Антиоксиданты

Источник: «Справочник спортивной фармакологии».
Издательство: Советский спорт, 2014 г.

Антиоксиданты

Что такое антиоксиданты
Антиоксидантные добавки содержат различные комбинации антиоксидантных нутриентов и растительных экстрактов, включая бета-каротин, витамин С, витамин Е, цинк, магний, медь, ликопин (пигмент, содержащийся в томатах), селен, коэнзим Q-10, катехины (содержащиеся в зеленом чае), метионин (аминокислота), антоцианидины (пигменты, содержащиеся в фиолетовых и красных фруктах).
Действие антиоксидантов
Интенсивная нагрузка является причиной выработки большого количества свободных радикалов. Это может истощить антиоксидантные запасы организма и повысить риск повреждения клеток свободными радикалами. Оставленные без контроля, свободные радикалы способны разрушать клеточные мембраны, ДНК и ферменты, а также повышать риск атеросклероза и рака. Высокий уровень свободных радикалов часто сопровождается постнагрузочной мышечной болезненностью. Таким образом, добавки, содержащие антиоксидантные вещества, могут существенно увеличить естественную антиоксидантную защиту организма. Исследования показывают, что добавки способны защищать от сердечных заболеваний, рака и катаракты. Однако доказательная база, свидетельствующая об увеличении спортивной работоспособности, невелика. Исследование, проведенное в США в 2006 году, показало, что прием антиоксидантов улучшает высокоинтенсивную работоспособность у велосипедистов. Таким образом, антиоксидантные добавки широкого спектра (вероятнее, чем отдельные антиоксиданты - такие как витамин С) способствуют восстановлению после интенсивных нагрузок и снижают постнагрузочную мышечную болезненность.
Нужны ли антиоксиданты
Антиоксидантные добавки могут способствовать восстановлению после интенсивной нагрузки, но не могут быть заменой здоровой диете. Антиоксиданты, поступающие как из пищи, так и добавок, обеспечивают дополнительную защиту от хронических болезней- таких, как сердечно-сосудистые заболевания и определенные виды рака. Стремитесь ежедневно употреблять по крайне мере пять порций фруктов и овощей - чем больше выражен цвет, тем выше содержание антиоксиданта - а также продукты, богатые незаменимыми жирами (такие как авокадо, жирная рыба и растительные масла), так как они содержат витамин Е. Ученые из Американского института исследования рака говорят, что ежедневное потребление по крайней мере пяти порций фруктов и овощей может предотвратить 20% всех видов рака. Департамент здравоохранения Соединенного Королевства и Всемирная организация здравоохранения советуют ежедневно потреблять как минимум 400 г или пять порций фруктов и овощей.
Побочные эффекты
Для антиоксидантных составов побочные эффекты маловероятны. Придерживайтесь рекомендуемых на этикетках доз. Избегайте приема витамина С свыше 1000 мг (вследствие риска диареи и расстройств живота) или приема селена свыше 900 мкг (вследствие риска токсикации). Большие дозы каротиноидов могут окрасить кожу в оранжевый цвет, однако этот эффект безвреден и постепенно проходит.

Антиоксиданты (антиокислители) — ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные тормозить окисление (рассматриваются преимущественно в контексте окисления органических соединений). Антиоксиданты позволяют защитить органы и ткани (в том числе мышцы) от разрушающего воздействия агрессивных радикалов.

Свободные радикалы (оксиданты) - побочный продукт обмена веществ в организме. В спортивной практике, при развертывании перекисного окисления липидов (ПОЛ) в результате запредельных нагрузок и действия «внешних» оксидантов, происходят процессы инициации высвобождения свободных радикалов, что способствует образованию токсических продуктов, которые нарушают функцию клеточных мембран и биоэнергетических механизмов. Их нестабильность обусловлена несбалансированным числом электронов относительно заряда ядра. Такие неравновесные молекулы стремятся восстановиться, отдав лишний электрон или оторвав недостающий от другой молекулы. В свою очередь, эта молекула становится неравновесной и стремится к сбалансированности, продолжая реакцию.

Прооксидантная система играет определенную роль в поддержании здоровья, принимая участие в миллионах химических реакций. Помогает усваивать пищу и бороться с болезнетворными бактериями, грибками и вирусами. Однако воздействие интенсивной физической нагрузки, а также неблагоприятных факторов внешней среды приводят к сбоям природных механизмов контроля. В этом случае активность свободных радикалов резко возрастает, разрушительным образом действуя на организм. Свободные радикалы могут связывать вместе две молекулы, после чего последние не могут правильно функционировать.

Количество свободных радикалов лавинообразно нарастает при тяжелой физической нагрузке, экстремальной тренировке, мешая срочному восстановлению и готовности организма к следующей тренировке.

Выходя из-под контроля организма, прооксидантная система наносит заметные повреждения: повреждаются клеточные мембраны, разрушаются клетки или, вызывая мутации, изменяет структуру ДНК клетки. Антиоксиданты прекращают патологическую деятельность, вводя прооксидантную систему в режим нормального функционирования, действуют как нейтрализаторы свободных радикалов.

Механизм действия

Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и т.п.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма — взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ.

Особенности антиоксидантного действия веществ определяются в первую очередь их химической природой.

Антиоксиданты либо непосредственно связывают свободные радикалы (прямые антиоксиданты), либо стимулируют антиоксидантную систему тканей (непрямые антиоксиданты).

Антиоксиданты в спорте

Считается, что во время и после тренинга образуется много побочных продуктов, которые могут повреждать мышцы и другие органы. Свободные радикалы, такие как кислород и азотистые молекулы атакуют и повреждают мембраны клеток. Несколько недавних исследований показали, что антиоксиданты могут снижать индуцированный физической нагрузкой оксидативный стресс, а также ускоряют восстановление после тренинга.

Особенное внимание в бодибилдинге получают витамины и минералы, которые выступают в роли антиоксидантов и регуляторов метаболизма, помогая не только защитить мышцы, но и увеличить их массу.

Исследования

Журнал ISSN опубликовал обзорную статью Alves Carnauba, Valéria Paschoal и Humberto Nicastro в 2014 году, посвященную вопросу недостаточной обоснованности приема антиоксидантов спортсменами. Авторы проанализировали множество исследований за 2006-2013 годы, которые касались изучения различных антиоксидантов (витамин С, витамин А, витамин Е, бета-каротин и их комбинации).

12 исследований показали полное отсутствие эффекта на физиологические параметры организма спортсмена и активность антиоксидантных ферментов. Таким образом, авторы полагают, что антиоксидантные добавки не влияют на восстановление мышц после нагрузки и спортивные результаты.

Исследование 2001 года с участием элитных горнолыжников не обнаружило прямых доказательств разрушающего действия свободных радикалов, но отметило снижение антиоксидантного статуса у лыжников в период интенсивных тренировок. Таким образом, прием добавок может противодействовать падению уровня антиоксидантов в организме и помочь увеличить защиту организма от повышенной атаки свободных радикалов.

Исследования Университета Логборо 2001 года нашло, что ежедневный прием витамина С (200 мг) в течение двух недель снижает мышечную болезненность и улучшает восстановление после интенсивной нагрузки. Исследование, проведенное в 2004 году в США, обнаружило, что женщины, принимавшие антиоксидантные добавки до и после нагрузки, имели существенно меньше травм вследствие упражнений с отягощениями. Спортивные ученые из Южной Африки установили повышенный уровень иммунных клеток (нейтрофилов) у бегунов, которые принимали антиоксидантные добавки (витамин С, витамин Е и бета-каротин) после напряженного двухчасового бега, по сравнению с бегунами, которые получали плацебо.

Рост мышц

В 2015 году норвежские ученые оценили влияние приема витамина С (500 мг) и витамина Е (117.5 mg) перед и после тренировки в течение 12 недель на рост мышц и силовые показатели у пожилых людей (60-81 год). Силовые тренировки проходили 3 раза в неделю, на все группы мышц. В дни отдыха добавки принимались в таких же дозах утром и вечером. В итоге оказалось, что у испытуемых, которые принимали данные антиоксиданты, наблюдался более низкий прирост мышечной массы, однако различий в увеличении силовых показателей зарегистрировано не было. Ученые предполагают, что оксидативный стресс, вызываемый физической нагрузкой, может вносить существенный вклад в гипертрофию мышц.

Тем не менее, в более раннем исследовании за 2008 год другая группа канадских ученых установила, что витамин С (1000 мг/сут) и витамин Е (600 мг/сут) вызывают более выраженный прирост сухой мышечной массы у пожилых людей, по сравнению с испытуемыми, которые выполняли только тренировки.

Дозы и режим приема

Рекомендации Евросоюза по ежедневному потреблению витамина С составляют 60 мг, а для витамина Е - 10 мг. Эти величины считаются достаточными для поддержания здоровья, однако они не оптимальны для спортивной работоспособности или предотвращения сердечно-сосудистых заболеваний. Ряд ученых считает нормы потребления, принятые в Соединенном Королевстве и США слишком низкими. В своей книге «Предел повышения работоспособности» профессор Мэл Вильямс с кафедры теории физических упражнений и физического образования при Университете Олд Доминион, штат Вирджиния, США, советует ежедневно потреблять 500-1000 мг витамина С, 250-500 мг витамина Е и 50-100 мг селена.

Побочные эффекты

Различные исследования показали, что употребление биодобавок, содержащих антиоксиданты, повышает смертность, как пациентов с различными заболеваниями, так и здоровых людей, сообщает Science Daily. К такому же выводу пришла международная группа исследователей под руководством Кристиана Глууда (Christian Gluud) из Университетской больницы Копенгагена, Дания.

Читайте основную статью: побочные эффекты антиоксидантов

Продукты, богатые антиоксидантами

Антиоксиданты в продуктах и добавках (эквивалентное содержание)

Антиоксиданты в первую очередь содержатся в различных свежих фруктах, а также в продуктах из них изготовленных (свежевыжатых соков, настоев и настоек типа холодного чая, морса и др.). К богатыми антиоксидантами фруктам относятся: черника, виноград, клюква, рябина, черноплодная рябина, смородина, гранаты. Все они имеют кислый или кисло-сладкий вкус и красный (красновато-синий, синий) цвет. Бразильский (южноамериканский) фрукт асаи — чемпион среди других хорошо известных антиоксидантовых фруктов: асаи содержит в 10 раз больше антиоксидантов, чем клюква. Среди напитков выделяются красное вино, зеленый чай и в меньшей степени чёрный чай.

Добавки и препараты

Наиболее известные и часто применяемые антиоксиданты:

• Аскорбиновая кислота (витамин C)
• Витамин E
• Альфа-липоевая кислота
• Мелатонин
• Витамин А
• Биофлавоноиды (экстракт зеленого чая, кверцетин, проантоцианидины)
• Коэнзим Q10
• Глютатион

Фармакологическая классификация антиоксидантов

Антиоксиданты прямого действия можно разделить на пять основных категорий:

• доноры протонов;
• полиены;
• катализаторы;
• ловушки радикалов;
• комплексообразователи.

Доноры протонов

К ним относят вещества с легкоподвижным атомом водорода. Доноры протонов - наиболее обширная группа антиоксидантов, нашедших медицинское применение.

• Фенолы. Фенольные антиоксиданты эффективно подавляют реакции ПОЛ, но практически не способны защищать белки от окислительного повреждения. Эффективность защиты нуклеиновых кислот от окислительной модификации также невысока. Основные представители: токоферолы, ионол, пробукол, производные фенолов и нафтолов, флавоноиды, катехины, фенол-карбоновые кислоты, эстрогены, лазароиды.
• Азотсодержащие гетероциклические вещества. Механизм действия аналогичен таковому фенольных антиоксидантов. Основные представители: мелатонин, производные 1,4-дигидропиридина, 5, 6, 7, 8-тетрагидробиоптерин, производные пирролопиримидина.
• Тиолы. Механизм действия двойственный: тиоловые антиоксиданты способны выступать как в роли доноров протона, так и в роли хелаторов катионов переходных металлов. Более эффективны, чем фенольные антиоксиданты, в предотвращении окислительного повреждения белков. Основные представители: глутатион, цистеин, гомоцистеин, N-ацетилцистеин, эрготионеин, дигидролипоевая кислота.
• Альфа- и бета-диенолы. Установлен механизм действия основного представителя этой группы антиоксидантов - аскорбиновой кислоты. Она легко отдает протоны, превращаясь в дегидроаскорбиновую кислоту (процесс обратим). Аскорбиновая кислота во многих случаях проявляет прооксидантные свойства.
• Порфирины. Механизм действия множественный: доноры протона, комплексообразователи, катализаторы (в виде комплексов с катионами некоторых металлов). Основной представитель: билирубин.

Полиены

Это вещества с несколькими ненасыщенными связями. Способны взаимодействовать с различными свободными радикалами, ковалентно присоединяя их по двойной связи. Обладают невысокой антиоксидантной активностью, но сочетание с антиоксидантами - донорами протона (при условии более высокой молярной концентрации последних) приводит к синергичному усилению антиоксидантного эффекта смеси.

Основные представители: ретиноиды (ретиналь, ретиноевая кислота, ретинол и его эфиры) и каротиноиды (каротины, ликопин, спириллоксантин, астацин, астаксантин).

Катализаторы

Эти антиоксиданты эффективны в низких концентрациях. Могут использоваться в небольших дозах, их эффект в организме сохраняется дольше, а вероятность проявления побочного действия у них низкая.

• Имитаторы супероксиддисмутазы (СОД). Высокоактивными и малотоксичными имитаторами СОД являются комплексы некоторых азотсодержащих органических соединений с катионами марганца, железа, цинка, меди, в первую очередь металлопорфирины.

• Имитаторы глутатионпероксидазы (ГП). Большинство веществ являются селенопротеинами. Эффективны для снижения интенсивности ПОЛ.

Ловушки радикалов

К этой группе антиоксидантов относят вещества, образующие при взаимодействии со свободными радикалами аддукты радикальной природы с ограниченной реакционной способностью.

Типичные представители ловушек радикалов - нитроны, в частности фенилтретбутилнитрон, эффективно связывающие супероксидные и гидроксильные радикалы.

Комплексообразователи (хелаторы)

Типичными представителями являются этилендиаминтетра-уксусная кислота (ЭДТА), десфероксамин и карнозин.

В медицине наиболее широко используют следующие группы антиоксидантов:

• доноры протона;

• полиены.

В практике спорта применяют следующие антиоксиданты: витамины А, С, Е, В15, бета-каротин, селен.

Если спортсмен уже принимает поливитаминные комплексы, в состав которых входят антиоксиданты, для увеличения эффекта можно рекомендовать принимать антиоксиданты дополнительно (в том числе и селен) в количестве 0,5-1 суточной дозы.

Спортсмены, тренеры не всегда помнят о важности приема препаратов, обладающих антиоксидантными эффектами, после изнурительных тренировок, но они уменьшают образование токсических метаболитов, снижают их повреждающее воздействие на мембраны митохондрий, которые являются энергетической фабрикой клетки.

Кроме того, в качестве антиоксидантов и антигипоксантов применяют: актовегин, бемитил (этилтиобензимидазола гидробромид), дибулин (бутилгидрокситолуол), диквертин, кверцетин (дигидрокверцетин), димефосфон, кардионат, милдронат, милдроксин, деринат (натрия дезоксирибонуклеат), натрия оксибат, гипоксен (полидигидроксифенилентиосульфонат натрия), фридокс, тирилазад, триметазидин (предуктал), римекор, мексидол (этилметилгидроксипиридина сукцинат), нейробутал (оксибутират кальция), калия оротат, липоевую кислоту, берлитион, тиогамму, рибоксин, инозин, магния оротат, магнерот, солкосерил, цитохром С, эмоксипин, элькар (левокарнитин), флакозид.

Значительно снижают оксидантное воздействие: энзимы, коферменты (убихинон, Q10), адаптогены, растительная пыльца, энергетики (глюкоза, фруктоза, мед, янтарная кислота).

Омоложение

Широко распространено мнение, что антиоксиданты могут предотвратить разрушающее действие свободных радикалов на клетки живых организмов, и тем самым замедлить процесс их старения. Тем не менее многочисленные результаты исследований не подтвердили этой гипотезы.

Исследования эффективности

Помогают ли антиоксидантные добавки увеличить результативность и/или восстанавливаться быстрее?

Почти все работы, исследовавшие влияние антиоксидантных добавок на спортивную результативность не обнаружили их пользы.Так было показано, что витамин Е не влияет на выносливость пловцов, профессиональных велосипедистов, марафонских бегунов,студентов-спортсменов и малоподвижных людей. Кроме того, исследования с использованием комплексов витаминов Е, С,коэнзима Q10, других витаминов и минеральных солей также не обнаружили их воздействия на результативность бегунов, триатлонистов, футболистов, спортсменов, тренирующих выносливость и сверхвыносливых бегунов.

Более того, некоторые исследования показали, что антиоксидантные добавки могут быть вредными для спортсменов. Было показано, что витамин Е снижает силу мышц, витамин С замедляет скорость беговых собак и ослабляет эффективность физических тренировок. Кроме того, так как они снижают производство АФК (активных форм кислорода), добавки с витамином С препятствуют процессу восстановления после упражнений, что может оказать негативное влияние на спортивную результативность в будущем.

Различные исследования дали противоречивые результаты в отношении влияния антиоксидантных добавок на процессы восстановления.

Некоторые исследователи сообщили, что добавки с витамином С и/или Е могут защитить клетки,от вызванного упражнением повреждения,снизить воспалительную реакцию на физическое упражнение и препятствовать потере мышечной силы. Однако, в других исследованиях не было найдено значительных эффектов воздействия антиоксидантных добавок на маркеры мышечного повреждения, воспаление и посттренировочную мышечную боль (крепатуру ). Вероятно, что образованное повышенное количество АФК в дни после интенсивных физических упражнений не вовлечено в механизмы снижения мышечных функций и болезненности мышц. Наоборот,АФК могут играть важную опосредованную роль в восстановлении и защите клеток от будущего повреждения.

Это может означать, что использование антиоксидантных добавок в этот период может ограничить адаптацию организма к физической работе. Это интересная область для будущих исследований.

Улучшают ли антиоксидантные добавки здоровье спортсменов?

Хоть и есть данные, подтверждающие, что потребление антиоксидантных добавок может уменьшить окислительный стресс, вызванный физическими упражнениями нет никаких данных, доказывающих пользу таких добавок для здоровья. Важный вопрос этой дискуссии, заключается в сложности определения уровня окислительного стресса и последующего осмысление результатов этих измерений применительно к здоровью человека. Действительно, измерение окислительного стресса является трудным процессом,который не доступен повсеместно. Например, доктор не может запросить измерение уровня окислительного стресса в клиническом отделении своей больницы. Такие измерения обычно проводятся в научно-исследовательских лабораториях. В такие исследования вовлечено множество методик, с помощью которых оценивают уровень окислительного стресса. Они включают измерение концентрации побочных продуктов окисления липидов, белков и ДНК, а также оценку антиоксидантной емкости организма. Существуют также сомнения относительно точности и достоверности многих из этих методик. Кроме того, использование биомаркеров окислительного стресса повсеместно не принято. Большинство перспективных исследований, изучающих зависимость между уровнем окислительного стресса и началом заболевания, не показали тесной связи между ними. Поэтому хоть антиоксиданты и снижают уровень окислительного стресса,вызванного физическими упражнениями, сейчас мы не знаем принесет ли это пользу для здоровья в будущем.

Два недавних исследования показали, что антиоксиданты могут подавлять полезные для здоровья эффекты физических упражнений. Рэй с соавторами (2009) продемонстрировал, что комбинация витаминов С, Е и α-липоевой кислоты притупила положительные эффекты тренировки на вазодилятацию (расширение сосудов) и снижение кровяного давления у пожилых людей с умеренной гипертонией. Ристоус соавторами (2009) обнаружили, что добавки с витаминами Е и С оказывают отрицательное воздействие на положительный эффект упражнений в отношении чувствительности к инсулину. Учитывая, что кровяное давление и чувствительность к инсулину являются факторами риска сердечнососудистых заболеваний, то эти исследования, показывающие, что антиоксиданты снижают пользу от физических упражнений, далеки от доказательства полезности антиоксидантов для здоровья спортсмена. Эти два исследования являются наиболее сильными аргументами против применения антиоксидантов в спорте, позиционирующиеся как полезные добавки к диете спортсменов.

Текущие рекомендации по оптимизации питания

Подводя итог вышесказанному, можно заключить, что пока нет достаточных оснований для того, чтобы рекомендовать антиоксидантные добавки спортсменам, которые потребляют рекомендуемое количество пищевых антиоксидантов вместе с повседневной пищей. Антиоксидантные добавки не улучшают физическую работу. Существуют данные, что они могут быть полезными при восстановлении после тренировки, хотя в этом направлении требуются дополнительные исследования. Также нет никаких оснований утверждать,что антиоксидантные добавки принесут пользу здоровью спортсмена. Более того, мы имеем данные исследований, что антиоксиданты могут серьезно нарушать полезные для здоровья процессы, в которых принимают участие АФК, такие как снижение кровяного давления и увеличение чувствительности к инсулину, поэтому было бы благоразумно относится к антиоксидантным добавкам с осторожностью.Физически активным людям следует оптимизировать свою пищу. Они должны потреблять продукты, богатые природными антиоксидантами, например фрукты, овощи, цельные злаки и орехи. В перечисленных продуктах, в отличие от таблеток и капсул, антиоксиданты содержатся в необходимых количествах и пропорциях. Также они действуют совместно, оптимизируя антиоксидантный эффект.

Антиоксидантные добавки могут потребоваться в ситуациях, когда человек не имеет возможности наполнить свою диету пищевыми антиоксидантами. В таких случаях человек может иметь специфическое питание, которое может привести к дефициту антиоксидантов в организме. И так как в настоящее время нет адекватных лабораторных тестов для определения потребности в антиоксидантах, то определенную помощь может оказать компетентный спортивный диетолог.

Источник: Peternelj TT, Coombes JS. Exercise and oxidative stress: Is antioxidant supplementation beneficial? Sport Health. 2009, vol.27, №2, pp.25-28.

Читайте также

• Витамины и минералы
• Омега-3
• Фитонциды