Глава 2. Объекты, материалы и методы исследований
2.1 Объекты и материалы исследований
Объектом исследований являлся специализированный продукт для питания высококвалифицированных спортсменов на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы, сыворотка крови спортсменов-профессионалов, спортсмены-профессионалы.
2.2 Организация исследования
Исследование проводили в 2 этапа:
1 этап проводили в рамках учебно-тренировочного сбора. Контингент обследуемых – высококвалифицированные лыжники (возраст: 15-21 год, спортивный разряд: кандидат в мастера спорта, мастер спорта). Все спортсмены (10 человек) были разделены на 2 группы. Состав групп представлен в таблице 1.
Таблица 1. Дата рождения и вес участников тестирования.
№ п/п
|
ФИО
|
Дата рождения
|
Группа 1
|
1.
|
Железнеченко О
|
28.08.1994г.
|
2.
|
Грумандь Е
|
11.06.1994г.
|
3.
|
Ковалев Д
|
30.04.1996г.
|
4.
|
Малышев А
|
11.02.1996г.
|
5.
|
Смирнов И
|
08.01.1998г.
|
Группа 2
|
1.
|
Завьялова А
|
23.02.1995г.
|
2.
|
Прянишникова А
|
11.06.1994г.
|
3.
|
Васильев С
|
01.04.1993г.
|
4.
|
Сидоренко Д
|
11.06.1994г.
|
5.
|
Сингопин Н
|
21.10.1998г.
|
Для исследования эффекта приема специализированного продукта для питания спортсменов на основе фракционированного сока красной свеклы сорта «ExtraBeetOx» проводили тестирование физиологических показателей у высококвалифицированных лыжников до и после курса приема продукта. В период между тестированиями спортсмены разных групп получали плацебо в дозировке 1 табл. в день (группа 2) или экспериментальный продукт в дозировке 1 флакон 50 мл в день (группа 1). Особо следует подчеркнуть, что повторное (через 30 дней) тестирование функциональных возможностей испытуемых после курса приема продуктов было организовано по принципу слепого контроля, т.е. исследователи, проводившие повторное тестирование, не знали какие продукты принимал испытуемый и к какой группе он относится.
2 этап проводили в рамках учебно-тренировочного сбора. Контингент обследуемых – 20 высококвалифицированных спортсменов велосипедистов, специализация шоссейные гонки (возраст: 15-19 лет, спортивный разряд: кандидат в мастера спорта, мастер спорта и мастер спорта международного класса). Состав групп представлен в таблице 2.
Таблица 2. Дата рождения участников тестирования.
№ п/п
|
ФИО
|
Дата рождения
|
Группа 1
|
1.
|
Луконин
|
28.01.1995
|
2.
|
Разумов
|
11.10.1996
|
3.
|
Пруцков
|
07.12.1996
|
4.
|
Куроедов
|
27.04.1997
|
Группа 2
|
1.
|
Луценко
|
17.08.1995
|
2.
|
Ильченко
|
30.04.1996
|
3.
|
Добрынин
|
26.11.1996
|
4.
|
Стрельцов
|
15.11.1996
|
5.
|
Сильнов
|
18.05.1997
|
В период между тестированиями спортсмены разных групп получали разработанный продукт в дозировке 1 флакон (50 мл) – группа 1 или 2 флакона (100 мл) – группа 2, в день. Каждый испытуемый посетил лабораторию два раза: до и после 30-дневного приема продукта. Повторное тестирование функциональных возможностей испытуемых после курса приема специализированного продукта на основе фракционированного сока красной свеклы было организовано по принципу слепого контроля, т.е. исследователи, проводившие повторное тестирование, не знали какие продукты принимал испытуемый и к какой группе он относится.
Во время каждого посещения лаборатории определяли антропометрические показатели спортсменов, тестировали скоростно-силовые возможности мышц разгибателей и сгибателей коленного сустава правой ноги и аэробные возможности организма в тесте с возрастающей нагрузкой на велоэргометре. Помимо этого в день посещения лаборатории утром натощак брались пробы венозной крови для биохимического анализа.
Фотоотчет с исследований по оценки эффективности разработанного продукта специализированного питания на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы представлен в приложении З.
2.3 Методы исследований
Биохимические показатели венозной крови. В образцах крови взятых утром натощак определяли следующие показатели: железо, ферритин – для оценки активности эритропоэза; мочевина, КФК – для оценки общего состояния метаболизма организма.
Антропометрия – измерения проводили с помощью приборов удовлетворяющих стандартным требованиям: калипера, сантиметровой линейки, антропометра и толстотного циркуля. На основании антропометрических измерений (длины, обхваты, диаметры и кожно-жировые складки) по методу Матейка рассчитывали абсолютную и относительную жировую, тощую, мышечную и костную массы.
Определение скоростно-силовых возможностей мышц-сгибателей и разгибателей коленного сустава проводили на динамометре в изокинетическом режиме (рисунок 1). Момент силы, развиваемый мышцами разгибателями и сгибателями колена, регистрировали при угловой скорости 300, 240, 180, 120 60 и 30 град/с. Спортсмену давалось задание максимально сильно и максимально быстро разогнуть правую ногу в коленном суставе и затем максимально сильно и быстро согнуть. Между двумя попытками на одной угловой скорости давался отдых не менее 30 с. Между попытками на разных угловых скоростях отдых составлял не менее 1 мин. Из нескольких (3-5) попыток, выполненных на каждой угловой скорости, учитывали лучшую.
Рисунок 1. Измерение момента силы мышц-разгибателей и сгибателей коленного сустава на динамометре System Pro 3 (Biodex, США).
Определение аэробных возможностей организма в тесте с возрастающей нагрузкой на велоэргометре. Определение аэробных возможностей производили в тесте с непрерывно нарастающей нагрузкой на велоэргометре, рисунок 2. Начальная мощность составила 60 Вт, градиент прироста мощности 15 Вт в минуту, частота педалирования 60-65 об./мин. Перед тестом испытуемому давалась установка на достижение в тесте максимальной мощности. Работа выполнялась до отказа. Критерием отказа служило снижение частоты педалирования до 50 об./мин и увеличение дыхательного коэффициента более 1,1. Концентрацию лактата в капиллярной крови определялся электрохимическим методом на анализаторе, взятие капиллярной крови (20 мкл) из пальца производили каждые две минуты и сразу в конце нагрузки. Во время работы постоянно регистрировали ЧСС и показатели газообмена на анализаторе. Данные ЧСС и показатели газообмена усреднялись за 30 с. МПК определяли, как пиковое значение усредненных данных. Порог анаэробного обмена (ПАНО) определяли при концентрации лактата 4 ммоль/л [64].
Рисунок 2. Измерение аэробных возможностей организма в тесте с возрастающей нагрузкой на велоэргометре.
1.4 Оборудование, используемое в ходе исследования
При проведении экспериментальных исследований диагностических возможностей обследуемых применяли следующее оборудование:
калипер (Lange Skinfold Caliper, USA)
сантиметровая линейка (MyoTare, Switzerland)
антропометр и толстотный циркуль (GMP, Switzerland)
динамометр System Pro 3 (Biodex, США)
велоэргометр Ergoselect 200K (Ergoline, Germany)
анализатор лактата Biosen C line (EKF-diagnostics, Germany)
анализатор ЧСС и газообмена MetaMax 3B (Cortex, Germany)
Глава 3. Разработка технологии и рецептуры специализированного продукта для питания высококвалифицированных спортсменов на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы
3.1. Обоснование состава специализированного продукта для питания высококвалифицированных спортсменов на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы
Разработанный продукт представляет собой фракционированный сок уникального сорта красной свеклы, обогащенный железом, с добавлением аскорбиновой и лимонной кислот, усиливающих всасывание железа в кишечнике, а также полифенолов винограда и яблока.
- Фракционированный сок специального сорта красной свеклы обладает выраженным антиоксидантным, противовоспалительным, антианемическим действием, повышает выносливость организма.
Как известно, красная свекла популярна не только как кулинарный ингредиент, но и средство народной медицины. При этом акцент делается на способность свеклы стимулировать кроветворение и улучшать работу кишечника. Свеклу рассматривают в качестве важнейшего пищевого источника железа, но это мнение ошибочно, что подтверждается исследованиями по изучению содержания железа в различных овощах. Свекла содержит ряд летучих соединений, которые часто вызывают нежелательные эффекты (тошнота, рвота, головокружение) при употреблении свежевыжатого сока.
Научными методами подтверждено выраженное антиоксидантное и противовоспалительное действие свеклы, ее способность снижать риск рака толстого кишечника. Несколько лет тому назад врачи из Великобритании описали способность больших доз свекольного сока (до 500 мл в день) снижать артериальное давление, причем это действие продолжалось 24 часа после приема сока. Далее последовало сообщение англичан о том, что свекольный сок в дозе 250-300 мл на 16% стимулировал повышение выносливости у профессиональных велосипедистов. Описанные эффекты свекольного сока связывают с его сосудорасширяющим действием, в основе которого лежит описанный нобелевскими лауреатами феномен. Речь идет об оксиде азота, образующегося из нитратов и вызывающего быстрое расширение кровеносных сосудов (на этом основано действие виагры). Свекла относится к овощам, особенно богатым нитратами. Следует отметить, что после появления упомянутых публикаций по свекле, в научной литературе градус негативизма относительно нитратов пищи существено понизился. В публикациях прослеживается рост интереса к теме нитраты-спорт.
По проведенным исследованиям на цыплятах, как in vitro (с использованием препарата тонкого кишечника «в пробирке»), так и in vivo (живая птица) для оценки способности овощных соков стимулировать всасывание железа, были изучены 13 сортов свеклы, идентифицирован один сорт свеклы, особенно перспективный для целей проекта.
Установлено, что способность сока красной свеклы усиливать всасывание железа существенно выше, чем у других овощей. Однако, этот эффект был связан не с высоким содержанием железа в соке, а присутствием каких-то средне- и низкомолекулярных соединений, ускоряющих процесс переноса ионов железа из полости кишки в кровь. Высокомолекулярные компоненты сока этот процесс замедляли. Таким образом, сок, используемый в работе, фракционирован на основе молекулярной массы его компонентов, чтобы отделить требующуюся средне- и низкомолекулярную фракцию. Для этих целей была использована технология ультрафильтрации через полу-проницаемые мембраны.
Фракционированный сок уникального сорта красной свеклы, обогащен железом (10 мг в 50 мл), с добавлением аскорбиновой и лимонной кислот, усиливающих всасывание железа в кишечнике, а также консервантов.
Благодаря особой технологии получения сока удалось сохранить антиоксидантные свойства самой свеклы: общее содержание фенольных соединений составляет 118-145 мг/100 эквивалента галловой кислоты, антирадикальная активность 36,7-46,3%. Антиоксидантные свойства и противовоспалительное действие фракционированного сока красной свеклы в значительной мере определяют способность продукта стимулировать восстановительные процессы в организме, что особенно ярко проявилось в опытах на крысах с экспериментальной политравмой (острая кровопотеря, 3 перелома костей, перитонит). Была показана способность продукта (в отличие от обычного сока) стимулировать превращение стволовых клеток костного мозга крыс в клетки костной ткани (остеобласты), способствующие заживлению переломов костей. Кроме стимулирования образования костной ткани сок подавлял процесс преобразования стволовых клеток в жировые, что может иметь значение для предупреждения жирового перерождения костного мозга, что особенно часто встречается у женщин среднего возраста. В завершение темы влияния фракционированного сока красной свеклы на жировой обмен надо отметить способность продукта снижать общий холестерин крови и оптимизировать соотношение его фракций (у человека этот эффект развивается в течение месяца), снижать содержание триглицеридов. Опыты на крысых с экспериментальным ожирением показали, что продукт подавляет аппетит, существенно снижает массу жировой ткани в брюшной полости, особенно у самцов.
В опытах на крысах и цыплятах показана способность продукта стимулировать всасывание железа в кишечнике: по этому показателю фракционированный сок превосходит обычный свекольный сок в 25 раз. Установлена зависимость скорости всасывания железа от дозы продукта (для обычного свекольного сока подобная корреляция не характерна). Способность фракционированного сока стимулировать кроветворение при экспериментальной железодефицитной анемии, а также при острой кровопотере существенно превосходит обычный свекольный сок. Согласно литературным данным у спортсменов некоторых видов спорта часто наблюдаются изменения крови, что послужило основанием для возникновения термина «спортивная анемия». С этой точки зрения фракционированный сок специального сорта красной свеклы представляется весьма перспективным для включения в рацион спортсменов.
В клинических наблюдениях (81 человек), проведенных на пациентах с железодефицитной анемией показано, что продукт в дозе 50 мл в день, в течение 2 месяцев вызвал повышение гемоглобина крови на 10-15%, тенденцию к снижению артериального давления у гипертоников, улучшению опорожнения кишечника у склонных к запорам пациентов. Трое мужчин отметили улучшение эректильной функции.
Способность фракционированного сока влиять на скорость кровотока была изучена в Рижском Университете им. П. Срадыня. У 27 волонтеров в возрасте от 27 до 55 лет изучали влияние разовой дозы продукта (50 мл) на скорость кровотока в коже тыльной стороны ладони через 2 часа после приема сока. Использовали метод лазерной допплерографии. Установлено, что у 70% волонтеров скорость кровотока возросла в среднем на 22%. Этот факт объясняет повышение, буквально на следующий день, работоспособности у потребителей продукта. При этом, оптимальный курс продукта – от 4 до 6 недель, с 3-4 повторами в течение года. Оптимизация кровообращения вызывает общее улучшение самочувствия.
В специальном эксперименте изучали влияние 0,25 мл/день фракционированного сока специального сорта красной свеклы на физиологические показатели тренирующихся крыс-самцов. Тренировки животных проводили в моторизованном колесе с постепенным увеличением скорости в течение месяца. Раз в неделю оценивали выносливость крыс с использованием беговой дорожки.
После завершения эксперимента у крыс определяли биохимические параметры крови, собирали и взвешивали жировую ткань из брюшной полости, определяли массу икроножных мышц. Установлено, что введение крысам фракционированного свекольного сока на фоне физических тренировок в течение месяца привело к повышению массы икроножной мышцы на 52% и снизило относительную массу жировой ткани брюшной полости. Физическая сила конечностей статистически достоверно увеличилась на 19,2% а физическая выносливость увеличилась почти в 3 раза.
Падение содержания в крови креатинина и мочевины, свидетельствует о лучшей адаптации к нагрузкам крыс, получавших продукт и замедлении процессов катаболизма. Как известно, чем менее адаптирован организм к мышечной деятельности, тем к более значительному образованию мочевины приводит эта деятельность.
Снижение уровня глюкозы под действием фракционированного сока свеклы отражает ее возросшее потребление увеличивающейся мышечной тканью. Фракционированный сок обеспечивает доставку к мышцам количества кислорода, достаточного для аэробного пути образования энергии. Об этом говорит факт, что у крыс на фоне свекольного сока накапливание молочной кислоты было не столь активным, как у контрольной группы (не получавшей продукт). Этим может быть объяснено увеличение выносливости крыс, получавших фракционированный сок.
Таким образом, увеличение мышечной силы и выносливости под действием фракционированного свекольного сока обеспечивается как за счет сосудорасширяющего действия, обеспечивающего более интенсивный приток крови к мышцам, так и в результате повышения способности крови за счет гемоглобина связывать и транспортировать кислород. Улучшение с помощью сока адаптации опорно-двигательного аппарата к высоким нагрузкам обеспечивается также за счет антиокисидантного действия, оптимизации липидного обмена и др.факторов.
Результаты экспериментального изучения эффектов фракционированного сока специального сорта красной свеклы получили подтверждение в наблюдениях на спортсменах. Гребцы на байдарках в течение 19 дней получали сок по 50 мл два раза в день. Физиологические параметры врачом команды измерялись в начале и в конце курса фракционированного сока свеклы. Сок повысил способность спортсменов грести с заданной (14,5 км /час) скоростью с 150 до 210 сек. При этом насыщение тканей кислородом возросло на 5%-11% ,артериальное давление при нагрузке оставалось практически стабильным (до курса 140/80,после 120/80 мм рт.ст.). Содержание молочной кислоты в крови во время выполнения теста на выносливость после курса приема специального сока упало на 11%. Спортсмены, получавшие сок, отмечали улучшение сна и общего самочувствия.
Приведенные данные о биологических эффектах фракционированного сока специального сорта красной свеклы позволяют заключить, что этот продукт может быть использован для оптимизации рациона спортсменов как во время тренировок, так и соревнований. Оптимальная доза 50-100 мл в день. У женщин эффективность продукта выше, чем у мужчин. Фракционированный сок может быть использован для ускорения реабилитации травмированных спортсменов, а также массовых жертв стихийных бедствий и военных действий. Красная свекла (Beta vulgaris L.) не включена в список запрещенных антидопинговым комитетом растений.
- Lipofer® - источник легкоусвояемого липосомального железа. В отличие от других источников железа отличается высокой усвояемостью за счет использования инновационной технологии микроинкапсулирования, а также высокой концентрацией активного вещества. Железо принимает активное участие в кроветворении и оксигенации, катализирует окислительно-восстановительные процессы и процессы тканевого дыхания. Недостаток железа в организме приводит к развитию железодефицитной анемии, сопровождающейся нарушением физического развития, общей слабостью, снижением работоспособности, явлениями анемической гипоксии: одышка, тахикардия и др.
- Vinitrox® - запатентованная смесь экстрактов винограда и яблока, благодаря специально подобранному соотношению полифенолов винограда и яблока является эффективным антиоксидантом и защищает организм от действия свободных радикалов, способствует быстрому восстановлению после высоких физических нагрузок, снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.
- Аскорбиновая и лимонная кислоты значительно улучшают всасывание железа в желудочно-кишечном тракте, способствует переносу железа из депо в костный мозг, а также его внедрению в порфириновое кольцо.
Таблица 3. Состав на 50 мл продукта:
№
|
Наименование ингредиента
|
Количество
50 мл
|
Единица измерения
|
1
|
Фракционированный свекольный сок
|
49,4
|
мл
|
2
|
Lipofer®
|
250
|
мг
|
3
|
Vinitrox®
|
100
|
мг
|
4
|
Лимонная кислота
|
160
|
мг
|
5
|
Аскорбиновая кислота (витамин С)
|
25
|
мг
|
6
|
Бензоат натрия (E 211)
|
50
|
мг
|
7
|
Сорбат калия (E 202)
|
25
|
мг
|
Глава 4. Оценка эффективности разработанного специализированного продукта на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы при подготовке спортсменов-профессионалов.
4.1 Результаты оценки эффективности разработанного специализированного продукта на основе фракционированного сока специального сорта красной свеклы на спортсменах-лыжниках
|
