Влияние углеводно-белкового фитолактатного напитка на физическую работоспособность и выносливость экспериментальных животных

РезюмеВ статье анализируется влияние нового углеводно-белкового фитолактатного напитка на физическую работоспособность и выносливость мышей линии BALB/c. Основную углеводную и белковую составляющую в новом продукте выполняют морковный сок и обезжиренное молоко. Представлены данные о технологии изготовления стерилизованного напитка. Исследование влияния молочно-морковного напитка на работоспособность и выносливость мышей линии BALB/c, проведенное в соответствии с тестом Порсолта (вынужденного плавания), выполнено на 34 мышах-самцах линии BALB/c с начальной массой тела 22-24 г. Основной группе животных (n=12) в течение 28 дней ежедневно вводили молочно-морковный напиток per os в объеме 0,8 мл (32 мл на 1 кг массы тела), в контрольных группах вводили морковный сок или дистиллированную воду per os в том же объеме. Показано, что введение напитка повышает физическую работоспособность лабораторных животных, что подтверждено повышением продолжительности плавания мышей на 34,6% (р<0,05). При этом введение мышам чистого морковного сока, на основе которого был создан напиток, также повышало физическую работоспособность по сравнению с животными контрольной группы, получавшими per os аналогичный объем воды, на 17,8% (р<0,05), однако продолжительность плавания мышей этой группы была короче по сравнению с тем же показателем у мышей, которым вводили исследуемый напиток (р<0,05).

Ключевые слова:спортивные напитки, физическая работоспособность, тест вынужденного плавания, мыши

Вопр. питания. 2017. Т. 86. № 6. С. 90-93.

В последнее время потребность в углеводно-белко­вых специализированных продуктах для питания спортсменов имеет тенденцию к росту. Такие продукты предназначены для повышения выносливости, восста­новления организма спортсмена во время и после интенсивных физических нагрузок [1]. Они компенси­руют потери жидкости, минеральных веществ, способ­ствуют восстановлению мышечной ткани спортсмена, интенсифицируют энергетический обмен и синтез белка в организме. Такие продукты отличает определенный состав нутриентов, прежде всего соотношение угле­водов с различной длиной цепи, наличие полноценных белков, витаминов, минеральных веществ.

Адекватное и своевременное поступление углеводов является одним из ключевых факторов для восстанов­ления гликогена, работы мышц и печени [1, 2]. Комплекс углеводов, в состав которого включены моно-, олиго- и полисахариды, позволяет обеспечивать не только энергией организм спортсмена, но и программирует ин­тенсивный подъем и столь же быстрое снижение уровня глюкозы в крови.

Среди специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов важное место занимают спортив­ные напитки. Роль жидкости в рационе спортсменов ог­ромна, поскольку вода является участником накопления в мышцах гликогена (гликоген на 3/4 состоит из воды), помимо того вода участвует в регуляции температуры тела. В зависимости от возраста, температуры, кли­мата, состояния здоровья и физической активности су­точная потребность спортсмена в свободной жидкости может колебаться от 1,5-2 до (в отдельных случаях) 5-6 л/сут. Известно, что при интенсивных физических нагрузках потребность в углеводах возрастет до 5-8 г на 1 кг массы тела [3], и их использование во время фи­зических нагрузок значительно повышает спортивную работоспособность [4, 5]. Углеводы значительно раз­личаются и по скорости, и по степени окисления [6, 7]. В связи с этим целесообразно использовать эти разли­чия и разрабатывать комбинированные углеводсодержащие напитки для разных периодов тренировочного, соревновательного и восстановительного этапов.

Исходя из имеющихся на сегодня научно обоснован­ных предпосылок разработан новый отечественный фитолактатный стерилизованный напиток, в котором основную углеводную и белковую нагрузку выполняют морковный сок и обезжиренное молоко.

Цель настоящей работы - экспериментальное ис­следование влияния нового продукта на физическую работоспособность и выносливость лабораторных жи­вотных.

Материал и методы

Для приготовления спортивного углеводно-белкового напитка использовали стерилизованный морковный сок и обезжиренное молоко, пастеризованное при темпе­ратуре 77±2 °С и охлажденное до 6±2 °С. Сухой вита­минный премикс, соли-стабилизаторы и корректоры (указанные ниже) восстанавливали в пастеризованном обезжиренном молоке. С целью сбалансирования со­левого состава и повышения термоустойчивости молочно-морковной смеси применяли следующие соли-стабилизаторы или их смеси: натрий фосфорнокислый двузамещенный, натрий лимоннокислый трехзамещенный, 2- или 4-компонентные фосфорно-цитратные смеси солей-стабилизаторов. Соль-стабилизатор вы­бирали в зависимости от состава и качества молока. Окончательно массовую долю вносимой соли-стаби­лизатора определяли по результатам стерилизации образцов с различными массовыми долями соли. На ос­новании полученных результатов рассчитывают общую массу соли, которую необходимо внести. Массовая доля соли-стабилизатора при выработке продукта со­ставляла не более 0,4% от массы готового продукта. Соли-стабилизаторы в виде 10-25% раствора вносили в обезжиренное молоко перед стерилизацией. Для равномерного распределения компонентов в объеме молока смесь интенсивно перемешивали с исполь­зованием мешалки рециркуляционного контура: ре­зервуар-насос-резервуар. В подготовленную смесь вносили морковный сок. Напиток стерилизовали в потоке при температуре 125±5 °С с выдержкой 5 с, с последующим снижением температуры до 20 °С и асептическим фасованием продукта. На 1 л напитка добавляли 180 мг витаминного премикса, содержащего витамины Е, С и 8 витаминов группы В.

По физико-химическим показателям стерилизован­ный молочно-морковный напиток соответствовал ни­жеследующим требованиям (табл. 1).

Оценку влияния молочно-морковного напитка на работоспособность и выносливость мышей проводили классическим методом - с использованием теста Порсолта (вынужденного плавания) [8]. Так называемый тест вынужденного плавания представляет собой ком­бинированный жесткий вид стресса, сочетающий фи­зический и эмоциональный компоненты [9]. Уровень воды в сосуде для плавания мышей диаметром 20 см составлял 15 см, температура воды 23-24 °С. Оценка влияния напитка на скорость развития утомления (сте­пень физической работоспособности) исследована по продолжительности времени плавания животного. Жи­вотные плавали до полного утомления, о чем судили по погружению животного на дно цилиндра. В этот момент животное быстро извлекали из воды и осуществляли забор крови для биохимических и иммунологических исследований.

Исследование выполнено на 34 мышах-самцах линии BALB/c с исходной массой тела 22-24 г, разделенных на 3 группы: основной группе животных (n=12) в течение 28 дней ежедневно вводили молочно-морковный напиток per os в объеме 0,8 мл (32 мл/кг массы). Животным конт­рольной 1-й группы (положительный контроль) в течение 28 дней ежедневно вводили морковный сок per os в том же объеме, как и в основной группе; животным контроль­ной 2-й группы (отрицательный контроль) - воду.

Животных содержали в стандартных условиях вива­рия на общевиварном рационе. Исследования прово­дили в соответствии с правилами лабораторной прак­тики (приказы Минздравсоцразвития России № 708н от 23.08.2010 "Об утверждении правил лабораторной прак­тики" и № 48 от 23.01.1985 "О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных", этических норм, изложенных в Правилах лабораторной практики (GLP), Хельсинкской декларации и Директивах Европейского сообщества 86/609EEC (2000).

Результаты и обсуждение

Исследование показало (см. табл. 2), что у живот­ных основной группы, получавших в течение 28 дней молочно-морковный напиток, повысилась физическая работоспособность. Так, продолжительность плавания в тесте статистически значимо увеличилась на 34,6%. При этом введение мышам чистого морковного сока, на основе которого был создан молочно-морковный напиток, также повышало физическую работоспособ­ность по сравнению с животными контрольной группы, получавшими per os аналогичный объем воды, на 17,8%. Однако продолжительность плавания мышей была значимо короче по сравнению с тем же показателем у мышей, которым вводили исследованный напиток (Р<0,05).

Таким образом, молочно-морковный напиток при до­полнительном введении в рацион экспериментальных животных проявляет выраженную способность повы­шать физическую работоспособность и выносливость лабораторных животных к экстремальной физической нагрузке.

Полученные данные свидетельствуют о том, что разра­ботанные технологические подходы по созданию новых комбинированных овощных соков с компонентами мо­лока могут быть перспективны для разработки специ­ализированных напитков для питания спортсменов. Исследованный молочно-морковный напиток может быть использован спортсменами различных видов спорта, особенно при тренировках длительной продол­жительности и интенсивности. Оптимальным является его потребление в дотренировочный и восстановитель­ные периоды в спортивных специализациях, требующих выносливости.

Литература

1. Пшендин А.И. Рациональное питание спортсменов. СПб. : Гиорд, 2000. 234 с.

2. Лавриненко С.В., Выборная К.В., Кобелькова И.В., Соколов А.И., Жукова Л.А., Клочкова С.В. и др. Использование специализиро­ванных продуктов для питания спортсменов в подготовитель­ном периоде спортивного цикла // Вопр. питания. 2017. Т. 86, № 4. С. 99-103.

3. Ханферьян Р.А. Специализированные спортивные и тонизирую­щие напитки: фармакология основных компонентов и безопас­ность // Спортивная медицина: наука и практика. 2016. Т. 6, № 4. С. 61-66.

4. Coyle E.F., Coggan A.R., Hemmert M.K., Ivy J.L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate // J. Appl. Physiol. 1986. Vol. 61. P. 165-172.

5. Bonfanti N., Jimenez-Saiz S.L. Nutritional recommendations for sport team athletes // Sports Nutr. Ther. 2016. Vol. 1. Article ID e102. URL: http://dx.doi.org/10.4172/snt.1000e102.

6. Jeukendrup A., Brouns F., Wagenmakers A.J., Saris W.H. Carbohydrate-electrolyte feedings improve 1 h time trial cycling performance // Int. J. Sports Med. 1997. Vol. 18. P. 125-129. doi: 10.1055/s-2007-972607.

7. Jeukendrup A.E. Carbohydrate intake during exercise and performance // Nutrition. 2004. Vol. 20. P. 669-677. URL: 10.1016/j.nut.2004.04.017.

8. Jeukendrup A.E., Jentjens R. Oxidation of carbohydrate feedings during prolonged exercise: current thoughts, guidelines and directions for future research // Sports Med. 2000. Vol. 29. P. 407-424. doi: 10.2165/00007256-200029060-00004.

9. Porsolt R.D., Bertin A. Behavioral despair in mice: A primary screening test for antidepressants // Arch. Int. Pharmacodyn. 1977. Vol. 229. P. 327-336.

10. Каркищенко В.Н., Каркищенко Н.Н. Методы доклинических исследований в спортивной фармакологии // Спортивная меди­цина. 2013. № 1. С. 7-17.