Метаболическая терапия в спорте.ppt [Режим совместимости]

Метаболическая
терапия в спорте
Пристром Т.А.
Минск, 2011
АТФ – энергетическая валюта
n
n
n
Запасов АТФ в мышцах хватает на 22-3с, КрФ - на 668с.
Для постоянного обеспечения мышц энергией
запасы АТФ должны пополняться
Митохондриальная АТФ производится окислением
жирных кислот и пирувата
пирувата,, полученного путем
гликолиза.
Механизм образования АТФ в клетках
работающих мышц
Лактат+О2
СО2+Н2О
Гликолиз
ПДГ
АТФ
Ацетил-Со-А
НАДН2
FADH2
АДФ
Сокращение
мышц
Пируват
Цикл
Кребса
КПТ-2
β-окисление
КПТ – карнитин-пальмитол-трансфераза
КПТ-1
анаэробный гликолиз
– 2 АТФ
аэробный гликолиз –
38 АТФ
Глюкозо6-фосфат
Глюкоза
Число 2-С фрагментов ЖК
(17+12)-1+20=числоАТФ
СЖК
3
Gary D. Lopaschuk et al. Heart Metab. 2005;27:5–10.
Запасы источников энергии
n
n
n
АТФ – 80
80--100 г, КрФ – в 44-6 раз больше
Гликоген в мышцах – 300
300--400 г, в печени – 75
75-100 г (в результате аэробных тренировок
и/или углеводной нагрузки количество
может увеличиваться до 5 раз), глюкоза крови
до 25 г.
ЖК – не ограничены (с 1515-20 мин. до 119 ч.
аэробной нагрузки)
Механизм образования АТФ при нагрузке
интенсивностью до 7070-80% МПК
аэробный гликолиз –
20-30%,
анаэробный – 10%
Гликолиз
ПДГ
АТФ
Сокращение
мышц
Глюкозо6-фосфат
Глюкоза
Ацетил-Со-А
НАДН
FADH2
АДФ
Пируват
20-40%
Цикл
Кребса
КПТ – карнитин-пальмитол-трансфераза
60-80%
КПТ-2
β-окисление
КПТ-1
СЖК
5
Gary D. Lopaschuk et al. Heart Metab. 2005;27:5–10.
Механизм образования АТФ при нагрузке
интенсивностью свыше 7070-80% МПК
аэробный гликолиз –
0-5%,
анаэробный – 70-75%
Лактат
75 - 80%
Гликолиз
ПДГ
АТФ
Сокращение
мышц
Глюкозо6-фосфат
Глюкоза
Ацетил-Со-А
НАДН
FADH2
АДФ
Пируват
20 - 25%
Цикл
Кребса
КПТ – карнитин-пальмитол-трансфераза
КПТ-2
β-окисление
КПТ-1
СЖК
6
Gary D. Lopaschuk et al. Heart Metab. 2005;27:5–10.
Механизм окисления ЖК при работе
интенсивностью до 7070-80% МПК
Сигналы нервной системы
адреналин,
глюкагон,
инсулин,
Синтез карнитина
§
§
Мобилизация жирных кислот
Активирование их транспорта
через клеточную мембрану
Повышение потребности в кислороде
окисление жирных кислот
7
Механизм окисления ЖК при нагрузке
интенсивностью свыше 7070-80% МПК
Включается анаэробная
система
недоокисленные активные
формы жирных кислот
ацилкарнитин и ацилкоэнзим А
§ разрушают клеточные
мембраны
§ блокируют доставку АТФ
органеллам миоцита
наступает гибель клеток
8
Ацилкарнитин и ацилацил-коэнзим А
блокируют в клетках:
n
кальциевый насос
n
натриевый и калиевый насосы
n
АТФ--насос
АТФ
На фоне ацидоза происходит:
n
n
n
n
Повреждение аэробной ферментативной системы
Разрушение мембран клеток с выходом в кровь
мочевины, КФК, АСТ,АЛТ
Нарушение сократительной способности
скелетных мышц и миокарда
Замедление процессов возбуждениявозбуждения-торможения
нервных клеток
Физическая нагрузка интенсивностью свыше 80% МПК
Увеличение скорости обмена веществ,
Повышение температуры тела
Оксидативный стресс
NO-синтаза
NO
-
·O2-
Эндотелиальная дисфункция
Сосудистое повреждение
Кардио- и цереброваскулярная
патология
Итак, … три беды при высокоинтенсивной работе
ацилкарнитин и ацил-СоА
лактат
·O2-
n
Контрактура скелетных мышц
n
Электрическая нестабильность миокарда,
нарушения ритма и проводимости сердца
n
Цито-, кардиоЦитокардио- и церебротоксические
процессы
12
2 пути достижения компенсации:
n
n
Восстановление естественным путем с
течением времени (до 2424-96 часов)
Ускорить восстановление можно с помощью
метаболической терапии
«Идеальный» метаболический препарат для
спортсмена должен:
n
Усиливать поступление пирувата в клетки,
либо его образование из лактата (уменьшение
накопления молочной кислоты и снижение рН)
n
Препятствовать образованию большого
количества недоокисленных жирных кислот
(предотвращение повреждения клеточных мембран)
n
n
n
Способствовать окислению ЖК в
физиологических концентрациях
способствовать инактивированию активных
форм О2 (предотвращение оксидативного стресса).
Способствовать произведению максимального
количества АТФ от каждой молекулы O2
Современная метаболическая
терапия
n
Метаболические препараты
n
Препараты для коррекции
метаболизма
Современная метаболическая
терапия
Метаболические препараты – субстраты
метаболизма (углеводы, аминокислоты, ЖК, креатин,
витамины, ферменты, макромакро- и микроэлементы и т.п.),
необходимых для обеспечения жизнедеятельности
клеток.
Современная метаболическая
терапия
Препараты для коррекции метаболизма –
химические вещества, которые сами не являются
субстратами, но корригируют отдельные
метаболические процессы (метаболические
регуляторы (анаболические стероиды) и средства
метаболической защиты (антиоксиданты, p-FOX
ингибиторы).
Углеводы
n
n
Источники энергии при интенсивности
нагрузки выше 65%
Основные источники энергии при нагрузке
интесивностью выше 7070-80%
Углеводы - источники энергии
n
n
Истощение мышечного гликогена является
общепризнанным ограничением
выносливости, особенно при нагрузке 65
65-88% МПК (Sherman и Wimer
Wimer))
Запасов гликогена хватает на 6060-90
90--120 мин.
на нагрузке 70% МПК
Пути суперкомпенсации гликогена
n
n
n
Адекватное ежедневное потребление
углеводов предотвращает истощение
гликогена мышц и перетренированность
Методика суперкомпенсации гликогена
увеличивает (углеводная нагрузка) запасы
гликогена в 2 раза (Sherman et al.)
Тренировка на выносливость (70%МПК)
Основные источники углеводов
1.
2.
ПППЦ (хлеб, цельнозерновые крупы,
овощи, фрукты, макаронные изделия,
бобовые)
Углеводные добавки (18
(18--24%): глюкоза,
сахароза, мальтодекстрины
Потребности в углеводах при
тренировке 70% МПК
продолжительностью (WalbergWalbergRankin J,
J, 1995):
n
n
n
n
1 час - 6-7 г/кг
2 часа - 8 г/кг
3 часа - 8-10 г/кг
4 ч - 12
12--13 г/кг
Рекомендации по потреблению
углеводов
n
n
n
30-60 г/час легкоусваиваемых углеводов во время
30ФН (Coyle et al.)
al.), повышают выносливость
По 1,5 г/кг сразу и через 2 ч. после ФН
восполняют запасы гликогена (Jvy et al.)
Высокоуглеводная пища 11-4 г/кг массы за 11-4 часа
до ФН повышает выносливость (Sherman W et al., Nuefer et
al.))
al.
n
Легкоусваиваемые углеводы за 3030-60 мин. до
нагрузки снижают выносливость при длительной
нагрузке и не влияют на результат кратковременной
нагрузки (Н
(Нargreaves
argreaves et al.)
Углеводная нагрузка
1
(Sherman W et al.,
al., 1981)
Длительность тренировки Диета, г
углеводов/кг
(70% МПК), мин.
массы тела
90
5
2
40
5
3
40
5
4
20
10
5
20
10
6
отдых
10
7
соревнование
День
Фруктоза не рекомендуется во
время физической нагрузке
(Murrey et al.):
n
n
n
Не повышает уровень глюкозы крови, идет
на образование гликогена
Повышает кортизол в крови –
физиологический стресс
Желудочно--кишечные расстройства
Желудочно
Аминокислоты (Fogelholm)
n
1.
2.
n
Потребности в незаменимых аминокислотах
легко обеспечиваются белковой пищей:
90--95% АК всасывается из животной пищи, 80% 90
из растительной
30 г говядины – 7000 мг АК, 1 ст. йогурта – 10 г
белка
Прием 7г белков вместе с углеводной пищей
(1,5г/кг) сразу или в течение 1 часа после
нагрузки дает анаболический эффект и ускоряет
восстановление поврежденных мышц и
восстановление запасов гликогена
Рекомендации по потреблению
белка с пищей:
n
n
n
n
Упражнения на выносливость – 1,2
1,2--1,4 г/кг
массы в день
Упражнения на мышечную силу – 1,4
1,4--1,8
(1,6--1,7) г/кг массы в день
(1,6
Упражнения на мышечную силу и
выносливость – 1,2
1,2--1,8 г/кг массы в день
Не более 2 г/кг в день
Рекомендации по потреблению
белковых добавок:
n
n
n
Цельнобелковые добавки - для спортсменов не
имеющих достаточно времени для приготовления
и/или приема пищи (СМП
(СМП казеин
казеин:: в ¼ стакана - 11 г
белка)
Аминокислотные добавки не повышают ГР
больше, чем это делает физическая нагрузка
Аминокислотные добавки, заслуживающие
внимания –креатин, бета
бета--гидрокси
гидрокси--бета
бета--метилбутират
(НМБ), глутамин, белок молочной сыворотки (БМС),
колострум
Креатин (фосфокреатин)
n
n
n
Мышечный креатин восполняется со скоростью 2 г
в день
Креатин: внутрь 2020-25 г в течение 55-7 дней, затем 5 г
в день в течение нескольких месяцев (увеличивает
силу и повторную скоростноскоростно-силовую
выносливость на 55-15% (Coleman
(Coleman))
Фосфокреатин: в/в 11-е сут. 22--4 г струйно, затем 88-16
г капельно, последующие 5 сут. по 44--8 г струйно (не
применяется с профилактической целью)
Бета--гидрокси
Бета
гидрокси--бета
бета--метилбутират
(НМБ)
n
n
n
Цитопротекторное действие (снижает КФК и
ЛДГ в крови)
Суточная доза 1,51,5-3,0 г
Дорогостоящий продукт
Глутамин
n
n
Интенсивная физическая нагрузка истощает
запасы глутамина, что может снизить
иммунитет
Запасы глутамина восполняются адекватным
ежедневным потреблением углеводов
Коровье молозиво (колострум)
n
Содержит ИФРИФР-I
Избыточное потребление белков
повышает риск:
n
n
n
n
обезвоживания
раннего развития атеросклероза
дефицит углеводов, витаминов и минералов
остеопороза (Са: белок=>20
белок=>20:1)
:1)
Недостаточное потребление
белков повышает риск:
n
n
n
n
развития хронического перенапряжения
мышц и их травматизации
уменьшения мышечной массы и нарушения
соотношения мышечного и жирового
компонентов тела
развития аменорреи
остеопороза и патологических переломов
Жиры
n
n
источник энергии при нагрузке
интенсивностью 6565-75% после 1515-20 мин.
работы
основной источник энергии при нагрузке
продолжительностью более 60
60--90
90--120 мин. и
интенсивностью менее 70%
Рекомендации по потреблению
жира (Общие диетические рекомендации
США и ВОЗ, 1989 г. )
n
n
n
< 30% калорий на общий жир
< 10% калорий на насыщенные ЖК
< 300
300--400 мг в день холестерина
Механизмы ограничения окисления ЖК
при нагрузке интенсивностью свыше 707080% МПК
n Ацидоз уменьшает липолиз
n Медленное образование АТФ по сравнению
с углеводами
n Большая необходимость в О2 увеличивает
напряжение сердечносердечно-сосудистой системы
n Торможение транспортного механизма
карнитина
Пути коррекции окисления ЖК в
митохондриях: тренировка
n
n
n
В тренированных мышцах выше активность
ферментов, которые отвечают за сжигание
жира (Jonnalagadda
(Jonnalagadda SS et al.)
В тренированных мышцах больше
капиляризация
У тренированного организма выше порог
анаэробного обмена (АнП)
Пути коррекции окисления ЖК в
митохондриях: кофеин
n
n
n
3-6 мг/кг (5г кофе или 1,5 г чая = 0,050,05-1,0 г
кофеина) за 1 час до нагрузки повышает
выносливость на 2020-50% (Grahan,
(Grahan, Spriet)
не повышает уровень кофеина в моче выше
допингового порога
не повышает спринтерскую
работоспособность
Пути коррекции окисления ЖК в
митохондриях: p-FOX ингибиторы
n
1-ое поколение: тормозят скорость окисления
жирных кислот внутри митоходрий (карнитин,
триметазидин (предуктал))
n
2-ое поколение: ограничивают транспорт
жирных кислот через мембраны (милдронат)
Механизм действия p-FOX
ингибиторов
Лактат
Гликолиз
Пируват
ПДГ
АТФ
Сокращение
мышц
Милдронат
Цикл
Кребса
Триметазидин
КПТ – карнитин-пальмитол-трансфераза
КАТ - 3-кетоацил-СоА-тиолаза
Глюкоза
Ацетил-Со-А
НАДН
FADH2
АДФ
Глюкозо6-фосфат
КАТ
β-окисление
КПТ-2
КПТ-1
СЖК
Карнитин
41
Механизм действия карнитина
n
n
n
Карнитин проводит длинноцепочечные ЖК
через мембраны митохондрий, которые не
доокисляются в условиях недостатка О2. Это
никак не сказывается на метаболизме
короткоцепочечных ЖК.
L-капрнитин 2,0
2,0--4,0 г в день 2121-28 дней
(эффективен в условиях достаточного
количества О2)
D-карнитин токсичен (Greig)
Механизм действия
триметазидина
n
Триметазидин тормозит в митохондриях
бета--окисление всех ЖК (и
бета
длинноцепочечных. и короткоцепочечных),
блокируя 33-кетоацил
кетоацил--СоА
СоА--тиолазу, но не
мешает накоплению недоокисленных
жирных кислот (Lopaschuk G.D., 2001).
43
Механизм действия милдроната
Выборочно ограничивает транспорт
длинноцепочечных жирных кислот,
уменьшая потребность клетки в О2
Предотвращает накопление
недоокисленных ЖК и вызванные
ими повреждения клеток
Активирует альтернативные механизмы
энергообразования (гликолиз) и не
препятствует окислению ЖК с короткой и
длинной цепью
В условиях длительных
высокоинтенсивных нагрузок выше
лактатного порога (более 70-80%
МПК)
Восстанавливает транспорт АТФ
ПРЕДОТВРАЩАЕТ ГИБЕЛЬ
КЛЕТОК!
44
O+
Ме3N-NH-CH2-CH2-C=O
Милдронат
СН3
+
Ме3N-СH2-CH2-О-C=O
Ацетилхолин
Сходство молекулы милдроната с
молекулой ацетилхолина
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ МИЛДРОНАТА в
эритроцитах
Под влиянием Милдроната в эритроцитах
снижается сродство гемоглобина к кислороду.
В результате улучшается процесс
освобождения кислорода из гемоглобина.
Милдронат
Эффекты Милдроната
n
n
n
n
Отдаляет наступление утомления при высокоинтенсивной
нагрузке (активизирует образование пирувата из лактата,)
Обладает цитопротктивным действием (предотвращает
образование недоокисленных ЖК)
Обеспечивает более экономное использование клетками O2
в условиях гипоксии
Способствует
расширению
сосудов
и
улучшает
реологические свойства крови
крови..
Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, 2009
Сравнительный анализ механизмов
действия p-FOX ингибиторов
Эффекты
Милдронат
Карнитин
Триметазидин
Активация гликолиза
+
-
+
Замедление транспорта ЖК только
с длинной цепью
+
-
-
Восстановление транспорта АТФ
+
-
-
Трансмембранный транспорт
ацил--СоА и ацилкарнитина в
ацил
клетки
-
+
+
Предотвращение накопления
недоокисленных продуктов ЖК
+
-
-
Условия эффективности
анаэроные
аэробные
аэробные
Индукция образования NO
+
-
-
Потребление О2
48
Хроническое перенапряжение
n
Клинически доказанная оптимальная схема
назначения Милдроната
Милдроната®
®:
n
10 дней 1 ампула в день
n
n
затем 1.0 г 11-1,5 месяца
Продолжительность курса лечения
Милдронатом минимально 6-7 недель
С профилактической целью:
спортсменам по 0,5
0,5––1 г внутрь 2 раза в день
перед тренировками.
Продолжительность курса :
в подготовительный период – 14
14––21 день
n в период соревнований – 10
10––14 дней
n
Пути экономии мышечных
углеводов (Jeukendrup AE et al.)
n
n
n
Триглицериды со средней цепью (3 ч.ложки или 5
капсул по 500мг в день) выносливость не повышают
Оральные жировые эмульсии, содержащие ЖК,
приводят к желудочно
желудочно--кишечным расстройствам
Высокожировые диеты («жировые загрузки»)
повышают риск развития раннего атеросклероза,
снижают запасы мышечного гликогена и не влияют
не выносливость
«Жировая загрузка»
n
n
Первые 5 дней 4г/кг жира и 2,4 г/кг
углеводов на фоне обычных тренировок
6-й день – 10г/кг углеводов на фоне отдыха
Недостаточное потребление жира
повышает риск:
n
n
Дефицита незаменимых ЖК и
жирорастворимых витаминов
Нарушения репродуктивной функции
Аниоксидантная защита
1-й путь защиты - витамин Е (токоферол), витамин
С (аскорбиновая кислота), витамин а (бета(бета-каротин),
флавоноиды (витамин Р), убихинон (кофермент
Q10)
Синергичный антиоксидантный эффект: витамины Е
(294 мг) и С (100мг) + убихинон (60 мг) (Соleman)
(Соleman)
n 2-й путь защиты (основнй) – глутатионпероксидаза
(входит Se и глутатион, который повышает прием
белка молочной сыворотки (БМС))
(БМС))
n 3-й путь защиты – регулярные аэробные
тренировки
n
Метаболические регуляторы
(анаболические стероиды)
анростендиол (запрещен МОК),
дегидроэпиандростерон (ДГЭА)
n
Их использование ограничено изиз-за
существенных побочных эффектов,
риск которых многократно возрастает
при длительном приеме (Richardson
Richardson,,
1981).
Витамины: спортсменам
рекомендуется дополнительный прием
n
n
n
n
n
В12 – вегетарианцам и лицам. принимающим
мегадозы витамина С (0,5(0,5-1,0г)
В1 в 2 раза выше РДН (1,0
(1,0--1,2 мг в день)
(Peifer JJ et al.)
С 100
100--500 мг
D - в зимние месяцы на широте 42º
42º и более
(не более 50 мкг в день)
витаминно--минеральные добавки для лиц,
витаминно
ограничивающих потребление калорий
Витамины: спортсменам не
рекомендуется дополнительный прием
n
n
В6 (пиридоксин, пиридоксаль,
пиридоксамин)
В2 (рибофлавин)
Витамины в дозе выше
рекомендуемых норм
1. повышают риск:
n
А - деминерализации костей и переломов костей
n
D – деструктивной кальцификации органов
n
С – камнеобразование, повреждение эндотелия
почечных клубочков
n
Е – кровотечения
n
В6 – неврологической смимптоматики
2. не повышают работоспособность
Макроэлементы: спортсменам
рекомендуется дополнительный прием
n
n
Са – цитрат или карбонат кальция по 500мг
(200мг Са) между приемами пищи (в сутки
1300мг – 9-18 лет, 1000мг -19
19--50 лет, 1200мг –
более 50 лет
Mg – глюконат магния до 500 мг в день
Макроэлементы: спортсменам не
рекомендуется дополнительный прием
n
Р - избыток Р снижает сывороточный Са, что
приводит к вымыванию Са из костей и
повышает риск патологических переломов
Микроэлементы: спортсменам
рекомендуется дополнительный прием
n
n
n
n
Fe – сульфат Fe при низком уровне
ферритина в крови
Zn – для лиц на малокалорийных диетах
I – 100
100--200 мкг для зон эндемичных по
сниженному содержанию I в воде и
продуктах
Cr – 50
50--200 мкг в сутки, так как ФН
увеличивает выделение Cr с мочой
Жидкость и электролиты
Температура потребляемой жидкости 1515-22
22ººС;
n Спортивные напитки (0,5(0,5-0,7 г/л Na
Na,, до 44--8 %
углеводов), если нагрузка длится 45 мин. и более
(можно добавлять ¼¼-½ ч.ложки соли: 0,50,5-1,0 г Na
Na))
n Рекомендуемое потребление жидкости:
400--600 (500) мл за 2 часа до нагрузки
400
200--350 мл каждые 15200
15-20 мин. нагрузки
1,5 л на каждый потерянный кг массы после нагрузки
n Глицериновая регидратация =(1,2 глицерина+26 мл
воды) массы тела
n