CC BY
96
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 24.07.2019
УДК 796.01:612
ЦИТРАТ НАТРИЯ И АЭРОБНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ-
ЛЮБИТЕЛЕЙ
Фанис Азгатович Мавлиев, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник,
Андрей Сергеевич Назаренко, кандидат биологических наук, доцент, Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма, Казань; Наталья Викторовна Рылова, доктор медицинских наук, профессор, Казанский государственный медицинский университет; Андрей Владимирович Жолинский, кандидат медицинских наук, директор, Федеральный научно-клинический центр спортивной медицины и реабилитации, Москва ; Виктория Сергеевна Солонщикова, студент, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Аннотация
Результаты нашего исследования свидетельствуют, что применение цитрата натрия приводит к более позднему наступлению вентиляторных порогов (ВП1 и ВП2) в процессе нагрузочного тестирования: отмечается статистически значимое их смещение на 20 секунд, что равноценно увеличению мощности работы на данных порогах. При этом, у испытуемых мужского пола можно отметить статистически значимое снижение частоты (с 50,5 до 47,8 цикл/мин, р=0,007) и минутного объема дыхания (с 133,1 до и 126,6 при р <0,05), при неизменной глубине дыхания. Цитрат натрия может иметь большую практическую ценность при занятиях любительским бегом, где характерна более низкая интенсивность физической нагрузки. У атлетов-профессионалов это может сохранить запасы гликогена на низкоинтенсивных нагрузках за счет более продолжительного липолиза, что может позволить демонстрировать лучший результат в тех случаях, когда запасы гликогена могут быть лимитирующим фактором в спортивной деятельности.
Ключевые слова: цитрат натрия, аэробная работоспособность, аэробный и анаэробный порог, кардиореспираторная система, спортсмены.
SODIUM CITRATE AND AEROBIC PERFORMANCE OF AMATEUR SPORTSMEN
Fanis Azgatovich Mavliev, the candidate of biological sciences, senior researcher, Andrey
Sergeevich Nazarenko, the candidate of biological sciences, senior lecturer, Volga Region State Academy of Physical Culture, Sport and Tourism, Kazan; Natalia Viktorovna Rylova, the doctor of medical sciences, professor, Kazan State Medical University; Andrey Vladimirovich Zholinsky, the candidate of medical sciences, Director, Federal Research and Clinical Center for Sports Medicine and Rehabilitation, Moscow; Viktoriya Sergeevna Solonschikova, the student, Kazan (Volga) Federal University
Annotation
The results of our study indicate that the use of sodium citrate leads to a later onset of fan thresholds (VP1 and VP2) during load testing: there is a statistically significant shift for 20 seconds, which is equivalent to an increase in power at these thresholds. At the same time, a statistically significant decrease in the frequency (from 50.5 to 47.8 cycles/min, p=0.007) and the minute volume of respiration (from 133.1 to and 126.6 with p<0.05), with a constant depth of breathing. Sodium citrate can be of great practical value when practicing amateur run, which is characterized by a lower intensity of physical activity. For professional athletes, this may save glycogen stores at low-intensity loads due to longer lipolysis, which may allow demonstrating better results in cases where glycogen stores may be the limiting factor in sports activities.
Keywords: sodium citrate, aerobic performance, aerobic and anaerobic threshold, cardiorespiratory system, athletes.
ВВЕДЕНИЕ
Во многих видах спорта наиболее важным аспектом спортивной подготовки является повышение уровня аэробной и анаэробной производительности организма. В видах спорта на выносливость, повышение уровня функционирования всех систем, участвующих в обеспечении высокой производительности атлета на уровне аэробного, в особенности, анаэробного порогов - важная цель тренера и спортивного физиолога. Физиологической основой всего этого является, с одной стороны, аэробная производительность мышц, а с другой - система транспорта (как кислорода, так и продуктов метаболизма), которая всегда должна быть развита адекватно потребностям мышц, участвующим в избранной спортивной локомоции. Кроме этого в организме имеются механизмы - буферные системы (БС), которые призваны нивелировать в случае недостаточной аэробной производительности сдвиги, являющиеся следствием преобладающих анаэробных процессов с некомпенсируе-мым образованием большого количества ионов водорода (И+) и других продуктов гликолиза, которые приводят к метаболическому ацидозу. Но, благодаря БС можно обеспечить достаточный уровень физической работоспособности на определенный промежуток времени за счет сдерживания смещения кислотно-щелочного равновесия в сторону выраженного ацидоза. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать нормальное протекание метаболических процессов организма, в том числе, и в мышцах.
Кроме БС таких как гидрокарбонатная, гидрофосфатная и др., заложенных природой, имеются средства фармакологической поддержки, которые с разной степенью эффективности могут быть использованы, как в процессе выполнения физических нагрузок (соревновательная или же тренировочная деятельность), так и после нее. Их цель - ускорение восстановления и нивелирование сдвигов кислотно-щелочного равновесия [1, 2, 5]. Среди подобных препаратов в спортивной практике часто применяют бикарбонат и цитрат натрия, бикарбонат калия, щелочную воду и др., которые совместно с другими добавками позволяют повысить работоспособность. Например, исследования показали [4], что применение бикарбоната натрия и калия совместно с другими средствами фармакологической поддержки улучшают анаэробную производительность (повторные спринты) у футболистов, а в биохимическом аспекте все это выражается в повышение рН крови.
Из многообразия средств, применяемых с этой целью, можно выделить цитрат натрия (ЦН), способный влиять на ключевые ферменты гликолиза, тем самым замедляя скорость образования лактата и ионов водорода [2]. ЦН, согласно исследованиям [3], снижает постнагрузочный стресс, особенно, в условиях жары, параллельно улучшая рабочую производительность у элитных бегунов на дистанции 3000 м [10]. Вместе с этим, есть исследования, показавшие, что при приеме ЦН происходит увеличение буферной емкости крови и объем плазмы, но без снижения физиологического стресса [6]. Другие исследователи показали, что прием ЦН не улучшает спортивный результат, несмотря на увеличение объема плазмы у испытуемых спортсменов [9]. Несмотря на всю неоднозначность выводов ученых, которые в значительной степени определяются различиями в исследуемом контингенте, можно предположить, что корректное применение данной добавки имеет определенный потенциал для спортивной практики [5].
Считается, что спортсмены, тренирующиеся на выносливость, в результате приема ЦН, могут иметь два преимущества: первое - сохранение или же незначительное снижение объема плазмы в ходе выполнения аэробной нагрузки; второе - большая буферная емкость крови в случаях повышения/интенсификации нагрузки, которая может выходить за порог анаэробного обмена [6]. На наш взгляд, можно добавить и третий аспект - смещение порога анаэробного обмена в процессе выполнения физической нагрузки. Данный факт будет напрямую влиять на успешность атлета, тренирующегося на выносливость, так как положительные связи различных порогов (лактатный, анаэробный, аэробный и т.д.) с результатами в беге принимаются как факт подтвержденный множеством исследований [8]. Все вышесказанное можно переносить и на любительский спорт, который, в отличие от
профессионального, характеризуется более низкими объемами и интенсивностью, но, несмотря на это, не менее остро стоит вопрос повышения различных аспектов физической работоспособности. Поэтому эффекты приема ЦН, на наш взгляд, могут воспроизводиться и на непрофессиональных спортсменах. В связи с этим, в представленной работе была оценена эффективность ЦН, как фактора повышения аэробной работоспособности у любителей бега.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Были исследованы физически активные лица в возрасте 27±5 лет (8 мужчин и 4 женщины) - любители бега, периодически занимающиеся избранной спортивной локомоцией не менее 3 часов в неделю. Был реализован метод двойного слепого исследования, для чего были использованы капсулы с ЦН и с нейтральным веществом (капсулы 1 или 2). Исследование проводилось в два этапа, с разницей в одну неделю. На первом этапе испытуемый получал за полчаса до тестовой нагрузки капсулу 1 или 2, выбранную случайным образом (в первый раз). На втором этапе повторялось тестирование с применением капсул с иной нумерацией. Дозировка рассчитывалась, как 0,05 г/кг массы тела.
Применялось нагрузочное тестирование с повышающейся нагрузкой, которая состояла из двухминутной разминки, тестовой нагрузки с динамикой возрастания 1 км/ч в минуту, начиная с 7 км/ч и в конце двухминутная заминка. Тестовый стенд представлял собой тредбан Cosmos Quasar. Использовался газоанализатор Metalyzer 3B (Германия).
Регистрировались абсолютные (л/мин) и относительные показатели максимального потребления кислорода (МПК, мл/мин/кг), потребление кислорода на вентиляторных порогах (ВП1 и ВП2) 1 и 2, как показателей близких к анаэробному порогу, время достижения ВП1 и ВП2, дыхательный коэффициент (RER).
Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью программы SPSS 20. Все данные были проверены на нормальность распределения с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Для определения статистически значимых различий использовались Т критерий Стьюдента (для связанных и несвязанных выборок с нормальным распределением), критерий Колмогорова-Смирнова (для несвязанных выборок с ненормальным распределением) и критерий Уилкоксона (для связанных выборок с ненормальным распределением).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
550,00 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00
Время с плацебо, сек
Время с цитратом натрия, сек
Время с плацебо, сек
Время с цитратом натрия, сек
Вентиляторный порог 1 Вентиляторный порог 2
Рисунок 1 - Время достижения вентиляторных порогов у исследуемых Примечание: * - статистическая значимость при р <0,014
По результатам исследования в объединенной выборке мужчин и женщин можно сделать вывод, что величины потребления кислорода на вентиляторных порогах 1 и 2 не изменились, так же, как и МПК. В то же время, наступление порога статистически значимо было отсрочено в среднем на 20 секунд, как для ВП1, так и для ВП2 (рисунок 1), что равноценно увеличению мощности работы на данных порогах. При использованном
протоколе тестирования это равняется преимуществу в скорости при использовании ЦН на 0,33 км/ч, что гипотетически при выполнении беговой нагрузки на уровне анаэробного порога при прочих равных условиях дает добавку в виде 330 метров за час нагрузки. Это можно объяснить влиянием ЦН на ключевые ферменты гликолиза, что привело к замедлению/отсрочке образования ионов водорода (в следствии и лактата), а также способностью цитрата (ЦН диссоциирует в крови на цитрат - трехвалентный анион и ионы натрия) присоединять к себе три иона водорода, тем самым повышая рН крови [2]. Такой эффект поспособствовал более позднему наступлению вентиляторных порогов.
При рассмотрении показателей испытуемых мужского пола можно отметить статистически значимое снижение частоты (с 50,5 до 47,8 цикл/мин, р=0,007) и минутного объема дыхания (МОД, с 133,1 до и 126,6 при р <0,05), при неизменной глубине дыхания. По всей видимости, прием цитрата натрия, позволил несколько снизить возбуждение хеморе-цепторов в сосудах, за счет чего и отмечаются данные изменения. Предположение о том, что это проходит опосредовано через более низкий уровень С02 в крови не подтвердилось, во всяком случае, в выдыхаемом воздухе его уровень был одинаковым на всех этапах. Так же не подтвердилось предположение о повышении эффективности дыхания (соотношение минутного объема вентиляции к потребленному О2, что способствовало бы более низким значениям МОД) из-за отсутствия статистически значимых отличий показателей с цитратом и с плацебо. Возможное объяснение низких значений МОД - более низкие уровень рН крови при приеме ЦН, за счет чего и происходит меньшая активация хеморецепторов в процессе физической нагрузки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Следует отметить, что действия ЦН в использованных нами дозировках (0,05 г/кг) могут дать лишь небольшое преимущество в процессе соревновательной деятельности. Поэтому, необходимо проведение дополнительных исследований с целью оценки:
во-первых, действия оптимальных доз ЦН, где критерием оптимальности будет выступать соотношение доза/эффект, на аэробную производительность;
во-вторых, влияние добавки на скорость восстановления/нормализации внутренней среды организма, в первую очередь - мышцы и кровь. Здесь роль ЦН будет заключаться во влиянии на ключевые ферменты гликолиза (в мышцах) по ходу выполнения физических нагрузок, а также в повышении утилизации ионов водорода в крови, как во время, так и после нагрузки;
в-третьих, определение времени, необходимого на достижение максимально эффективной концентрации вещества в крови и мышцах, так как имеются основания предполагать, что средства, принимаемые для повышения буферной емкости, могут иметь индивидуальные временные интервалы действия, зависящие от наибольшей их концентрации во внутренних средах организма [7].
Можно предположить, что в исследовании с фиксацией аэробного порога (2 м/моль) можно ожидать его смещение во времени, подобно ВП1 и ВП2. С этих позиций ЦН будет иметь большую практическую ценность при занятиях любительским спортом, для которого характерна более низкая интенсивность физической нагрузки. Сходные изменения у атлетов-профессионалов могут дать возможность сохранить запасы гликогена на низкоинтенсивных нагрузках за счет более продолжительного липолиза, что позволит демонстрировать лучший результат в тех случаях, когда запасы гликогена могут иметь решающее значение в спортивной деятельности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макарова, Г. Общие и частные вопросы фармакологической поддержки спортсменов / Г. Макарова // Наука в олимпийском спорте. - 2013. - № 3. - С. 59-64.
2. Заборова, В.А. Энергообеспечение и питание в спорте / В. А. Заборова. - М. : Физкультура и спорт, 2011. - 107 с.
3. Suvi, S. Influence of Sodium Citrate Supplementation after Dehydrating Exercise on Responses of Stress Hormones to Subsequent Endurance Cycling Time-Trial in the Heat / S. Suvi // Medicina. - 2019.
- Vol. 55. - № 4. - Р. 103.
4. Chycki, J. Chronic ingestion of sodium and potassium bicarbonate, with potassium, magnesium and calcium citrate improves anaerobic performance in elite soccer players / J. Chycki // Nutrients. - 2018.
- Vol. 10. - № 11. - Р. 1610.
5. De Salles Painelli, V. Thirty years of investigation on the ergogenic effects of sodium citrate: is it time for a fresh start? / V. De Salles Painelli, A. H. L. Junior // Br J Sports Med. - 2018. - Vol. 52. - № 14. - P. 942-943.
6. Nelson, M.D. Hypervolemia and blood alkalinity: effect on physiological strain in a warm environment / M.D. Nelson, L.A. Stuart-Hill, G.G. Sleivert // International journal of sports physiology and performance. - 2008. - Vol. 3. - № 4. - P. 501-515.
7. Jones, R.L. Dose-response of sodium bicarbonate ingestion highlights individuality in time course of blood analyte responses / R.L. Jones // International journal of sport nutrition and exercise metabolism. - 2016. - Vol. 26. - № 5. - P. 445-453.
8. Faude, O. Lactate threshold concepts / O. Faude, W. Kindermann, T. Meyer // Sports medicine.
- 2009. - Vol. 39. - № 6. - P. 469-490.
9. Oopik, V. The effects of sodium citrate ingestion on metabolism and 1500-m racing time in trained female runners / V. Oopik // Journal of sports science and medicine. - 2008. - Vol. 7. - № 1. - P. 125.
10. Shave, R. The effects of sodium citrate ingestion on 3,000-meter time-trial performance / R. Shave // Journal of strength and conditioning research. - 2001. - Vol. 15. - № 2. - P. 230-234.
REFERENCES
1. Makarova, G. (2013), "General and specific issues of pharmacological support for athletes", Nauka v olimpijskom sporte, No. 3, pp. 59-64.
2. Zaborova, V.A. (2011), Power supply and nutrition in sport Physical Culture and Sport, Moscow.
3. Suvi, S. (2019), "Influence of Sodium Citrate Supplementation after Dehydrating Exercise on Responses of Stress Hormones to Subsequent", Endurance Cycling Time-Trial in the Heat Medicina, Vol. 55, No. 4, рр. 103.
4. Chycki, J. (2018), "Chronic ingestion of sodium and potassium bicarbonate, with potassium, magnesium and calcium citrate improves anaerobic performance in elite soccer players", Nutrients, Vol. 10, No 11, рр. 1610.
5. De Salles Painelli, V. and Junior, A.H.L. (2018), "Thirty years of investigation on the ergogenic effects of sodium citrate: is it time for a fresh start?", Br J. Sports Med, Vol. 52, No. 14, рр. 942-943.
6. Nelson, M.D., Stuart-Hill, L.A., Sleivert, G.G. (2008), "Hypervolemia and blood alkalinity: effect on physiological strain in a warm environment", International journal of sports physiology and performance, Vol. 3, No. 4, рр. 501-515.
7. Jones, R.L. (2016), "Dose-response of sodium bicarbonate ingestion highlights individuality in time course of blood analyte responses", International journal of sport nutrition and exercise metabolism, Vol. 26, No. 5, рр. 445-453.
8. Faude, O., Kindermann, W. and Meyer, T. (2009), "Lactate threshold concepts", Sports medicine, Vol. 39, No. 6, рр. 469-490.
9. Oopik, V. (2008), "The effects of sodium citrate ingestion on metabolism and 1500-m racing time in trained female runners", Journal of sports science and medicine, Vol. 7, No. 1. рр. 125.
10. Shave, R. (2001), "The effects of sodium citrate ingestion on 3,000-meter time-trial performance", Journal of strength and conditioning research, Vol. 15, No. 2, рр. 230-234.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 03.07.2019
