналин активизирует работу ЦНС, способствует мобилизации из депо энергетических субстратов – жиров и глюкозы, экономит гликоген мышц.

В тоже время при упражнениях высокой мощности наряду с повышением энерготрат в виде углеводов и жиров, существенный вклад в энергетику мышечной деятельности, особенно длительной, начинают вносить и аминокислоты — продукты распада эндогенных белков. Их количество в тканях во время выполнения длительной физической работы может увеличиваться в 20—25 раз. [2] Эти аминокислоты окисляются и восполняют АТФ либо вовлекаются в процесс новообразования глюкозы (глюконеогенез) и способствуют поддержанию ее уровня в крови. Общий вклад белков (аминокислот) в энергетику мышечной деятельности может составлять 10-15%. [2]

В самих мышечных клетках в белковый энергообмен в первую очередь вовлекаются аминокислоты ВСАА. Это происходит потому, что в мышцах, и в основном именно в них, есть система окисления аминокислот ВСАА [1,3] и преобразования их в энергию АТФ. Эта система имеет усиление при повышении интенсивности физической нагрузки. При конвертации ВСАА в энергию АТФ происходит их дезаминирование, в результате которого в клетке образуется аммиак (NH3). [1] Также во время нагрузки, когда наблюдается нехватка Кислорода О2 (гипоксия), активируется миокиназный путь образования АТФ из двух молекул АДФ. [1,2] В результате получения молекулы АТФ образуется молекула АМФ, которая также, как и в случае с аминокислотами ВСАА, подвергается процессу дезаминирования с образованием NH3. [1] В результате указанных процессов в мышечных клетках экстремально повышается уровень аммиака.

Аммиак является токсичным элементом, имеет способность изменять функции гематоэнцефалического барьера и вызывать различные церебральные дисфункции. [1] Кроме того NH3 будет создавать центральную усталость во время упражнений за счет задействования рецепторов глутамата (Glu). [1] Аммиак требует активного выведения из цитоплазмы клетки для транспортировки его в печень с целью дальнейшей детоксикации и выведения из организма посредством почек в основном в виде мочевины.

Деактивация клеточного аммиака происходит путем его связывания аминокислотами глутамин (Gln) и аланин (Ala). [1,2] Последние транспортируют в своем составе аминогруппу (аммиак) в печень, где происходит конвертация аммиака в мочевину, которая будет выведена из организма посредством почек.

В ниже приведенном исследовании [1] было зафиксировано, что прием добавки кофеина способствовал,

  1. снижению расхода аминокислот ВСАА в мышечных клетках,
  2. наблюдалось снижение образования глутамина (Gln), как основного буфера образования аммиака клетки, и,
  3. фиксировалось снижение как промежуточных продуктов цикла мочевины – аминокислот орнитина (Orn), аргинина (Arg) и цитрулина (Cit), так и самой мочевины.

На основании этих данных можно констатировать, что кофеин имеет способность сохранять мышечные белки при физической нагрузке.

ИССЛЕДОВАНИЕ.

В исследовании принимали участие профессиональные футболисты из команды высшей лиги CBF (Бразильская футбольная конфедерация). Кофеин, ксантин или любое другое вещество, которое могло бы маскировать результаты, не принималось спортсменами в течение 72 часов до сбора крови. В день эксперимента у футболистов натощак перед завтраком брали кровь. Игроки были случайным образом разделены на две группы, и им был предложен особый завтрак с кофеином или лактозой. Испытуемые (n = 19) выполняли 45 минут интервальных упражнений с последующим периодическим тестом восстановления (Yo -Yo IR2) до истощения. Кофеин принимался перорально в дозе 5 мг/кг, тогда как контрольная группа (Lex) получала лактозу (всего 1 г), кол-во которой было ничтожно малым, не имело существенного вклада в энерготраты (4,2 кДж) и не могло повлиять на результаты исследования.

ВАЖНО. Испытуемые по-разному реагировали на кофеин и наблюдаемое повышение его уровня в сыворотке следовало двум существенно отличным друг от друга моделям, которые на поверку различались в 25 (!) раз. По этой причине спортсмены «на кофеине» были разделены на две разные группы: CEx (увеличение <900%, ~ 1.69 mMol/L, n = 5) и SCEx (увеличение >10 000%, ~40 mMol/L, n = 6)

РЕЗУЛЬТАТЫ. №01

Физические упражнения увеличили концентрацию глюкозы (гликемию) в сыворотке крови в группе LEx на 26%. Гликемия в группах с кофеином была значительно выше. В группе CEx увеличение было на 43%, а в группе SCEx - на 53%. Концентрация инсулина следовала за увеличением гликемии: увеличение на 54% в контрольной группе и на 72% и 84% в группах с добавлением кофеина, CEx и SCEx, соответственно.

КОММЕНТАРИЙ: в начале физической нагрузки, пока еще есть резервный гликоген печени, активируется система печеночного гликогенолиза с целью снабжения дополнительной глюкозой работающих мышц. Повышение Инсулина следует за повышением глюкозы крови. Инсулин будет усиливать транспортировку глюкозы внутрь клеток. (см.график. «Физиология человека», В.И.Тхоревский)

РЕЗУЛЬТАТЫ. №02

Физические упражнения увеличили общую концентрацию BCAA в сыворотке на 28% (LEx). Это увеличение подавлялось кофеином, что было продемонстрировано в обеих группах, принимавших кофеин (CEx 16%, SCEx 4%). Анализ уровней аминокислот в сыворотке показал, что увеличение аминокислот ВСАА дозозависимо подавлялось кофеином: валин (Val) (LEx 29%, CEx 16%, SCEx 0%), изолейцин (Ile) (LEx 27%, CEx 12%, SCEx 0%) и лейцин (Leu) (LEx 29%, CEx 18%, SCEx 19%).

РЕЗУЛЬТАТЫ. №03

Глутамин (Gln) и аланин (Ala) являются основными источниками аминокислот для глюконеогенеза. Более высокие уровни кофеина в сыворотке отменили вызванное физическими упражнениями увеличение Gln (LEx 27%, CEx 24%, SCEx 0%), но не оказали значительного влияния на вызванное упражнениями повышение уровня Ala (LEx 118%, CEx 160%, SCEx 110%).

РЕЗУЛЬТАТЫ. №04

Кофеин влиял на сывороточные концентрации трех промежуточных продуктов цикла мочевины: аргинина (Arg), цитрулина (Cit) и орнитина (Orn). Группа SCEx показала значительное ослабление вызванного упражнениями увеличения уровней Cit (LEx 37%, CEx 48%, SCEx 16%) и Orn (LEx 53%, CEx 47%, SCEx 0%). На концентрацию Arg в сыворотке также влиял кофеин (LEx 26%, CEx 7%, SCEx 15%)

Производство самой мочевины в результате упражнений увеличилось в группах LEx и CEx. В группе же SCEx с наивысшими концентрациями кофеина в сыворотке наблюдалось снижение производства мочевины на 16% по сравнению с контрольной группой.

ВЫВОДЫ/ДИСКУССИЯ.

ПЕРВОЕ: На основании того, что гликемия в «кофеиновых» группах была значительно выше группы контроля (LEx), причем увеличение это было дозозависимое, можно подтвердить гипотезу, что Кофеин увеличивает энергетические способности организма, т.е. является эргогенной добавкой.

ВТОРОЕ: Причина, по которой прием кофеина сберегает белки мышц, отчасти может находиться в поле увеличения Кофеином активности использования углеводородов (Глюкозы и жиров) в энерготратах. Расход белков (аминокислот) в этих энерготратах логично будет пропорционально снижаться. И, скорее всего, это не единственное объяснение, Кофеин будет предположительно влиять и на реакции связанные с метаболизмом ВСАА, Глутамином, мочевины, с реакцией дезаминирования и др., тем не менее, первым объяснением влияния Кофеина видится именно перераспределение энерготрат.

ТРЕТЬЕ: В данном исследовании [1] уровень кофеина в сыворотке достигал пика примерно через 1 час после перорального приема. Это стоит учитывать для самостоятельного приема добавки перед тренировкой. Во-вторых, полное выведение Кофеина из организма занимает порядка 5-7 часов. Это надо принимать во внимание, если тренировка идет вечером и кофеин принимается в это время. От позднего приема добавки может нарушиться сон со всеми вытекающими последствиями. В-третьих, дозы приема кофеина в исследовании 5 мг/кг веса. Это стандартная, общепринятая дозировка в большинстве исследований. Если учитывать, что вес футболистов 60-80 кг, то при пересчете в конечные цифры дозировки будут в районе 300-400 мг. Спортивные добавки, чаще всего, имеют дозировку 150-200 мг, чашка сваренного кофе содержит порядка 50-100 мг [4], если же выпить 6 чаше кофе экспрессо (это примерно 10 мг/кг веса), то концентрация кофеина в моче может рассматриваться как допинг. [4] Правда, с 2009 года кофеин агентством WADA и переведен из разряда запрещенных препаратов в субстанции, подлежащие «только» мониторингу, тем не менее, кофеин допинговым агентством держится «на заметке».

ЧЕТВЕРТОЕ: Аминокислоты ВСАА начинают повышать свой вклад в энергообмен при увеличении интенсивности энерготрат. [1,2,3] Их вовлечение в энергообмен происходит посредством разрушения структурных белков мышц (катаболизм). Прием добавки кофеина снижал использование аминокислот ВСАА в энерготратах (см. РЕЗУЛЬТАТЫ №02), т.е. тем самым сохранял мышечные структуры от разрушения.

ПЯТОЕ: Как было сказано выше, Глутамин является основным буфером связывания аммиака клетки и выведения его в печень для дальнейшей деактивации. Снижение уровня Глутамина от добавки кофеина (см. РЕЗУЛЬТАТЫ №03) говорит о том, что меньшее кол-во аминокислот вовлекалось в процесс энерготрат и по этой причине меньше образовывалось аммиака и меньше требовалось буферных способностей Глутамина для деактивации токсичности продуктов окисления белков.

ШЕСТОЕ: В данном исследовании было показано снижение концентрации в крови как мочевины, так и промежуточных продуктов цикла мочевины (Cit, Orn и Arg) вызванное приемом кофеина (см. РЕЗУЛЬТАТЫ № 04). Результаты предполагают, что кофеин может системно снижать выработку мочевины за счет уменьшения вовлечения аминокислот в энергообмен, за счет снижения концентрации Глутамина в сыворотке, что, в совокупности, уменьшает количество аммиака, транспортируемого в печень, и, следовательно, снижает синтез мочевины и таким образом сохраняет мышечные структуры при физической нагрузке.

Источники:

1. «Caffeine decreases systemic urea in elite soccer players during intermittent exercise», Adriana Bassini, Aníbal M Magalhães-Neto, Eric Sweet, Altamiro Bottino, Carlos Veiga, Marta B Tozzi, Megan B Pickard, Luiz-Claudio Cameron,

Medicine and Science in Sports and Exercise. 2013 Apr; 45(4): 683-90.

2. «Биохимия мышечной деятельности», Н.И.Волков, Э.Н.Несен, А.А.Осипенко, С.Н.Корсун, НУФВСУ, изд. «Олимпийская лит-ра», 2000.

3. «Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA. Supplementation on Skeletal Muscle during Exercise», Y.Shimomura, T.Murakami, N.Nakai, M. Nagasaki and Robert A. Harris, The Journal of nutrition 134: 1583S–1587S, 2004.

4. Р.Д. Сейфулла, З.Г. Орджоникидзе и др., «Лекарства и БАД в спорте», М: Литтерра, 2003. – 320 с.

Информируем вас о сборе метаданных (cookie, ip-адрес и местоположение) для корректного функционирования сайта. Если вы согласны с нашими способами использования файлов cookie, просто продолжайте пользоваться сайтом.