Vitamin-antioxidant sufficiency of winter sports athletes

AbstractThe sufficiency of 169 athletes (six disciplines: bullet shooting, biathlon, bobsleigh, skeleton, freestyle skiing, snowboarding) with vitamins A, E, C, B2, and beta-carotene has been investigated in April-September 2013. All athletes (102 juniors, mean age – 18,5±0,3 years, and 67 adult high-performance athletes, mean age – 26,8±0,7 years) were sufficiently supplied with vitamin A (70,7±1,7 mcg/dl). Mean blood serum retinol level was 15% higher the upper limit of the norm (80 mcg/dl) in biathletes while median reached 90,9 mcg/dl. Blood serum level of tocopherols (1,22±0,03 mg/dl), ascorbic acid (1,06±0,03 mg/dl), riboflavin (7,1±0,4 ng/ml), and beta-carotene (25,1±1,7 mcg/dl) was in within normal range, but the incidence of insufficiency of vitamins E, C, B2, and carotenoid among athletes varied in the range of 0–25, 0–17, 15–67 and 42–75%, respectively. 95% of adults and 80% of younger athletes were sufficiently provided with vitamin E. Vitamin E level in blood serum of juniors involved in skeleton and biathlon was lower by 51 and 72% (p<0,05), than this parameter in adult athletes. Vitamin A, C and B2, and beta-carotene blood serum level did not significantly differ in junior and adult athletes. Women were better supplied with vitamins C, B2, and beta-carotene: a reduced blood serum level of these micronutrients in women was detected 2–3 fold rare (p<0,10) than among men. Blood serum concentration of vitamin C (1,20±0,05 mg/dl) and beta-carotene (32,0±3,9 mcg/dl) in women was greater by 15 and 54% (p<0,05) than in men. In general, the biathletes were better provided with vitamins compared with other athletes. The vast majority (80%) were optimally provided by all three antioxidants (beta-carotene and vitamins E and C). In other sports, the relative quantity of athletes sufficiently supplied with these essential nutrients did not exceed 56%. The quota of supplied with all antioxidants among bullet shooters (31,1%) and bobsledders (23,5%) was significantly (p<0,05) lower than among biathletes. Reduced serum level of one antioxidant (mainly beta-carotene) was most often recorded among persons engaged in bullet shooting (67%). The simultaneous lack of all three antioxidants was found only in freestylers and bobsledders (about 5%). Decreased level of antioxidants in blood serum in 40% of athletes was combined with vitamin B2 deficiency. The data obtained suggest the necessity to optimize diet vitamin content of all athletes, taking into account the age and gender differences. Contrary to prevailing stereotypes the optimization must involve not only an increase in the consumption of vitamins (vitamins E, B group) and carotenoids, but sometimes, conversely, their decline (vitamin A) to a level corresponding to the physiological needs. The revealed vitamin B2 deficiency may very likely indicate a lack of other B group vitamins. In this connection it is necessary to draw attention to the need to eliminate the existing vitamin deficiency, and not to focus exclusively on antioxidant vitamins. The most reasonable and at the same time a safe way to restore the lack of vitamins in the diet of most athletes is consistently including in the diet of athletes vitamin and mineral supplements and/or fortified foods, containing a complete set of all or at least most of vitamins, and in doses that are not excessive and are adequate to maintain optimum vitamin status.

Keywords:vitamin-antioxidants, beta-carotene, blood serum, vitamin status, athletes, winter sport disciplines

Вопр. питания. - 2013. - № 6. - С. 49-57.

Характерные для спортсменов почти всех видов спорта интенсивные и длительные физические нагрузки вызывают усиление окислительного метаболизма [4, 18, 23], которое в сочетании с неадекватным поступлением с пищей витаминов, в том числе антиоксидантного ряда, может привести к развитию гиповитаминоза и, как следствие, к общему снижению спортивных результатов. Оптимальная обеспеченность организма отдельными витаминами имеет специфическое значение для некоторых видов спорта [4]. Витамины-антиоксиданты (аскорбиновая кислота, токоферолы, каротиноиды) особенно важны для спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, в которых решающую роль играет скорость перемещения, а также видами спорта, требующими выносливости (лыжники, марафонцы, пловцы и др.). Витамин А, регулирующий состояние зрительного аппарата, важен для стрелков и биатлонистов. Дефицит витаминов группы В, участвующих в белковом обмене, процессах кроветворения, регулирующих функции вестибулярного аппарата и пространственной ориентации, может иметь отрицательные последствия в таких сложно-координационных видах спорта, как фигурное катание, фристайл, сноуборд.

Развитие стресса при повышенной физической и психоэмоциональной нагрузке приводит к ухудшению обеспеченности организма спортсмена витаминами (Е, А, С) [8]. При изолированном дефиците одного из витаминов С, А, Е, В 1 , В 6 или сочетанном недостатке в рационе всех витаминов повреждающее действие на систему антиоксидантной защиты организма носит более выраженный характер по сравнению с ответом на стресс обеспеченного витаминами организма. Добавление недостающего витамина или витаминов восстанавливает нарушенные показатели антиоксидантной системы.

Целью исследования было оценить обеспеченность спортсменов различных видов спорта витаминами А, Е, С, В 2 и β-каротином.

Материал и методы

Изучение витаминного статуса 169 спортсменов (102 юниора, средний возраст - 18,5±0,3 лет, и 67 взрослых спортсменов высокой квалификации, средний возраст - 26,8±0,7 лет) было проведено в апреле-сентябре 2013 г. От всех спортсменов было получено письменное информированное согласие на участие в обследовании.

Обеспеченность витаминами и β-каротином оценивали по их уровню в сыворотке крови, взятой натощак во время планового обследования спортсменов на базе Центра лечебной физкультуры и спортивной медицины ФМБА. Концентрацию витамина А (ретинола), Е (токоферолов) и β-каротина определяли с помощью ВЭЖХ [14], витамина С (аскорбиновой кислоты) - визуальным титрованием реактивом Тильманса [9], витамина В2 - флюориметрически с использованием рибофлавинсвязывающего апобелка [3, 19].

Результаты обрабатывали с помощью программ IBM SPSS Statistics для Windows (версия 20.0).

Для выявления статистической значимости различий непрерывных величин использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни для независимых переменных. Различия между анализируемыми показателями считали достоверными при уровне значимости р<0,05. Достоверность различий между процентными долями 2 выборок оценивали по критерию Фишера.

Результаты и обсуждение

Витамин А. Как видно из данных, представленных в табл. 1, все спортсмены были обеспечены витамином А. Сниженный уровень ретинола в сыворотке крови (<30 мкг/дл [9]) не был выявлен ни у одного из обследуемых. Среднее значение показателя у спортсменов различных видов спорта находилось вблизи верхней границы нормы (80 мкг/дл [9]) или превышало ее. Так, у биатлонистов содержание витамина А в крови было выше верхней границы нормы на 15%, а медиана составила 90,9 мкг/дл сыворотки крови. Это означает, что более чем у половины обследуемых концентрация этого витамина превышала верхнюю границу нормы. На основании анализа данных литературы [10, 11], а также публикаций по дозозависимым эффектам витаминов [6, 7] можно предположить, что такие высокие уровни ретинола в крови являются результатом регулярного использования в питании витаминных комплексов, содержащих витамин А в количестве, превышающем его рекомендуемое суточное потребление в 2-3 раза. Скорее всего это обусловлено существующим мнением о высокой физиологической потребности спортсменов в витамине А: на уровне 2,5-4,2 мг/сут [13]. В пользу этого предположения могут служить данные о том, что концентрация этого витамина в сыворотке крови мужчин и женщин достоверно не различалась и не зависела от вида спорта (табл. 1). По результатам эпидемиологических исследований [2, 10, 11, 15], мужчины, как правило, обеспечены этим витамином лучше, чем женщины, при этом уровень ретинола обычно существенно ниже. Учитывая особенности метаболизма витамина А, определяющие накопление его в печени при избыточном потреблении в виде ретинола и его соединений, а также потенциальное токсическое и тератогенное действие приема его высоких доз [22], целесообразно оптимизировать уровень этого витамина в рационе спортсменов в соответствии с физиологической потребностью. Это тем более актуально для спортсменов, поскольку потребление витамина А свыше 1500 мкг/сут приводит к двукратному увеличению риска перелома бедренной кости [20, 26].

В группах более молодых обследуемых, занимающихся такими видами спорта, как сноуборд и скелетон (средний возраст юниоров этих видов спорта - 15,3±0,3 и 19,2±0,5 года), уровень ретинола в сыворотке крови был достоверно ниже на 44-45%, чем у более взрослых спортсменов (средний возраст 24,8±1,2 и 26,6±1,6 лет). В то же время у спортсменов, занимающихся другими видами спорта, такая закономерность отсутствовала.

β-Каротин. Как следует из табл. 2, содержание β-каротина в сыворотке крови спортсменов находилось на нижней границе нормы (20-40 мкг/дл [9]), а недостаток нутриента был выявлен почти у половины обследуемых. Обеспеченность β-каротином спортсменов, занимающихся пулевой стрельбой и бобслеем, оказалась хуже. Медиана концентрации β-каротина в крови составила соответственно 17,0 и 14,9 мкг/дл и была меньше нижней границы нормы на 15 и 26%, а сниженный уровень отмечался у 63 и 75% спортсменов. Спортсмены, занимающиеся биатлоном и скелетоном, были обеспечены этим каротиноидом заметно лучше: средний уровень (табл. 2) и медиана (25,2 и 25,8 мкг/дл) превысили нижнюю границу нормы на 78-85 и 26-29% соответственно.

Содержание β-каротина в сыворотке крови обследуемых не зависела от возраста спортсменов: у юниоров уровень β-каротина и частота выявления его недостатка достоверно не отличались от таковых у взрослых спортсменов.

В целом мужчины были обеспечены β-каротином хуже: среди них в 1,5 раза чаще (p<0,05) обнаруживался недостаток этого нутриента, а средний уровень в сыворотке крови был достоверно меньше на 35%, чем у женщин. Наиболее выраженными гендерные различия были у спортсменов, занимающихся скелетоном (табл. 2). Полученные результаты полностью согласуются с данными эпидемиологических исследований, свидетельствующих о лучшей обеспеченности женщин β-каротином [2, 10, 11], причиной которой, вероятно, является большее по сравнению с мужчинами потребление овощей и фруктов - основных источников каротиноидов.

Витамин Е. Как видно из данных, представленных в табл. 3, содержание витамина Е в сыворотке крови спортсменов находилось в пределах нормы (0,8-1,5 мг/дл [9]), однако частота выявления сниженной обеспеченности спортсменов этим антиоксидантом в различных видах спорта составила 10-25%. Исключением явились спортсмены-биатлонисты, у которых уровень токоферолов в сыворотке крови был выше нижней границы нормы.

Взрослые спортсмены были адекватно обеспечены витамином Е, а частота выявления сниженной обеспеченности токоферолами не превышала 8%. У взрослых спортсменов-биатлонистов в отличие от юниоров средняя концентрация (см. табл. 3) и медиана показателя (1,93 мг/дл) даже превысили верхнюю границу нормы (1,5 мг/дл сыворотки крови [9]) на 26 и 29%, что, возможно, свидетельствовало о развитии у обследуемых гиперлипидемии [1, 17].

За исключением биатлонистов среди молодых спортсменов недостаток этого антиоксиданта отмечался значительно чаще, чем среди взрослых спортсменов. Средняя концентрация токоферолов в крови юниоров была достоверно меньше на 15% по сравнению с таковой у взрослых спортсменов, а в таких видах спорта как биатлон, сноуборд и скелетон - на 41-62%. Следует особо отметить, что у юниоров, занимающихся сноубордом, медиана этого показателя находилась на нижней границе его нормы (0,81 мг/дл), а недостаток этого антиоксиданта отмечали почти у 40% молодых спортсменов. Полученные данные согласуются с результатами исследования, которое выявило сниженный уровень антиоксиданта примерно у 40% подростков баскетболистов и пловцов [5, 12].

Содержание витамина Е в сыворотке крови мужчин и женщин и частота выявления среди них сниженной обеспеченности этим нутриентом достоверно не различались, однако у спортсменовмужчин, занимающихся фристайлом, его уровень был ниже, чем у спортсменок на 32% (различия по группам имели характер тенденции).

Витамин С. Как следует из табл. 4, содержание аскорбиновой кислоты в сыворотке крови спортсменов, занимающихся различными видами спорта, находилось на оптимальном уровне (0,7-1,5 мг/дл [9]). Уровень этого антиоксиданта ниже оптимального был отмечен примерно у 12% всех обследуемых. У всех биатлонистов обеспеченность витамином С находилась на оптимальном уровне. Среди спортсменов других видов спорта уровень этого антиоксиданта ниже оптимального был отмечен у 9-17% обследуемых.





Обеспеченность витамином С юниоров и частота выявления у них недостаточности этого нутриента достоверно не отличались от таковых у взрослых спортсменов, за исключением занимающихся сноубордом (концентрация аскорбиновой кислоты в крови взрослых сноубордистов была достоверно меньше на 63%, чем у юниоров).

В целом мужчины были обеспечены витамином С хуже: уровень аскорбиновой кислоты в сыворотке крови был достоверно ниже на 25%, а частота выявления сниженной обеспеченности антиоксидантом, напротив - выше почти в 3 раза, чем среди женщин. Более выраженное различие по этому показателю в группах мужчин и женщин отмечалось у спортсменов, занимающихся пулевой стрельбой: содержание витамина С в сыворотке крови у мужчин было меньше на 34% (p<0,05), чем у женщин.

Витамин В2. Как видно из представленных данных в табл. 4, концентрация рибофлавина в сыворотке крови спортсменов находилась в пределах нормы (6,0-20,0 нг/мл [9]), при этом частота выявления сниженного уровня этого показателя среди спортсменов в различных видах спорта варьировала от 15% (скелетон) до 67% (фристайл) и составила в среднем 44%. В целом обеспеченность этим витамином юниоров и взрослых спортсменов достоверно не различалась, а сниженное содержание нутриента в крови было выявлено почти у половины обследуемых этих 2 возрастных групп, что согласуется с результатами ранее проведенных обследований детей среднего школьного возраста, занимающихся другими видами спорта [5, 12]. У мужчин-спортсменов концентрация рибофлавина в сыворотке крови была недостоверно меньше на 21%, а частота выявления сниженного уровня больше, чем у женщин на 64% (различие имело характер тенденции).

В целом, как следует из рисунка, биатлонисты лучше других спортсменов обеспечены витаминами. Подавляющее большинство (80,0%) были оптимально обеспечены всеми 3 антиоксидантами (β-каротином и витаминами Е и С). Что касается других видов спорта, то относительное количество спортсменов, полностью обеспеченных этими эссенциальными нутриентами, не превышало 56% (среди занимающихся скелетоном). Доля обеспеченных всеми антиоксидантами спортсменов среди занимающихся пулевой стрельбой (31,1%) и бобслеем (23,5%) была достоверно ниже, чем среди биатлонистов. Сниженный уровень в сыворотке крови одного антиоксиданта (преимущественно β-каротина) чаще всего регистрировали среди лиц, занимающихся пулевой стрельбой - у 66,7%. Одновременный недостаток всех трех антиоксидантов обнаруживался только у спортсменов, занимающихся фристайлом и бобслеем (5,0-5,9%). Выявленные сниженные уровни антиоксидантов в сыворотки крови у 40% обследованных сочетались с дефицитом витамина В2.

Изучение биохимических маркеров витаминной обеспеченности юниоров и взрослых спортсменов свидетельствует о неадекватной обеспеченности рядом витаминов и необходимости оптимизации витаминного состава рациона спортсменов, занимающихся различными видами спорта, с учетом возрастных и гендерных различий, причем вопреки сложившимся стереотипам оптимизация подразумевает не только увеличение потребления витаминов, что, безусловно, актуально для витаминов Е, группы В, каротиноидов, но иногда и, наоборот, их снижение (витамин А) до уровня, соответствующего физиологической потребности.

Последнее согласуется с мнением других авторов о том, что для проявления защитного действия, обусловленного антиоксидантными свойствами витаминов, достаточно значительно более низких доз витаминов (Е - 100-200 мг, С - 200-500 мг) [16, 21, 24, 25].

Обнаруженный в нашем исследовании дефицит витамина В 2 может с высокой степенью вероятности указывать на наличие недостатка других витаминов группы В. В этой связи необходимо обратить внимание на необходимость устранения существующего дефицита всех витаминов, а не делать акцент исключительно на витаминах-антиоксидантах. Так, прием в течение 3 мес избыточного количества витамина C приводил к чрезмерному повышению его уровня в крови юных пловцов, но, естественно, не ликвидировал имеющийся у них дефицит других витаминов [12]. В этой ситуации наиболее обоснованным и вместе с тем безопасным способом восполнения недостатка витаминов в рационе большинства спортсменов является регулярное включение в питание витаминно-минеральных комплексов и/или обогащенных пищевых продуктов. Они должны содержать полный набор всех или, по крайней мере, большинства витаминов, причем не в избыточных количествах, а в дозах, адекватных для поддержания витаминного статуса организма спортсмена на оптимальном уровне.

Литература

1. Бекетова Н.А., Дербенева С.А., Спиричев В.Б. др. // Вопр. питания. - 2007. - Т. 76, № 3. - С. 11-18.

2. Бекетова Н.А., Спиричева Т.В., Переверзева О.Г. и др. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 6. - С. 53-59.

3. Вржесинская О.А., Коденцова В.М., Спиричев В.Б и др. // Вопр. питания. - 1994. - Т. 63, № 6. - С. 9-12.

4. Вржесинская О.А., Никитюк Д.Б., Коденцова В.М. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 3. - С. 67-78.

5. Вржесинская О.А., Переверзева О.Г., Бекетова Н.А., Исаева В.А. // Вопр. питания. - 2004. - Т. 73, № 2. - С. 22.

6. Коденцова В.М., Вржесинская О.А. // Там же. - 2006. - Т. 75, № 1. - С. 30-39.

7. Коденцова В.М., Вржесинская О.А. // Там же. - 2006. - Т. 75, № 5. - С. 34-44.

8. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Мазо В.К. // Там же. - 2013. - Т. 82, № 3. - С. 11-18.

9. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Спиричев В.Б. // Там же. - 2010. - Т. 79, № 3. - С. 68-72.

10. Спиричев В.Б., Блажеевич Н.В., Исаева В.А. // Там же. - 1995. - № 5. - С. 3-8.

11. Спиричев В.Б., Блажеевич Н.В., Коденцова В.М. и др. // Там же. - 1995. - № 4. - С. 5-12.

12. Спиричев В.Б., Вржесинская О.А., Коденцова В.М. и др. // Вопр. дет. диетологии. - 2011. - Т. 9, № 4. - С. 39-45.

13. Токаев Э.С., Хасанов А.А. // Вестн. спорт. науки. - 2011. - № 4. - С. 38-43.

14. Якушина Л.М., Бекетова Н.А., Харитончик Л.А. и др. // Вопр. питания. - 1993. - № 1. - С. 43-47.

15. Ballew C., Bowman B.A., Sowell A.L. et al. // Am. J. Clin. Nutr. - 2001. - Vol. 73, N 3. - P. 586-593.

16. Frei B., Birlouez-Aragon I., Lykkesfeldt J. // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. - 2012. - Vol. 52, N 9. - P. 815-829.

17. Gey K.F., Puska P., Jordan P. et al. // Am. J. Clin. Nutr. - 1991. - Vol. 53, N 1 (Suppl). - P. 326S-334S.

18. Ji L.L. // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. - 1999. - Vol. 222, N 3. - P. 283-292.

19. Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Spirichev V.B. // Ann. Nutr. Metab. - 1995. - Vol. 39. - P. 355-360.

20. Lim L.S., Harnack L.J., Lazovich D., Folsom A.R. // Osteoporos Int. - 2004. - Vol. 15. - P. 552-559.

21. Machefer G., Groussard C., Vincent S. et al. // J. Am. Coll. Nutr. - 2007. - Vol. 26, N 2. - Р. 111-120.

22. McLaren D.S.; Kraemer K. // World Rev. Nutr. Diet. - 2012. - Vol. 103. - P. 33-51.

23. Rousseau A.S., Hininger I., Palazzetti S. et al. // Br. J. Nutr. - 2004. - Vol. 92, N 3. - P. 461-468.

24. Sureda A., Tauler P., Aguilу A. et al. // Ann. Nutr. Metab. - 2008. - Vol. 52, N 3. - Р. 233-240.

25. Takanami Y., Iwane H., Kawai Y. et al. // Sports Med. - 2000. - Vol. 29, N 2. - Р. 73-83.

26. Williams S.E., Seidner D.L. // Gastroenterol. Clin. North Am. - 2007. - Vol. 36, N 1. - Р. 161-190.