CC BY
33□ и
влияние сукцината аммония на аэробные способности спортсменов
УДК/UDC 796.03
Поступила в редакцию 14.01.2016 г.
Информация для связи с автором: ritta7@mail.ru
Доктор биологических наук, профессор Р.В. Тамбовцева1 Кандидат педагогических наук, доцент А.И. Лаптев1 Кандидат педагогических наук, доцент Ю.Л. Войтенко1 О.С. Жумаев1 Магистрант И.С. Вальтер1 1 Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
EFFECTS OF AMMONIUM SUCCINATE ON AEROBIC PERFORMANCE OF ATHLETES
Dr. Biol., Professor R.V. Tambovtseva1 Associate professor, PhD A.I. Laptev1 Associate professor, PhD J.L. Voytenko1 O.S. Zhumaev1
Postgraduate I.S. Walter 1
1 Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTsOLIFK), Moscow
Аннотация
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния препарата сукцината аммония на аэробную производительность спортсменов высокой квалификации различной спортивной специализации при выполнении теста ступенчатого повышения нагрузки на велоэргометре. Исследование проводилось на базе лаборатории биоэнергетики мышечной деятельности при кафедре биохимии и биоэнергетики спорта им. Н.И. Волкова. Данный эксперимент проведен без риска для здоровья людей, с соблюдением всех принципов гуманности и этических норм (Хельсинкская декларация, 2000 г, Директивы Европейского сообщества 86/609). В эксперименте приняли участие 22 спортсмена высокой квалификации (тяжелоатлеты, борцы, велосипедисты, футболисты). Регистрировались показатели мощности, времени работы, частоты сердечных сокращений, потребления кислорода, частоты дыхания, легочной вентиляции, дыхательного коэффициента, процента утилизации кислорода. Показано, что однократное введение препарата сукцината аммония оказывает положительное эргогенное действие на аэробную производительность спортсменов высокой квалификации. Применение указанного препарата способствовало достоверному увеличению абсолютных и относительных показателей мощности анаэробного порога, времени выполняемой работы, потребления кислорода, параметров легочной вентиляции.
Ключевые слова: янтарная кислота, спортивная работоспособность, потребление кислорода, частота дыхания, дыхательный коэффициент, порог анаэробного обмена, мощность.
Annotation
Objective of the study was to explore using a cycle egrometer step tests effects of ammonium succinate on the aerobic performance rates in elite athletes specialized in a variety of sport disciplines. The study was performed at the Muscular Activity Bioenergetics Laboratory of the Sport Biochemistry and Bioenergetics Department named after N.I. Volkov. Every experiment under the study was performed at no risk for human health in compliance with the internationally accepted provisions on humanity and ethical standards as provided by the 2000 Helsinki Declaration and EU Directive 86/609. Subject to the experiments were 22 elite athletes including weightlifters, wrestlers, cyclists and football players. The study was designed to obtain the athletes' performance rates, work performance time, heart rates, oxygen demand rates, respiratory rates, lung ventilation rates, respiratory ratios and oxygen utilization rates. The study has demonstrated a single administration of ammonium succinate being of a positive ergogenic impact on the aerobic performance rates of the elite athletes. The ammonium succinate administration was found to enhance performance as verified by the significant growths of the absolute and relative power rates, work performance time, oxygen consumption rates and ventilatory equivalent rates on the anaerobic threshold.
Keywords: succinic acid, physical working capacity, oxygen demand, respiratory rate, respiratory ratio, anaerobic threshold, power.
£ Г.
CL
4—
о
OJ и
CL
' "О С
га
^
О (U .с H
Введение. В настоящее время поиск новых эргогениче-ских средств с целью повышения спортивной работоспособности, развития выносливости, скоростно-силовых качеств, ускорения восстановительных процессов, продления спортивного долголетия, сохранения здоровья тренирующихся спортсменов - весьма актуальная задача. Наибольший интерес в этом плане вызывает янтарная кислота и ее соли. Этому
метаболиту посвящено большое количество работ, и наиболее значимые из них - исследования школы М. Н. Кондра-шовой [2-4, 6]. Согласно исследованиям М. Н. Кондрашовой [7] янтарная кислота обладает антиоксидантным, антиги-поксантным, антиацидотическим и мембраностабилизирую-щим действием. Открыты сигнальные орфановые рецепторы сосудов, которые стимулируются молекулами янтарной
и кетоглутаровой кислот. В организме человека в процессе различных метаболических превращений образуется очень много эндогенной янтарной кислоты [3, 5]. Между тем встает вопрос о влиянии небольших количеств экзогенной янтарной кислоты на метаболические процессы. В этом плане отмечаются серьезные разногласия между биохимиками и физиологами. Янтарная кислота - это слабая кислота, и скорость ее прохождения через мембрану митохондрий очень низкая. Известно, что янтарная кислота, образующаяся в митохондриях, быстро используется самой же митохондрией и не выходит за ее пределы (за исключением поврежденных митохондрий). В кровотоке янтарная кислота появляется в случае гипоксических состояний или при полном отсутствии кислорода. Это является серьезной сигнальной реакцией организма, которая предупреждает о нехватке энергетических ресурсов и кислородном голодании [1]. Такие процессы часто возникают при физических нагрузках, особенно в анаэробных условиях. Темой нашего исследования явилось изучение влияния небольших доз экзогенной янтарной кислоты на возможности расширения аэробной производительности спортсменов и предотвращения преждевременного разворачивания анаэробных гликолитических процессов. Анаэробный порог является своеобразной границей, или балансом, между скоростью образования молочной кислоты во время выполнения физической нагрузки и ее устранения. Чем выше анаэробный порог, тем большую нагрузку спортсмен может выполнить в течение длительного периода времени, не снижая при этом мощности работы и не нанося вреда прежде всего своему «митохондриальному» здоровью [6].
Цель исследования - изучить влияние сукцината аммония на аэробную производительность спортсменов высокой квалификации.
Методика и организация исследования. Исследование проводилось на базе лаборатории биоэнергетики мышечной деятельности при кафедре биохимии и биоэнергетики спорта им. Н. И. Волкова. Данный эксперимент проведен без риска для здоровья людей, с соблюдением всех принципов гуманности и этических норм (Хельсинкская декларация, 2000 г., Директивы Европейского сообщества 86/609). В эксперименте приняли участие 22 спортсмена высокой квалификации (тяжелоатлеты, борцы, велосипедисты, футболисты). За 30 мин до выполнения теста ступенчатого повышения нагрузки «до отказа» на велоэргометре испытуемым однократно per os вводили стандартную дозу препарата сукцината аммония в дозе 30 мг на 1 кг массы тела (Решением Государственного комитета по санитарно-эпидемиологическому надзору РФ препарат разрешен для использования в качестве пищевой добавки (СанПиН 2.3.2. 1078-01.)). Регистрировались показатели мощности, времени работы, ЧСС, параметры дыхательной системы: потребление кислорода,
частота дыхания, легочная вентиляция, дыхательный коэффициент, процент утилизации кислорода.
Результаты исследования статистически обработаны с помощью программы Statistica 6.0 и встроенной функции анализа в программе Microsoft Excel (2007).
Результаты исследования и их обсуждение. В табл. 1 представлены результаты исследования воздействия соли янтарной кислоты на регистрируемые показатели анаэробного порога во время выполнения максимального ступенчатого теста до отказа. Величина порога анаэробного обмена (ПАНО) определялась специализированной программой по методу V-slope, графическим методом из соотношения VE/VO2 и VE/ЧСС.
Анализ полученных данных показал достоверное увеличение многих параметров, характеризующих анаэробный порог Выявлено, что применение препарата янтарной кислоты способствовало достоверному увеличению абсолютной и относительных показателой мощности анаэробного порога на 29 Вт (17,5 %) и 0,35 Вт/кг (16,1 %) соответственно. Можно предположить, что в окислительно-гликолитических мышечных волокнах происходит усиление энергетического потенциала в сторону увеличения аэробных возможностей.
Рассматривая показатель, который характеризует деятельность сердечно-сосудистой системы (ЧСС АнП), можно отметить тенденцию к увеличению значения данного параметра после приема янтарной кислоты. Различия между значениями показателей абсолютного и относительного ПК АнП, полученные после окончания эксперимента, в контрольной (2,3 л/мин и 28,6 мл/мин/кг соответственно) и экспериментальной (2,7 л/мин и 33,8 мл/мин/кг соответственно) группах достоверны. Кроме того, выявлено достоверное увеличение значения (р<0,05) показателей абсолютного и относительного ПК АнП после применения препарата на 0,26 л/мин (12,2 %о) и 2 мл/мин/кг (7 0%) соответственно. При этом было отмечено, что функция внешнего дыхания по показателю увеличивается незначительно - на 2 дыхательных акта, однако легочная вентиляция достоверно увеличивается на 12 л/мин, что составляет 22 % прироста после применения препарата янтарной кислоты.
Достоверное увеличение дыхательного коэффициента (RER) на 4 % показывает отношение между выделенным углекислым газом и потребленным кислородом. Увеличение RER больше единицы происходит в результате образования «неметаболического излишка» углекислого газа вследствие активации анаэробного гликолиза и нейтрализации выходящих в кровь ионов водорода (Н+) с образованием углекислого газа. Появление «неметаболического излишка» СО2 приводит к резкому повышению легочной вентиляции и снижению экономичности работы системы дыхания. По этому показателю можно косвенно судить об активации процессов анаэробно-
Таблица 1. Динамика показателей, характеризующих порог анаэробного обмена без использования и с использованием янтарной кислоты (п=22)
Показатели До приема препарата После приема препарата Изменение %
WАнП, Вт 165,8±8,01 194,8±10 29 17,5*
Отн. W АнП, Вт/кг 2,17±0,11 2,52±0,16 0,35 16,12*
ЧСС АнП, уд/мин 154±6 164±5 10 6,6
ПК АнП, л/мин 2,14±0,09 2,4±0,09 0,26 12,15*
Относит. ПК АнП, мл/мин/кг 28±1 30±1 2 7*
ЧД АнП, 1/мин 29±5 31±5 2 6,9
V'E АнП (BTPS) 54±2 66±3 12 22*
RER 1,01±0,02 1,05±0,02 0,04 3,96*
ДО,АнП 5,20±0,21 4,74±0,13 -0,46 -8,85*
Примечание. Здесь и в табл. 2: * - наличие достоверности различий в показателях до и после эксперимента (р<0,05).
№ 9 • 2016 Сентябрь | September
http://www.teoriya.ru
Таблица 2. Динамика показателей максимальной аэробной производительности до приема и после приема препарата соли янтарной кислоты (п=22)
Показатели До приема препарата После приема препарата Изменение %
W МПК, Вт 258,3±10,7 266,4±12,2 8,1 3,1
Относит. W МПК, Вт/кг 3,41±0,21 3,45±0,23 0,04 1,17
МПК, л/мин 3,23±0,13 3,32±0,13 0,09 2,79
Относит. МПК, мл/мин/кг 43±2 43±2 0 0
ЧД МПК, 1/мин 45±4 48±3 3 6,7
УЕ МПК (BTPS) 117±5 131±5 14 12*
ЧСС, уд/мин 187±5 190±4 3 1,6
ДО, МПК 3,69±0,11 3,37±0,14 -0,32 -8,67*
RER 1,25±0,02 1,28±0,04 0,03 2,4
АТ % V' О2 max 67±2 73±2 6 9*
Время работы, с 686±36 714±31 28 4
□ и
£ г. CL
ч—
О 0J и
CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
го гликолиза. Согласно нашим исследованиям в результате приема препарата соли янтарной кислоты процесс наступления анаэробного гликолиза наблюдается несколько позже. Процент утилизации кислорода на анаэробном пороге достоверно снижается на 8,9 %, что характеризует большую восприимчивость кислорода организмом и меньшее содержание кислорода в выдыхаемом воздухе.
Максимальные показатели дыхательной и сердечнососудистой систем, которые были зафиксированы во время выполнения ступенчатого теста без приема препарата и с использованием соли янтарной кислоты, представлены в табл. 2.
Используя ступенчатый тест, спортсмен выполняет работу до отказа, и в нашем случае прослеживается тенденция к увеличению времени работы: в среднем по группе ее продолжительность увеличилась на 28 с (4 0%).
При рассмотрении абсолютных и относительных W МПК отмечается увеличение данного показателя после приема препарата, однако достоверных различий не выявлено. В то же время зафиксировано достоверное увеличение на 2,8 0% (р<0,05) показателей абсолютного МПК, относительное МПК остается без изменений. Кроме того, выявлена тенденция к увеличению максимальной ЧСС. Показатели функции внешнего дыхания имеют аналогичную картину с показателями, зафиксированными на уровне анаэробного порога: частота дыхания незначительно увеличивается (на 3 дыхательных акта), но при этом легочная вентиляция достоверно растет на 14 л/мин, что составляет 12 % прироста после приема соли янтарной кислоты.
За счет увеличения потребления кислорода на анаэробном пороге и стабильного МПК достоверно увеличился уровень относительно максимального потребления кислорода на 9 0% (р<0,05).
Из результатов исследования видно, что процент утилизации кислорода достоверно снижается (на 8,7 %). Это характеризует большую восприимчивость кислорода организмом и меньшее его содержание в выдыхаемом воздухе. Выводы:
• Однократное введение препарата сукцината аммония оказывает положительное действие на аэробную производительность спортсменов высокой квалификации.
• Применение препарата сукцината аммония способствует достоверному увеличению абсолютных и относительных показателей мощности анаэробного порога.
• В результате приема препарата соли янтарной кислоты процесс наступления анаэробного гликолиза происходит несколько позже.
• При выполнении тестовой нагрузки отмечается тенденция к увеличению времени работы.
За счет увеличения потребления кислорода на анаэробном пороге и стабильном МПК достоверно увеличивается уровень потребления кислорода относительно его максимального потребления.
Литература
Воробьев А.Н. Скрининговые исследования фармакологического действия смеси циннаризина с кислотой янтарной / А.Н. Воробьев, Э.Ф. Степанова, В.Е. Погорелый и др.// Вестник новых медицинских технологий. - 2009. - Т. XVI. - № 2. - С. 94. Маевский Е.И. Анаэробное образование сукцината и облегчение его окисления - возможные механизмы адаптации клетки к кислородному голоданию / Е.И. Маевский, Е.В. Гришина, А.С. Розенфельд и др. // Биофизика. - 2000. - Т. 45. - № 3. - С. 509513.
Маевский Е.И. Коррекция метаболического ацидоза путем поддержания функций митохондрий / А.С. Розенфельд, Е.В. Гришина, М.Н. Кондрашова. - Пущино, 2001. - 155 с. Песков А.Б. Плацебо-контролируемое исследование симпатико-тонических эффектов биологически активных добавок на основе солей янтарной кислоты / А.Б. Песков, Е.И. Маевский, М.Л. Учитель и др. // Биомедицинский журнал. - 2005. - Т. 6. - С. 508514.
Северин Е.С. Биохимия: учебник / Е.С. Северин. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 759 с.
Сухоруков В.С. Очерки митохондриальной патологии / В.С. Сухо-руков. - М.: МЕДПРАКТИКА-М., 2011. - 287 с. Терапевтическое действие янтарной кислоты / под ред. М.Н. Кондрашовой. - Пущино, 1976. - 234 с.
References
Vorobiev A.N., Stepanova E.F., Pogorely V.E., Oleynikova O.N. Skriningovye issledovaniya farmakologicheskogo deystviya smesi tsinnarizina s kislotoy yantarnoy (Screening studies of pharmacological action of cinnarizine mixed with succinic acid) // Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. - 2009. - V. XVI. - № 2. - P. 94. Mayevskiy E.I., Grishina E.V., Rozenfeld A.S., Zyakun A.M., Kondrashova M.N., Vereshchagina V.M. Anaerobnoe obrazovanie suktsinata i oblegchenie ego okisleniya - vozmozhnye mekhanizmy adaptatsii kletki k kislorodnomu golodaniyu (Anaerobic production of succinate and its oxidation facilitation - possible mechanisms of cell adaptation to hypoxia) // Biofizika (Biophysics). - 2000. - V. 45. - № 3. - P.509 - 513.
Mayevskiy E.I. Korrektsiya metabolicheskogo atsidoza putem podderzhaniya funktsiy mitokhondriy (Correction of metabolic acidosis by maintaining mitochondrial function) / Rozenfeld A.S., Grishina E.V., Kondrashova M.N. - Pushchino, 2001. - 155 p. Peskov A.B., Mayevskiy E.I., Uchitel' M.L., Kondrashova M.N. Platsebo-kontroliruemoe issledovanie simpatikotonicheskikh effektov biologicheski aktivnykh dobavok na osnove soley yantarnoy kisloty (Placebo-controlled study of sympathicotonic effects of succinic-acid-salt-based dietary supplements) // Biomeditsinskiy zhurnal. -2005. - V. 6. - P. 508 - 514.
Severin E.S. Biokhimiya: uchebnik (Biochemistry: textbook) / E.S. Severin. - Moscow: GEOTAR-Media, 2014. - 759 p. Sukhorukov V.S. Ocherki mitokhondrial'noy patologii (Essays of mitochondrial pathology) / Moscow: MEDPRAKTIKA-M, 2011. - 287 p. Terapevticheskoe deystvie yantarnoy kisloty (Therapeutic effects of succinic acid) / Ed. by M.N. Kondrashova - Pushchino, 1976. - 234 p.
