Антиоксиданты и тренировки: больше, не значит лучше. Научный обзор

Уже известный вам Эрик Трекслер по кладезям информации, переведенным Зожником – гид по креатину и гид по кофеину – сделал очередной мегаобзор исследований по антиоксидантам. В каких случаях (и какие) улучшают результаты, а когда – ухудшают.

Неужели антиоксиданты действительно мешают строить мышцы? В исследованиях не все так однозначно.

Свободные радикалы, окислительный стресс, окислительные повреждения, антиоксиданты, воспаление, каротиноиды, полифенолы, флавоноиды. Сегодня мы постоянно встречаем эти слова, зачастую – на этикетках очередного «суперфуда».

Однако мало кто разъясняет достаточно ясно, как все это влияет на наше здоровье, спортивную производительность или тренировочные адаптации. В этой статье разбираем накопленные научные данные.

Перед тем, как мы погрузимся в исследования, очень важно разобраться с определениями. Многие из этих терминов взаимозаменяемы, что может вызывать некоторую путаницу.

Окисление (оксидация) – это химический процесс, который характеризуется потерей электрона.

Свободный радикал – молекула с одним или несколькими непарными валентными электронами, из-за чего она становится нестабильной и высокореакционной. Свободные радикалы в норме являются побочными продуктами метаболических процессов , но могут также образовываться из-за влияния радиационного облучения, курения сигарет, загрязнения воздуха и некоторых промышленных химикатов.

Когда эти свободные радикалы взаимодействуют с другими молекулами в организме, то “крадут” у них электрон. Во многих случаях “обворованные” сами становятся радикалами, что запускает цепную реакцию взаимодействия между нестабильными молекулами.

Свободные радикалы включают как активные формы кислорода (АФК), так и активные формы азота (АФА), хотя существуют и нерадикальные АФК и АФА, которые тоже способствуют окислению в организме. Чтобы сгруппировать все это (свободные радикалы, АФК, АФА) в данной статье будем называть их «активные частицы».

Увеличивая окислительные процессы, эти частицы могут повреждать важные компоненты клеток, в том числе белки, липиды и ДНК. Выполняют они, однако, и полезные задачи ,: участвуют в передаче клеточных сигналов, иммунных ответах, экспрессии генов и транспорте ионов.

При нормальных условиях они справляются со своими полезными функциями, не вызывая чрезмерного повреждения клеток, поскольку удерживаются под контролем антиоксидантами. В нашем организме имеются эндогенные (то есть свои, внутренние) антиоксидантные системы для борьбы с активными частицами, плюс мы потребляем антиоксиданты из пищи.

«Антиоксидант» – это довольно общий термин, которым называют группу соединений, различающихся структурно . В итоге мы получаем кучу статей и реклам, описывающих разные антиоксиданты: каротиноиды, полифенолы, флавоноиды и т.д. Вот почему, кстати, сложно анализировать научную инфу об антиоксидантах – их тысячи. Например, известно более 4000 флавоноидов , а флавоноиды – это всего лишь один класс полифенолов, а полифенолы – всего лишь один класс неферментативных антиоксидантов.

Чаще всего мы, в сфере здравоохранения и спорта, мы говорим о натуральных антиоксидантах, которые далее разделяются на ферментативные и неферментативные. Неферментативная группа дробится еще на несколько подкатегорий, в которые и попадает большинство антиоксидантов из нашей пищи и добавок. Вместо унылого описания всего этого сделаем веселую картинку:

Существует огромное множество соединений , обладающих антиоксидантными свойствами. Хотя они различаются по химической структуре и механизму действия, все имеют общую характеристику: предотвращают или замедляют окисление других молекул.

Антиоксиданты способны подавлять действие активных частиц несколькими способами . Во-первых, могут непосредственно захватывать высокореакционную молекулу, стабилизируя ее, ингибировать активность или экспрессию ферментов, генерирующих активные частицы, или усиливать активность или экспрессию ферментов, поддерживающих эндогенные антиоксидантные системы. Существует множество типов антиоксидантов и множество потенциальных механизмов, но общей их задачей является предотвращение или замедление окисления других молекул , что ограничивает степень клеточных повреждений, вызванных активными частицами.

Как уже было сказано, наше тело постоянно имеет дело с активными частицами. Они удерживаются под контролем с помощью комбинации эндогенных и экзогенных антиоксидантов, но иногда наши антиоксидантные системы слишком перегружены из-за высокого объема активных частиц. Это приводит к состоянию окислительного стресса , которое характеризуется чрезмерными повреждениями. С этим связан широкий спектр хронических заболеваний, включая рак, ревматоидный артрит, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, сахарный диабет, а также ряд заболеваний, поражающих глаза, мозг, легкие и сердечно-сосудистую систему.

Обычно вместе с окислительным стрессом упоминается воспаление. Эти термины связаны, но не эквивалентны. В организме имеется несколько типов воспалительных клеток, таких как нейтрофилы, моноциты и лимфоциты. Они срабатывают при проявлении вызывающих воспаления стимулов, таких, как повреждение тканей, присутствие токсичных веществ, патогенов и т.д. Активированные воспалительные клетки высвобождают ферменты, активные частицы и химические медиаторы, чтобы направить воспалительную реакцию в место проявления стимула.

Целью этого воспалительного процесса является устранение воспаляющего стимула (каким бы он ни был), удаление поврежденных тканей и начало восстановительного процесса, чтобы защитить организм от инфекции и травм. Воспалительная реакция приводит к выработке активных частиц, тем самым способствуя возникновению окислительного стресса. И наоборот, хронический окислительный стресс может фактически спровоцировать   воспаление низкой степени тяжести.

Теперь, когда прояснили термины, рассмотрим исследования, посвященные нашим любимым тренировкам.

Как обычно, «все сложно» и зависит от контекста. Производство активных частиц возрастает во время физических упражнений, при этом более интенсивные тренировки приводят к более заметному увеличению. Это имеет особое значение, поскольку активные частицы выступают в качестве внутриклеточных посредников (мессенджеров), которые необходимы для нормального функционирования. В лабораторных условиях (вне организма) сократительная способность миофибрилл снижается, если подавляется производство активных частиц.

Но слишком большой объем активных частиц тоже вызывает проблемы. Это может привести к повреждению митохондриальных и миофибриллярных белков , а также связано с накоплением усталости во время тренировок .

В идеале оксиданты и антиоксиданты должны находиться в определенном балансе, чтобы производилось достаточно активных частиц в ответ на физическую нагрузку, но без чрезмерного утомления или окислительных повреждений.

Благодаря периодическому воздействию активных частиц организм укрепляет свои встроенные антиоксидантные системы, чтобы лучше приспособиться к новым выбросам на грядущих тренировках. Хотя мы уже давно знаем, что этот эффект наблюдается в ответ на регулярные тренировки для развития выносливости , в последнее время исследователи отмечают, что подобная адаптация происходит и при силовых нагрузках.

Например, в 8-недельном эксперименте с участием 30 нетренированных мужчин все виды тренировок (силовая, выносливостная, комбинированная) вызвали значительное улучшение эндогенной антиоксидантной способности.

Причем этот эффект, судя по всему, не связан с интенсивностью; в одном исследовании сравнивалось влияние двух уровней нагрузки (70% от 1ПМ и 85% от 1ПМ) на маркеры эндогенного антиоксидантного статуса. После 6 недель в обеих группах наблюдались схожие улучшения.

Разумеется, наши эндогенные антиоксидантные системы – не единственный механизм, с помощью которых можно ослабить окислительный стресс; мы получаем множество антиоксидантов из различных продуктов питания и пищевых добавок. Теперь разберемся и с ними.

В ряде исследований изучались эффекты предтренировочного приема различных антиоксидантов. В паре исследований , выяснили, что экстракт граната улучшает кровоток; аналогичные эффекты наблюдались при приеме виноградного сока , черной смородины , пикногенола и какао-флаванола .

Например, однократный прием какао с высоким содержанием флавонола (701 мг) значительно улучшил сосудорасширение и реакцию кровяного давления на физические нагрузки по сравнению с какао, содержащим мало флавонола (22 мг), у лиц с избыточным весом и ожирением.

Разовая доза экстракта граната с высоким содержанием полифенола (1000 мг) улучшила кровоток до и после высокоинтенсивных забегов у молодых здоровых людей ; аналогичные результаты наблюдались у здоровых участников, выполняющих жим ногами и жим лежа до усталости в комбинации с многократными велоспринтами . На микрососудистом уровне богатый полифенолом виноградный сок (300 мл / сутки в течение 20 дней) улучшил функциональную плотность капилляров у триатлонистов.

Механизм, позволяющий различным типам антиоксидантов улучшать кровоток, по-видимому, связан с их способностью ослаблять действие свободных радикалов, что повышает биологическую активность оксида азота (NO). Активность NO снижается из-за его летучести; NO имеет период полураспада не более нескольких секунд и быстро разлагается или изменяется практически сразу же после формирования в организме. Как только образуется окись азота, она сразу направляется по одному из путей, кратко описанных на этом рисунке:

NO может активировать гуанилилциклазу (GC), которая увеличивает циклический монофосфат гуанозина (cGMP), в результате чего сосуды расширяются. Также окись азота может превратиться в нитрит (NO2-) или нитрат (NO3-). Кроме того, NO может нитрозилировать или иным образом модифицировать различные белки во всем организме. Последний потенциальный путь наименее благоприятен; окись может превратиться в пероксинитрит (ONOO-), который является пустой тратой полезной NO и вызывает нежелательные эффекты, например, повреждение белков, повреждение ДНК и отсоединение синтазы окиси азота (NOS). Антиоксиданты подавляют процесс преобразования NO в пероксинитрит, тем самым повышая биоактивность NO и стимулируя кровоток.

Одной из трудностей при анализе исследований является большое разнообразие видов антиоксидантов. К счастью, несколько качественных обзорных статей обобщили большую часть литературы, накопленной на сегодня.

В одном из обзоров особое внимание было уделено добавкам с витамином С, как по отдельности, так и в сочетании с другими ингредиентами, такими, как витамин Е. Всего рассмотрено 12 исследований, 8 из которых проводились на людях. Дозы витамина С варьировались от 0,2 г/день до 1,5 г/день, а продолжительность приема пищевых добавок варьировалась от однократной дозы до 16 недель. Ни одно исследование не выявило статистически значимых эффектов; в 4 исследованиях сообщалось о малых, несущественных ухудшениях, в 4 других – о малых, несущественных улучшениях. Разумеется, дефицит витамина С не особо полезен как для здоровья, так и для спортивной производительности. Но при этом пока недостаточно данных о том, что добавка витамина С улучшает физическую работоспособность. Авторы полагают, что достаточные дозы витамина С могут быть получены из фруктов и овощей, нет необходимости в добавках.

В более свежем обзоре те же авторы рассмотрели 14 исследований, в которых изучалось влияние витамина Е; в паре из них антиоксидант принимали однократно. Хотя в опыте на грызунах разовая инъекция витамина Е существенно повысила производительность, в исследовании с участием людей разовый прием вызывал незначительный эффект. В остальных 12 работах участники принимали витамин Е регулярно в течение нескольких недель, но в результате не было зафиксировано повышения производительности, даже наоборот – чаще отмечалось незначительное ухудшение вместо улучшения. Исключением стали эксперименты, где тренировки проводились на некоторой высоте над уровнем моря: при подъеме увеличивается окислительный стресс, что приводит к увеличению распада эритроцитов. Прием витамина Е может способствовать поддержанию структурной целостности эритроцитов, позволяя уменьшить падение производительности.

N-ацетилцистеин обладает антиоксидантными свойствами, так как поддерживает синтез эндогенного антиоксиданта глутатиона. Ряд исследований показал, что введение N-ацетилцистеина улучшает мышечную функцию и повышает выносливость. Например, в двух независимых экспериментах и было зафиксировано, что инъекция N-ацетилцистеина значительно повышает время работы до отказа на велотренажере при интенсивности 92% МПК (VO2max). С другой стороны, в еще одном эксперименте не обнаружили улучшения в высокоинтенсивном интервальном велотесте при 130% МПК (VO2max).

При оральном приеме 1800 мг/день в течение четырех дней улучшилась выносливость разгибателей колена , при приеме 150 г/кг повысилась силовая выносливость хвата . Прием 1200 мг/день в течение 9 дней повысил производительность в многократных велоспринтах . Хотя требуется провести больше специализированных исследований, уже можно полагать, что N-ацетилцистеин повышает выносливость при субмаксимальных и среднеинтенсивных нагрузках, но вряд ли принесет особую пользу силовикам. К тому же относительно высокие дозы этого препарата вызывают ряд побочек: тошнота, рвота, диарея и прочие радости .

Свекольный сок повышает работоспособность при нагрузках разной интенсивности, вероятнее всего, из-за нитрата. Хотя соответствующая доза нитрата натрия срабатывала хуже , так что, возможно, еще помогают содержащиеся в свекольном соке полифенолы (антоцианы, флавоноиды).

Однократный прием добавки экстракта граната с высоким содержанием полифенолов незначительно помогает в забеге на выносливость и в многократных спринтах , но не прибавляет повторов в жиме ногами и жиме лежа до отказа .

В паре исследований, посвященных Пикногенолу (запатентованная формула экстракта сосновой коры), обнаружили, что он улучшает результаты как в велотесте , так и в силовых тренировках .

И еще 4 исследования из этого обзора были посвящены изучению добавки спирулины, которая содержит токоферолы, бета-каротин, полифенолы и фитоцианины. В одном исследовании на грызунах и в двух с участием людей выявлено статистически значимое улучшение результатов, например, времени бега и средней величины изометрического усилия в течение 10 секунд. Четвертое исследование обнаружило незначительное улучшение при беговых тренировках. Дозировки в исследованиях на человеке составляли 2-7,5 г/день, а продолжительность экспериментов 3-8 недель.

Как уже говорилось, физические нагрузки вызывают окислительный стресс. Поскольку антиоксиданты могут противодействовать разрушительному для клеток воздействию активных частиц, некоторые спортсмены потребляют антиоксидантные добавки с целью ослабить повреждение мышц, уменьшить болезненность и ускорить восстановление.

Результаты некоторых исследований показали, что витамины С и Е, принимаемые совместно или по отдельности, могут благоприятно влиять на уровень окислительного стресса, воспаления, повреждения мышц или болезненность. Тем не менее совокупность имеющихся данных не выявляет последовательного положительного эффекта.

Посвященных каротиноидам исследований крайне мало, но все же некоторые данные позволяют предположить, что применение каротиноидной добавки уменьшает повреждение мышц после тренировки. Также есть данные , что ряд полифенолов способен уменьшать величину послетренировочных реакций, связанных с повреждением мышц, и улучшать показатели восстановления.

Важно отметить, что для получения положительных эффектов вовсе не нужно давиться таблетками и порошками. Например, прекрасно срабатывает обычный вишневый сок, уменьшающий воспаления и болезненность и улучшающий восстановление после тренировок , . Также помогут гранатовый , и арбузный соки.

В эксперименте 2005-го года на крысах исследователи обнаружили, что умышленное снижение количества активных частиц изменило сигнальные пути, связанные с адаптациями к тренировкам на выносливость. Авторы сочли, что нецелесообразно принимать большие дозы антиоксидантов непосредственно перед тренировками, так как это может ухудшить тренировочные адаптации.

Ряд последующих исследований на людях подтвердил, что применение антиоксидантной добавки перед тренировкой действительно мешает сигнальным путям, связанным с биогенезом митохондрий, что является ключевой адаптацией, благодаря которой тренировка повышает выносливость.

Но не все так однозначно: хотя в некоторых исследованиях сообщается об ухудшении митохондриального биогенеза , в других не наблюдается негативный эффект антиоксидантов.

Например, в ряде исследований , , , обнаружено, что прием витамина С (с витамином Е или без него) не мешал улучшать МПК (VO2max) в течение 4-12 недель тренировок на выносливость; еще в нескольких работах , , , также не выявлено, что прием антиоксидантной добавки перед тренировкой мешал развивать выносливость.

И недавний метаанализ показал, что совокупность исследований витаминов С и Е не дает однозначного подтверждения их негативного влияния на максимальную аэробную работоспособность (МПК (VO2max)) и развиваемую выносливость.

Как и в случае с выносливостью, прием антиоксидантов ингибирует анаболические сигнальные пути , , однако это вовсе не означает, что антиоксиданты мешают развивать силу и строить мышцы.

Недавний метаанализ показал, что участники экспериментов, принимавшие витамины С и Е, развивали чуть больше силы. Но эффект не являлся статистически значимым, по сравнению с плацебо-группами. Три исследования, посвященные гипертрофии, тоже не выявили значительного влияния антиоксидантов.

В первом из них 32 участника (мужчины и женщины, средний возраст около 25-26 лет) принимали по 1000 мг витамина С и по 400 МЕ витамина Е, тренируясь трижды в неделю на протяжении 10 недель. Антиоксиданты не оказали существенного влияния на изменение сухой массы, площади поперечного сечения всей мышцы или площади поперечного сечения мышечного волокна. Однако участники, принимавшие плацебо, прибавили в подъеме на бицепс больше, чем антиоксидантная группа: +17,1 ± 17,0% против +7,6 ± 5,0% (статистически значимая разница); в других силовых тестах различия незначительные. В целом, хотя плацебо-группа чуть обошла антиоксидантную, разница настолько несущественная, что беспокоиться не о чем.

Во втором исследовании те же дозы принимали 34 нетренированных пожилых мужчины, упражнявшиеся с железом 3 раза в неделю на протяжении трех месяцев. В итоге плацебо-группа больше накачала прямую мышцу бедра, набрала больше общей сухой массы (2191 г против 867 г) и сухой массы ног (727 г против 343 г). В силовых же тестах (подъем на бицепс, разгибание ног и жим ногами) обе группы прибавили примерно одинаково.

В третьем участвовали 42 женщины, тренировавшиеся дважды в неделю на протяжении 10 недель; антиоксидантная группа принимала те же дозы витаминов С и Е. В конце эксперимента особых различий в результатах между группами не наблюдалось, как в силе, так и в гипертрофии.

На основе имеющихся данных рано делать вывод, что прием антиоксидантных добавок однозначно и существенно снижает уровень гипертрофии или прирост силы. При приеме достаточно больших доз витаминов С и Е или нет никакого эффекта, или наблюдается незначительное отставание от плацебо-групп.

Как отмечается в обзоре 2019-го года незначительное негативное влияние на гипертрофию наблюдается обычно у молодых людей, а у пожилых (как правило, старше 60 лет) либо нет никакого эффекта, либо небольшой положительный эффект от приема витаминов С и Е. Данных пока слишком мало, но можно предположить, что это связано с повышенным базовым уровнем окислительного стресса у пожилых людей (и, соответственно, с низким базовым уровнем окислительного стресса у молодых).

Вспомним также, что под названием «антиоксиданты» скрывается огромное множество разных соединений; не стоит считать, что все они оказывают одинаковые эффекты одинаковой величины.

Например, в исследовании пищевой добавки, содержащей запатентованную смесь растительных антиоксидантных соединений, 24 нетренированных участника (средний возраст 20,5 лет) занимались с железом в течение 12 недель. В итоге не было существенной разницы в тестах (жим лежа, жим ногами, прыжок в высоту) и в скорости восстановления между антиоксидантной и плацебо-группой.

То же и в другой работе, изучавшей влияние запатентованной смеси полифенолов при 6-недельной программе силовых упражнений у нетренированных мужчин 18-31 года. Все участники прибавили в приседе, жиме ногами и разгибании ног, но антиоксиданты вновь не привели к значимой разнице в результатах.

Возможно, витамины С и Е действуют совсем не так, как другие виды антиоксидантных соединений растительного происхождения – полифенолы, флавонолы и антоцианы.

Если витамины С и Е, принимаемые в больших дозах, непосредственно «атакуют» активные частицы, то фитонутриенты могут активировать ядерный фактор, связанный с эритроидным фактором 2 (Nrf2), который может индуцировать антиоксидантные эффекты, увеличивая активацию антиоксидантных ферментов. Это важное различие, так как полифенолы, флавонолы, антоцианы и другие антиоксидантные соединения растительного происхождения могут улучшать восстановление без неблагоприятного воздействия на анаболические сигнальные пути.

Высокие дозы витаминов С и Е могут непосредственно «убирать» активные частицы, в то время как фитонутриенты оказывают косвенное воздействие, активируя антиоксидантные ферменты. Это ключевое различие, так как высокие дозы витаминов С и Е могут негативно влиять на анаболическую сигнализацию и гипертрофию, изменяя активность фосфотирозинфосфатаз (PTP) и снижая выработку пероксинитрита (ОНОО-) и, возможно, других важных метаболитов и сигнальных молекул.

Фитонутриентные антиоксиданты с меньшей вероятностью будут негативно влиять на сигнальные пути и анаболический отклик. Проще говоря, высокие дозы витамина С и Е работают как «кувалда», грубо выбивая активные частицы при формировании, а фитонутриенты оказывают более тонкое воздействие, влияя на активность антиоксидантных ферментов с помощью ядерного фактора Nrf2 .

Необходимо регулировать баланс между окислительным стрессом и антиоксидантным воздействием в нашем теле, и свою роль в этом играет достаточное потребление антиоксидантов с пищей, так как некоторые из них являются необходимыми микроэлементами.

Термин «антиоксидант» стал слишком модным в индустрии ЗОЖа и фитнеса, позволяя продавать множество «суперфудов». Однако, как мы вновь и вновь убеждаемся, больше – не всегда лучше.

Складывается впечатление, что мы должны нацелиться на достаточно высокие объемы потребляемых антиоксидантов, но не более того, что можно получить из богатой антиоксидантами пищи – то есть нет необходимости в дополнительном приеме добавок.

Например, в тексте 2010-го года перечислено содержание антиоксидантов в более чем 3100 распространенных продуктах питания, напитках, специях и т.д.

Одно из преимуществ получения антиоксидантов из пищи – это увеличивает вероятность того, что в конечном итоге вы получите диету, которая приносит все «пользы» сразу: много фруктов, овощей и клетчатки, которые набиты нужными микроэлементами и содержат мало калорий.

Хотя потребление этих продуктов не приведет к резкому повышению уровня антиоксидантов в плазме крови (как при приеме витаминов С и Е в виде добавок), но они поставляют полезную смесь фитонутриентов, что в целом способствует укреплению здоровья и повышению работоспособности, с возможностью подавлять избыточный окислительный стресс в разумных пределах.

Итак, если вы слышали, что антиоксидантные добавки мешают гипертрофии, то результаты некоторых исследований действительно указывают на это. Тем не менее, они не так однозначны и убедительны, как можно было бы подумать. На данный момент у нас довольно мало научных данных по этой теме, и результаты исследований довольно противоречивы. Пока мы можем сделать лишь предварительные выводы, дожидаясь более исчерпывающих данных.

В общих чертах – прием больших доз витаминов С или Е, по-видимому, нецелесообразен. Конечно, он не приведет к каким-то катастрофическим последствиям с точки зрения производительности, восстановления или тренировочных адаптаций, но и особых преимуществ не наблюдается; в некоторых случаях результаты даже незначительно ухудшаются.

А вот полифенолы и другие фитонутриенты, обладающие антиоксидантными свойствами, более интересны. Хотя не стоит ожидать невероятных улучшений работоспособности, но все же они обеспечивают некоторую прибавку производительности и улучшение восстановления; при этом они меньше мешают тренировочным адаптациям (по сравнению с высокими дозами витамина С или Е). Тем не менее, для людей с относительно высоким уровнем окислительного стресса (например, пожилые) вероятность неблагоприятного влияния витамина С или Е снижается, а небольшого положительного эффекта – увеличивается.

Таким образом, однозначно можно рекомендовать придерживаться диеты, богатой антиоксидантами, а к приему высоких доз антиоксидантов в виде добавок (в частности, с витаминов С и Е) следует относиться с осторожностью из-за отсутствия значительной пользы и наличия некоторого риска неблагоприятного воздействия.

Примечательно, что фитонутриенты можно получить в изобилии, не покупая ни одной добавки; я бы резюмировал так: просто потребляйте богатые антиоксидантами продукты питания – это доступная стратегия со множеством плюсов и практически без минусов.

Источник: strongerbyscience.com

Перевод для Зожника: Алексей Republicommando