Клетчатка для спортсменов

Микробиота кишечника и мускулатура

Микроорганизмы кишечника (их совокупность именуют «метаболическим органом») играют фундаментальную роль в обмене веществ у человека, определяют его эндокринную, нейрональную и иммунную функции. Доказано, что микробиота кишечника находится в тесных двусторонних взаимоотношениях (их именуют «осями») с головным мозгом и мускулатурой. Поскольку спортсмены в процессах тренировок и соревнований испытывают сильнейшие нагрузки-стрессоры как физического, так и психологического характера, то для них исключительно важно нормальное функционирование как головного мозга, так и мускулатуры.

Соответственно, роль микробиоты кишечника в этой сложной системе взаимоотношений переоценить трудно. Микробиота является важным инструментом для улучшения общего состояния здоровья, физической работоспособности и доступности энергии при одновременном контроле метаболизма, иммунитета и уровня окислительно-восстановительного потенциала у спортсменов, действует как эндокринный орган, но и, в свою очередь, регулируется условиями окружающей среды, включая интенсивность упражнений и характер питания спортсмена.

Доказано, что физические упражнения (не экстремального характера!) увеличивают разнообразие микробиоты, улучшают ее метаболический профиль и проявляют иммуномодулирующее действие. У спортсменов, занимающихся тренировками «в меру», возрастает численность Бактероидов и снижается количество Фирмикутов, увеличивается «тощая» масса тела за счет адаптации метаболизма хозяина, опосредованного составом бактерий.

Оптимальный состав микробиоты кишечника влияет на синтез мышечного белка, биогенез и функцию митохондрий, а также на запасы гликогена в мышцах. Модификация микробиоты кишечника, вызванная разумными физическими упражнениями, обусловлена различными механизмами: временем прохождения пищи через кишечник; изменением профиля желчных кислот; образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) и других биоактивных молекул; повышением уровня 5'АМФ-активируемой протеинкиназа (АМФК) - клеточного фермента, контролирующего энергетический баланс клетки; воздействием на Toll-подобные рецепторы (клеточные структуры, которые распознают определенные компоненты микроорганизмов, активируют клеточный иммунный ответ и играют ключевую роль во врождённом иммунитете).

Кроме того, регулярные физические упражнения снижают чувствительность клеток кишечного эпителия к белкам теплового шока - особым белкам, выработка которых возрастает при различных стрессирующих условиях. В результате этого не допускается разрушение плотных контактов между белками эпителия и предупреждается формирование состояния «дырявого кишечника», когда полисахариды кишечных бактерий начинают проникать через стенку кишечника в кровь, вызывая явления хронического вялотекущего воспаления.

А вот интенсивные упражнения, которые являются мощным стрессором, таких позитивных влияний на микробиоту не оказывают. Доказано, что существует высокая корреляция между степенью физического и эмоционального стрессов во время упражнений и нежелательными изменениями в составе микробиоты кишечника. Так, на фоне таких стрессорных явлений отмечается снижение численности бактерий Turicibacter spp в слепой кишке и возрастание уровня Ruminococcus gnavus, что в совокупности способствует деградации слизистой оболочки и формированию «дырявого кишечника» и иммуносупрессирующего эффекта, активации процессов катаболизма, а психологически – в явлениях депрессии и хронической утсалости. И, чем более интенсивные упражнения, тем более выражены подобные нарушения. Клинически это проявляется в болях в области кишечника, диарее, тошноте и встречаются примерно у 70% спортсменов высокого уровня.

Кроме того, у этой категории атлетов за счет снижения иммунорезистентности повышена частота воспалительных респираторных заболеваний. Чаще это происходит у тех, кто занимается индивидуальными видами спорта (марафонцев, триатлонистов), чем у спортсменов – приверженцев командных видов. Но для того, чтобы микробиота смогла адекватно реализовать свой потенциал, необходимо присутствие двух факторов – достаточного количества полезных бактерий-пробиотиков и «пищи» для них – клетчатки-пребиотиков. Межу тем, атлеты ограничивают в своем рационе содержание углеводов, в том числе клетчатки. Во-первых, опасаясь избытка калорий, и, во-вторых, что-бы избежать некомфортных желудочно-кишечных расстройств во время упражнений и соревнований (Mohr A. The athletic gut microbiota / J Int Soc Sports Nutr, 2020, 17 (1):24).

Какую клетчатку вводить в рацион спортсмена?

Какую же клетчатку и в каком количество целесообразно вводить в рацион спортсменам для восстановления здоровья микробиоты кишечника? Вопросом этим занимались сотрудники Университета Калгари, Канада совместно с их коллегами из США и Нидерландов. Для исследования были привлечены взрослые здоровые мужчины и женщины, занимающиеся спортом и мало потребляющие клетчатки.

Двум группам участников в течение 4-х недель давали закусочные батончики, содержащих клетчатку-пребиотики (фруктанты инулиноподобного типа из корня цикория) в низких и умеренных дозах 3 и 7 г/день. Участники контрольной группы получали плацебо. Далее у всех в динамике оценивали состав фекальной микробиоты, ее функциональные показатели, концентрация КЦЖК в каловых массах, желудочно-кишечные симптомы, потребление пищи и качество жизни.

По сравнению с контрольной группой, у получавших клетчатку в дозе 7 г/день отмечено достоверно большее разнообразие микробов, в первую очередь увеличение численности Бифидобактерий на 18,7% (в контроле этот показатель возрос на 5,3%). При дозе клетчатки 3 г/день такого эффекта не отмечалось. На показатель содержания КЦЖК в каловых массах влияло как доза инулина, так и продолжительность его потребления (Reimer R. Effect of chicory inulin-type fructan-containing snack bars on the human gut microbiota in low dietary fiber consumers in a randomized crossover trial / Am J Clin Nutr, 2020, 111 (6): 1286-1296).

В Университете Юнтендо, Токио, Япония изучали влияние добавки на основе клетчатки на работоспособность спортсменов. К исследованию были привлечены мужчины и женщины - спортсмены из студентов колледжа. Они получали по 6 г клетчатки (производство Fiberpro, Taiyo Lab Inc., Токио) ежедневно в течение четырех недель. В начале, в конце исследования и через 4 недели после его завершения у всех фиксировали спортивные результаты, в слюне оценивали биомаркеры стресса (активность α-амилазы, уровни кортизола, мелатонина и иммуноглобулина A (SIgA), а также показатели настроения с помощью психологического теста. Оказалось, что физическая работоспособность мужчин и женщин после кормления клетчаткой повысилась, уровень α-амилазы в слюне снизился, а уровни мелатонина и SIgA не изменились. Но интересно, что у мужчин потребление такой добавки повысило уровень негативных эмоций (гнев-враждебность), а у женщин, наоборот, улучшился показатель позитивного настроения (бодрость-активность). Причем, этот психологический эффект сохранялся в течение месяца после завершения приема клетчатки Таким образом, применение клетчатки у спортсменов повышает их работоспособность, но по-разному, в зависимости от пола, влияет на эмоциональные реакции, что может быть связано с воздействием на нормальный циркадный ритм кортизола (Sugiyama F. Effects of Fiber Supplementation for Four Weeks on Athletic Performance in Japanese College Athletes: A Case Study—Measurement of the Athletic Performance, Salivary Biomarkers of Stress, and Mood, Affect Balance / Health, 2017, 9, 556-567)

В ходе недавних исследований, проведенных в Университете Мадрида, Испания, было установлено, что клетчатка играет важную роль в поддержании микробиоты не только кишечника, но и полости рта. Эти бактерии принимают активное участие в метаболизме и усвоении пищевых нитратов – источников азота для построения собственной белковой массы организма спортсменов и повышения их физической работоспособности. Для этой цели спортсмены используют не только пищевые белки, но и различные азотистые добавки, включающие азот, как правило, в форме нитратов. Бактерии ротовой полости восстанавливают нитраты до нитритов, повышая их уровень в крови; далее этот азот включается в состав белков или трансформируется до сигнальной молекулы и вазодилятатора (сосудорасширяющего агента) оксида азота, а также оказывают влияние на гомеостаз кишечной микробиоты. Основную роль в этом непростом механизме играют не полисахариды клетчатки, а ассоциированные с ними многочисленные фитохимические соединения (González-Soltero R. Role of Oral and Gut Microbiota in Dietary Nitrate Metabolism and Its Impact on Sports Performance / Nutrients. 2020, 12 (12): 3611).

В Университете Кёнхи, Корея изучали факторы, влияющие на эффективность применения у спортсменов препаратов-пробиотиков. К данному исследованию были привлечены бодибилдеры, которые придерживались диеты с чрезвычайно высоким уровнем белка и низким содержанием углеводов. Одна группа спортсменов в течение 60 дней получала препараты-пробиотики, включающие Лактобактерии Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. helveticus и Бифидобактерии Bifidobacterium bifidum, а другая – плацебо. Оказалось, что прием пробиотиков не оказал никакого положительного воздействия на микробную среду кишечника спортсменов и концентрацию короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК). Далее еще одна выборка бодибилдеров была разделена на три группы по стилю соответствия их питания рекомендуемой корейской диетической нормой (KRDA): 1) с повышенным содержанием белка и ограниченным содержанием клетчатки; 2) с повышенным содержанием белка и адекватным количеством клетчатки; и 3) с адекватным количеством белка и ограниченным количеством клетчатки. У всех спортсменов оценивали микробную среду их кишечника и сравнивали с показателями у здоровых мужчин, ведущих малоподвижный образ жизни (контроль). Не было обнаружено значительных различий в микробном разнообразии кишечника и численности полезных бактерий между группой № 1 бодибилдеров и мужчинами из контроля.

Однако, в двух других группах спортсменов, у которых потребление белка или клетчатки было адекватным и соответствовало нормам KRDA, оба этих показателя оказались значительно лучше, чем у субъектов, ведущих сидячий образ жизни. Эти результаты свидетельствуют о том, что положительный эффект упражнений на микробиоту кишечника зависит от уровней потребления белка и пищевых волокон и для формирования здоровой микрофлоры целесообразно придерживаться рекомендуемых диетологических норм потребления обоих групп нутриентов, не вдаваясь в крайности, т.е. не сокращая либо преувеличивая их объемы. Прием пробиотиков эффективен лишь только при условии соблюдения таких разумных норм питания (Son J. The Effect of Athletes' Probiotic Intake May Depend on Protein and Dietary Fiber Intake / Nutrients, 2020, 12 (10): 2947).

Таким образом, все больше данных современных исследований подтверждают необходимость включения клетчатки в рацион спортсменов, особенно отличающихся высоким физическими нагрузками. Присутствие клетчатки в спортивном питании не только будет обеспечивать оптимальную деятельность «метаболического органа» - микробиоты кишечника, но и способствовать лучшему усвоению белковой пищи и добавок – основы для создания собственной мышечной системы.