Выносливость и работоспособность: ответы на вопросы

Влияние плохого питания на физиологическое здоровье хорошо изучено. Меньше известно о влиянии диеты на функции мозга и когнитивные функции в общей популяции. Наука все еще находится на ранних стадиях понимания роли конкретных питательных веществ в нормальном и патологическом функционировании нейронов - клеток головного мозга. В 2019 г было проведено исследование, в котором изучался предполагаемый эффект мультивитаминной/минеральной или витаминной добавки на когнитивные функции в течение 8-недельного периода, который сравнивался с добровольцами, принимающими только витамин С. Анализ показал более высокую эффективность выполнения некоторых заданий во всех группах после периода вмешательства, в частности по показателям вербальной и зрительной памяти и скорости зрительно-моторной обработки. Мультивитаминная группа показала значительные улучшения по задачам формирования визуальной стратегии (наряду с группой витамина С), моторного планирования, явного и неявного обучения и рабочей памяти. Это свидетельствует о том, что неоптимальное потребление микроэлементов может оказывать негативное влияние на когнитивные функции в течение всей жизни. Нормализация рациона, в том числе с помощью витаминно-минеральных добавок, поможет эту проблему устранить.

Источник: Improvement in Cognition Following Double-Blind Randomized Micronutrient Interventions in the General Population. Denniss RJ, Barker LA, Day CJ. Front Behav Neurosci. 2019 May 28;13:115.

Будут интересны следующие добавки:

• Кофеин по 3-6 мг на кг массы тела за 60 минут до нагрузки, но не позднее, чем за 6 часов до сна.
• Экстракт гуараны 3000 мг за 60 минут до нагрузки, но не позднее, чем за 6 часов до сна.
• Экстракт лимонника китайского по 600-1000 мг утром или днем за 30-60 минут до нагрузки.
• Экстракт родиолы розовой по 300 мг утром или днем за 30-60 минут до нагрузки.
• Цитруллина маллат 8000-10000 мг за 40 минут до нагрузки анаэробного характера.
• L-карнитин (ацетил L-карнитин) 2000-3000 мг за 40-60 минут до нагрузки аэробного характера.
• ВСАА 5000 мг до или во время тренировки.

Для развития работоспособности и выносливости будут интересны следующие добавки:

• Креатин моногидрат 3-5 гр ежедневно один раз вместе с пищей, содержащей белки и/или углеводы.
• Бета-аланин 2-3 гр ежедневно один раз вместе с пищей, содержащей белки и/или углеводы.
• L-карнитин (ацетил L-карнитин) 1000-1500 мг ежедневно один-два раза вместе с пищей содержащей углеводы.
• Экстракт лимонника китайского один раз в сутки 600-1000 мг утром за 30 минут до еды, курсом до двух месяцев с последующим перерывом.
• Тогкат али (экстракт эврикомы длиннолистной) 300 мг ежедневно один-два раза в день вместе с пищей курсом до двух месяцев с последующим перерывом.
• Экстракт ашвагандхи ежедневно два раза в сутки по 500 мг с едой, курсом до двух месяцев с последующим перерывом.
• Экстракт родиолы розовой один раз в сутки 300-600 мг утром за 30 минут до еды, курсом до двух месяцев с последующим перерывом.

Критика направлена на наличие выраженных "жиросжигающих" свойств употребляемого в виде добавок л-карнитина. Однако, спорт это далеко не одно жиросжигание. Это прежде всего физическая активность, сопровождающаяся значительным утомлением и изменением гомеостаза внутренней среды организма. Потому оценивать эффективность добавок для спортсмена надо исходя из всех имеющихся полезных эффектов. Исследования на спортсменах показали, что добавки L-карнитина могут способствовать повышению физической активности. Как сообщалось в большинстве исследований, увеличение максимального потребления кислорода и снижение дыхательного коэффициента указывают на то, что диетический карнитин имеет потенциал для стимуляции липидного обмена. Было показано, что суплементация L-карнитином также вызывает значительное снижение уровня лактата в плазме после тренировки, который образуется и используется непрерывно в полностью аэробных условиях. Данные предварительных исследований показали, что добавки L-карнитина могут ослабить вредные последствия гипоксических тренировок и ускорить восстановление после физических нагрузок. Последние данные показали, что L-карнитин играет решающую роль в предотвращении повреждения клеток и благоприятно влияет на восстановление после физической нагрузки. Поглощение L-карнитина клетками крови может индуцировать по меньшей мере три механизма: 1) стимуляцию кроветворения, 2) дозозависимое ингибирование агрегации тромбоцитов, индуцированной коллагеном, и 3) предотвращение запрограммированной гибели клеток в иммунных клетках. Таким образом имеются доказательства благотворного влияния добавления L- карнитина на переносимость нагрузки и помощи в дальнейшем восстановлении. 

Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0899900704000942?via%3Dihub

Проведенный по этому вопросу метаанализ 15 исследований показал, что добавление аргинина без других добавок может улучшить аэробные показатели (0,84 %) и анаэробные (0,24 %) тесты производительности. Следует отметить, что протоколы приема добавок аргинина для улучшения аэробных и анаэробных показателей должны быть скорректированы до 0,15 г/кг массы тела, принятого за 60-90 минут до нагрузки (разовая доза). Хронический прием добавок аргинина должен включать 1,5-2 г/сутки в течение 4-7 недель для улучшения аэробных показателей и 10-12 г/сут в течение 8 недель для повышения анаэробных показателей.

Источник: Effects of Arginine Supplementation on Athletic Performance Based on Energy Metabolism: A Systematic Review and Meta-Analysis. Aitor Viribay et al. Nutrients. 2020.

Результаты 11 рандомизированных клинических испытаний на данную тему показали, что L-аргинин увеличивал уровень максимального потребления кислорода VO2 max по сравнению с контрольной группой. Анализ подгрупп выявил, что аргинин в значительно увеличивал VO2 max именно в виде добавок по сравнению с другими формами (белковой пищи богатой аргинином). Для этой цели аргинин принимается ежедневно, курсом 1-2 месяца по 2-3 гр чистого L-аргинина в день либо больше, если используются различные его соединения.

Источник: The effect of L-arginine supplementation on maximal oxygen uptake: A systematic review and meta-analysis. Shahla Rezaei et al. Physiol Rep. 2021 Feb.

Добавка спирулины может улучшать результаты бегунов на длинные дистанции. Таковы выводы исследования, которое спортивные ученые из Университета Фессалии в Греции опубликовали в журнале "Медицина и наука в спорте и физических упражнениях". В эксперименте участники получали по 2 гр спирулины 3 раза в день, т.е всего 6 гр в течение 4 недель до проведения бегового теста. Во время теста мышцы бегунов потребляли немного больше жиров и немного меньше углеводов, что приводит к меньшей потребности в кислороде. Видимо за счет этого прием добавки удлинил время, в течение которого испытуемые могли продолжать бежать. 

Источник: Ergogenic and Antioxidant Effects of Spirulina Supplementation in Humans. Med Sci Sports Exerc. 2010 Jan;42(1):142-51.

Как раз основным эффектом экстракта лимонника китайского является увеличение физической и интеллектуальной работоспособности за счет стимуляции ЦНС. Действие активных веществ лимонника (схизандрин и др.) может дать в комбинации с другими стимуляторами синергический эффект. Но, в отличие от других стимуляторов, экстракт лимонника имеет менее выраженные побочные действия и более продолжительное действие. Особенно эффективен экстракт лимонника в качестве энергетика, повышающего ментальную концентрацию и настроение, возбуждающего и активизирующего работу сердечно-сосудистой системы, снижающего синдром усталости и поднимающего тонус организма. Наиболее эффективен длительный прием лимонника, курсами по 2-3 месяца в дозах от 500 до 2000 мг в сутки.

Источник: Schisandra chinensis Fructus and Its Active Ingredients as Promising Resources for the Treatment of Neurological Diseases. Zhang M, Xu L, Yang H. Int J Mol Sci. 2018 Jul 6;19(7):1970. 

Поскольку железо в организме затрагивает несколько мышечных ферментов, были исследованы функции, связанные с производительностью именно мышц. С помощью рандомизированного контролируемого исследования было обнаружено увеличение силы разгибателей коленного сустава после приема добавок железа у добровольцев с дефицитом железа без анемии, что указывает на роль железа в устойчивости к усталости и адаптации к силовым тренировкам. Della Valle et al исследовали женщин-гребцов с дефицитом железа без анемии с пероральными добавками железа в течение 6 недель. Они смогли показать улучшение и статуса железа и лучшую энергетическую эффективность в тренировочном процессе со смешанным аэробно/анаэробным режимом.

• DellaValle DM, Haas JD. Iron supplementation improves energetic efficiency in iron-depleted female rowers. Med Sci Sports Exerc. 2014;46:1204–15.
• Brutsaert TD, et al. Iron supplementation improves progressive fatigue resistance during dynamic knee extensor exercise in iron-depleted, nonanemic women. Am J Clin Nutr. 2003;77:441–8.

Альфа-липоевая кислота, ацетил L-карнитин, биотин, витамины B2, B3, B6, креатин, Q10, ресвератрол и таурин. Это список добавок, которые, вероятно, поможет серьезным спортсменам на выносливость достичь лучших результатов за счет усиления митохондриального биогенеза. Подтверждающие результаты получены в опытах на животных, потому для полноты картины требуются аналогичные исследования на людях. Человеческий эквивалент используемых доз для субъекта весом 60 кг: приблизительно 420 мг альфа-липоевой кислоты, 850 мг ацетил л-карнитина, 850 мкг биотина, 125 мг витамина В3, 50 мг витамина В2, 50 мг витамина В6, 430 мг креатина, 45мг коэнзима Q10, 45 мг ресвератрола и 860 мг таурина ежедневно. Продолжительность приема 4 недели.

Источник: Mitochondrial nutrients stimulate performance and mitochondrial biogenesis in exhaustively exercised rats. M. Sun, F. Qian. Scand J Med Sci Sports. 2012 Dec;22(6):764-75.

Клинические данные свидетельствуют о том, что витамин D играет важную роль в метаболизме и функционировании мышц. Однако польза добавок для улучшения физической работоспособности остается неопределенной. Существует недостаточно доказательств для оценки эффективности и безопасности витамина D при таком применении. В некоторых исследованиях предполагалось, что добавки улучшают мышечную силу, равновесие и физическую работоспособность. По–видимому, он также уменьшает количество падений у подростков, пожилых людей и пациентов с хроническими заболеваниями почек, но данные неубедительны. В одном исследовании добавки снижали риск падений более чем на 20%. Однако другие исследования не выявили никакой пользы. Некоторые ученые предположили, что добавки могут быть полезны только пожилым людям с дефицитом витамина. Исследования предполагают, что витамин D может увеличить мышечную силу, обращая вспять атрофию мышечных волокон II типа, что может привести к меньшему количеству падений и переломов бедра. Недостаточность также была связана с повышенной жировой инфильтрацией в мышцах здоровых молодых женщин. Более высокая жировая инфильтрация ухудшает мышечную силу и общую физическую форму. Другие исследования показывают, что витамин D также может улучшить спортивные результаты у спортсменов с дефицитом витамина D, но необходимы дальнейшие исследования. Дефицит, по-видимому, коррелирует с повышенным риском заболеваний и травм у спортсменов, особенно в отношении стрессовых переломов.

Источник: High serum 25-hydroxyvitamin D is associated with a low incidence of stress fractures. Alina A Burgi et al. J Bone Miner Res. 2011 Oct.

Как ацетил L-карнитин (ALCAR), так и L-карнитин борются с усталостью и повышают фертильность, но они также имеют некоторые свои явные преимущества. Например, ALCAR повышает уровень ацетилхолина и оказывает более выраженное влияние на психическое здоровье и когнитивные способности. Он также защищает мозг от окислительного стресса лучше, чем L-карнитин. С другой стороны, L-карнитин другой формы является более изученным вариантом для похудения, физической работоспособности и здоровья сердца.

Источник: Acetyl-L-carnitine. Monograph. No authors listed. Altern Med Rev. 2010 Apr.

В одном исследовании глютамин и/или углеводы добавляли в рацион бегунов с высоким уровнем подготовки перед бегом в течение 120 минут (~ 34 км), и наблюдали, что, в отличие от плацебо, у людей, получавших добавки, не было увеличения содержания аммиака в крови в течение первых 30 минут упражнений. Кроме того, за последние 90 минут бега у испытуемых, получавших все добавки, уровень аммиака в крови был ниже по сравнению с плацебо. Не было никакой разницы между добавками (глютамин, углеводы и глютамин + углеводы), что позволяет предположить, что глютамин и углеводы могут ослаблять увеличение содержания аммиака во время тренировки, но без синергизма между ними.

Источник: Glutamine and carbohydrate supplements reduce ammonemia increase during endurance field exercise. Jacqueline Carvalho-Peixoto et al. Appl Physiol Nutr Metab. 2007 Dec.

Основными механизмами, лежащими в основе повышения уровня серотонина в мозге, являются увеличение в плазме его предшественника, свободного (не связанного с альбумином) триптофана, и уменьшение в плазме крупных нейтральных аминокислот, таких как аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA), которые конкурируют с триптофаном за попадание в мозг. Кроме того, во время длительных физических упражнений увеличение концентрации свободных жирных кислот (СЖК) может вытеснять триптофан из альбумина, увеличивая свободный триптофан и облегчая его поступление в мозг и, следовательно, синтез серотонина. Таким образом, если мы желаем отсрочить момент выраженного утомления, нам не желательно принимать триптофан или 5-HTP перед нагрузкой, а прием ВСАА теоретически будет, наоборот, полезен. Но управлять липолизом, высвобождением свободных жирных кислот, мы не можем. Липолиз нормальная реакция на мышечную деятельность.

Источник: Effects of Glutamine and Alanine Supplementation on Central Fatigue Markers in Rats Submitted to Resistance Training. Audrey Yule Coqueiro et al. Nutrients. 2018.

Глютамин связан с предотвращением накопления аммиака. Выработка аммиака во время тренировки происходит за счет окисления аминокислот и энергетического метаболизма (дезаминирование аденозинмонофосфата-AMP), что указывает на снижение концентрации АТФ и содержания гликогена и, таким образом, прием глютамина может свести к минимуму выработку аммиака из-за его влияния на энергетический метаболизм. Накопление аммиака является важной причиной усталости, поскольку этот метаболит токсичен и влияет на активность некоторых ферментов, генерирующих поток, проницаемость клеток для ионов и соотношение NAD+/ NADH. Однако, как следствие увеличения выработки аммиака во время физических упражнений, синтез глутамина усиливается как механизм буферизации аммиака.

Источник: Glutamine protects against increases in blood ammonia in football players in an exercise intensity-dependent way. A Bassini-Cameron et al. Br J Sports Med. 2008 Apr.

Глутамин может снижать усталость с помощью нескольких механизмов: 

• это одна из наиболее распространенных гликогенных аминокислот у людей и животных, оказывающая значительное влияние на анаплероз цикла Кребса и глюконеогенез;
• благодаря активации гликогенсинтазы глутамин рассматривается как прямой стимулятор синтеза гликогена;
• эта аминокислота является основным нетоксичным переносчиком аммиака, что позволяет избежать накопления этого метаболита;
• глютамин также связан с ослаблением повреждения мышц и считается косвенным антиоксидантом через стимуляцию синтеза глутатиона.

Исследование, в котором приняли участие 17 человек, показало, что те, кто принимал 300 мг коэнзима Q10 в день в течение 1 недели, могли быстрее крутить педали во время тренировки на велосипеде и чувствовали себя менее уставшими после. Однако, 150 мг в день не увеличивали выработку энергии у 6 физически активных людей через 4 недели. В другом исследовании с участием 18 велосипедистов и триатлетов 1 мг/кг коэнзима Q10 ежедневно в течение 28 дней не оказывал влияния на спортивные результаты. Кроме того, в исследовании семи триатлетов 100 коэнзима ку 10 с 600 мг витамина С и 270 мг витамина Е не влияли на усталость или работоспособность во время велосипедных упражнений. 200 мг в сутки в течение 12 недель также не влияли на физическую работоспособность у пациентов с хронической болезнью почек.

Источник: Effects of Coenzyme Q10 Supplementation on Exercise Performance and Markers of Oxidative Stress in Hemodialysis Patients: A Double-Blind Placebo-Controlled Crossover Trial. Hakki Gokbel et al. Am J Ther. 2016 Nov/Dec.

Наиболее четким показанием к применению экстракта родиолы розовой является лечение астенических состояний, в том числе: снижение работоспособности из-за физического или интеллектуального напряжения, умственной и физической усталости, нарушений сна, плохого аппетита, раздражительности, гипертонии, головных болей и тд. Экстракт из корневищ родиолы действует как адаптоген, направленный на повышение устойчивости организма к навязанным стрессорам, и оказывает нормализующее действие независимо от характера будь то экологический или эмоциональный. Двойное действие растения - когнитивная стимуляция и эмоциональное успокоение - благотворно влияет как на немедленные когнитивные способности, так и на память, а также на долгосрочное сохранение функций мозга. Это основной адаптоген, который официально одобрен для борьбы со стрессом в Европе. Ряд клинических испытаний подтвердили эти эффекты.

Источник: The Effectiveness of Rhodiola rosea L. Preparations in Alleviating Various Aspects of Life-Stress Symptoms and Stress-Induced Conditions-Encouraging Clinical Evidence. Emilija Ivanova Stojcheva et al. Molecules. 2022.

В исследовании, изучавшем влияние разовой пероральной дозы родиолы розовой (3 мг/кг) на выполнение упражнений на выносливость, оценивались аспекты воспринимаемой нагрузки, настроения и когнитивных функций. 18-ь субъектов принимали внутрь либо экстракт родиолы розовой или углеводное плацебо за 1 час до тестирования двойным слепым методом случайного перекрестного анализа. Тестирование состояло из стандартной 10-минутной разминки, за которой следовала 6-мильная пробежка на велоэргометре. Измеряли воспринимаемую нагрузку, концентрацию лактата в крови, кортизол в слюне и α-амилазу в слюне, а также заполняли анкету "Профиль состояний настроения" и цветовой тест Струпа до разминки и после испытания. Результаты исследования показали, что разовый прием внутрь родиолы снижает частоту сердечных сокращений при субмаксимальных физических нагрузках и улучшает результаты упражнений на выносливость, уменьшая восприятие усилий. Более высокая концентрация α-амилазы в слюне в группе родиолы предполагает повышенную активацию реакции симпатической нервной системы на стресс. 

Источник: The effects of an acute dose of Rhodiola rosea on endurance exercise performance. Eric E Noreen et al. J Strength Cond Res. 2013 Mar.

В тематическом клиническом исследовании изучалось острое (краткосрочное) и долгосрочное воздействие экстракта родиолы розовой на физическую работоспособность. В этом исследовании способность к выносливости была первичным результатом, а мышечная сила, скорость движения конечностей, время реакции и устойчивое внимание были вторичными результатами. В первом исследовании, посвященном острым эффектам, родиола или плацебо принимались в каждый из 2 дней, в то время как долгосрочные эффекты оценивали те же результаты в течение 4-недельного периода. Результаты показали, что 3 из 6 параметров выносливости (время до истощения, поглощение кислорода О2 и выход CO2) значительно улучшились в группе родиолы розовой. Авторы пришли к выводу, что острый прием родиолы может улучшить способность к упражнениям на выносливость у молодых, здоровых добровольцев.

Источник: Acute Rhodiola rosea intake can improve endurance exercise performance. Katrien De Bock et al. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2004 Jun.

Несколько исследований на людях показали, что бета-аланин сдерживает усталость и истощение. Метаанализ 360 человек показал, что бета-аланин улучшает высокоинтенсивные упражнения, которые длятся более минуты до истощения (отказа). Обзор по этому вопросу показал, что бета-аланин снижает накопление кислоты во время высокоинтенсивных анаэробных занятий, что замедляет утомление. В 4-недельном исследовании у 14 студентов мужского пола бета-аланин снижал уровень мышечной кислоты во время высокоинтенсивной езды на велосипеде. Бета-аланин также снижал утомляемость в двух исследованиях с участием 15 тренированных спринтеров и 51 мужчины, не занимающегося спортом. Однако индивидуальные улучшения сильно различаются. Например, в одном 5-недельном исследовании  с участием 11 мужчин бета-аланин не улучшил производительность и не уменьшил усталость.

Источники: 

• Beta-alanine supplementation augments muscle carnosine content and attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters. Wim Derave et al. J Appl Physiol (1985). 2007 Nov.
• The effect of beta-alanine supplementation on power performance during repeated sprint activity. Kaitlin M Sweeney et al. J Strength Cond Res. 2010 Jan.

Цинк предотвращал усталость, вызванную физической нагрузкой (измеряемую как снижение уровня гормонов щитовидной железы и тестостерона) в исследовании 10 мужчин, ведущих сидячий образ жизни. Тот же результат был отмечен у 10 борцов-мужчин. Аналогичным образом добавки магния предотвращали падение уровня ТТГ, вызванное истощением во время тренировок по боевым искусствам. Одно исследование показало, что уровень цинка в крови был значительно ниже у пациентов с синдромом хронической усталости и что тяжесть симптомов отрицательно коррелировала с уровнем цинка в крови. В исследовании был сделан вывод, что цинк может быть эффективным средством для ослабления симптомов синдрома хронической усталости из-за его антиоксидантных и противовоспалительных свойств. Исследование показало, что лечение повышенной проницаемости кишечника смесью противовоспалительных и антиоксидантных веществ, включая цинк, приводило к значительному улучшению симптомов у пациентов с синдромом хронической усталости.

Источник: The effects of magnesium supplementation on thyroid hormones of sedentars and Tae-Kwon-Do sportsperson at resting and exhaustion. Vedat Cinar. Neuro Endocrinol Lett. 2007 Oct.

В 2 клинических испытаниях на 21 спортсмене добавки BCAA снижали общее утомление (центральную усталость) после интенсивных физических нагрузок.

В двух других клинических испытаниях на 27 хорошо тренированных людях ВСАА предотвратили снижение мощности после физической нагрузки. 

Сниженная центральная усталость, вызванная добавкой BCAA, позволяла сохранять способность сочетать движение и пространственное восприятие (перцептивно-моторные навыки) после тренировки в клиническом исследовании на 9 теннисистах.

В исследовании с участием 12 добровольцев прием добавок BCAA предотвратил снижение кратковременной памяти, вызванное физическими упражнениями.

В другом исследовании на 10 футболистах добавки BCAA уменьшили снижение времени реакции на 10%.

Взятые вместе, данные свидетельствуют о том, что ВСАА могут помочь в восстановлении после физических нагрузок, особенно за счет уменьшения болезненности мышц и сохранения их функции.

Источник: The effect of branched chain amino acids on psychomotor performance during treadmill exercise of changing intensity simulating a soccer game. Piotr Wiśnik et al. Appl Physiol Nutr Metab. 2011 Dec.

В испытании с участием 10 бегунов на выносливость сочетание добавок BCAA с добавками аргинина и цитруллина улучшило время бега. В то время как добавки BCAA могут повышать уровень аммиака, аргинин и цитруллин снижают его, возможно, оказывая защитное действие. Дозы используемые в этом эксперименте: 0,17 гр/кг BCAA, 0,05 гр/кг аргинина и 0,05 гр/ кг цитруллина. То есть 80-килограммовый спортсмен получил бы за раз 13,6 гр ВСАА и по 4 гр аргинина с цитруллином (эквивалентно 8 гр цитруллина малата).

Источник: The Supplementation of Branched-Chain Amino Acids, Arginine, and Citrulline Improves Endurance Exercise Performance in Two Consecutive Days