Омега-5 жирные кислоты: научный обзор

Омега-5 ПНЖК и другие компоненты граната в спортивной медицине [ править | править код ]

Омега-5 гранатовая (пуниковая) кислота (ГК) из масла зерен граната (МЗГ) [ править | править код ]

Источниками БАДов, применяемых в спортивной медицине, является как сок (ГС) и экстракт (ГЭ) граната, которые получают путем отжима мякоти, так и масло из зерен граната (МЗГ, PSO - Pomegranate Seed Oil). И если сок и экстракт обладают антиоксидантными (антиокислительными) свойствами за счет полифенолов, то масло зерен граната (зерна ранее, как правило, шли в отходы) на 70-80% содержит гранатовую кислоту (ГК), участвующую в регуляции липидного обмена.

Исследования масла зерен граната (МЗГ - PSO) интенсивно развивались с 2007 года, и сейчас можно с уверенностью говорить о значительных перспективах основного компонента МЗГ - ГК в клинической и спортивной медицине.

Гранатовая, пуниковая кислота (punicic acid) составляет 55-82% от общего содержания жирных кислот в МЗГ (в зависимости от сорта и места произрастания) и является полиненасыщенной жирной кислотой (омега-5 ПНЖК). Другие жирные кислоты (ЖК) представлены пальмитиновой (4%), олеиновой (6%) и линолевой (6,5%) кислотами. Сама ГК является изомером конъюгированной формы альфа-линоленовой кислоты – омега-5 длинноцепочечной ПНЖК (см. далее в обзоре). Важными компонентами МЗГ граната являются также: особая форма витамина Е (гамма-токоферол, а не как обычно, альфа-токоферол) и растительный эстроген (17-альфа-эстрадиол). На сегодняшний день МЗГ – основной источник получения омега-5 ПНЖК - ГК.

ГК (также называемая трихозаниевой кислотой - trichosanic acid) – ПНЖК с химической формулой Cis-9,trans-11,cis-13-оctadecatrienoic acid или 9-cis,11-trans,13-cis-octadecatrienoic acid. Получила название от источника – масла зерен граната (Punica granatum, seed oil). Содержится также в семенах Трихозанта змеевидного (обиходное название «змеиная тыква») - травянистой лианы, культивируемой в тропических и субтропических областях Южной и Юго-Восточной Азии и Австралии.

Самым значимым в клиническом плане компонентом МЗГ, как уже отмечалось, является ГК (гранатовая, пуниковая кислота) – РА C18:3 – 9c, 11t, 13c – позиционный и геометрический изомер α-линоленовой кислоты (LNA, C18:3 – 9c, 12c, 15c). Ее структура содержит две cis-двойные связи и одну trans-двойную связь, роль которых важна в понимании влияния ГК на физиологические процессы. По данным W.Elfalleh и соавторов [1] , уже установленные антиоксидантные и антилипидемические свойства МЗГ делают его претендентом на одно из ключевых мест в классификации природных протекторов для применения во многих областях медицины. Хотя методы выделения и идентификации конъюгированных ЖК хорошо отработаны, именно для РА такие исследования очень редки. В зависимости от места произрастания, содержание РА широко варьирует (от 55 до 81% от общего содержания жирных кислот в МЗГ [2] ). Наиболее качественным и стандартизированным по ГК продуктом считается МЗГ, полученное путем холодного прессования отходов производства гранатового сока (ГС) из пульпы граната [3] . С помощью метода газовой хроматографии установлено, что такое МЗГ содержит ГК в узких пределах 50-55%. Путем обогащения доля ГК в общем количестве жирных кислот может быть доведена до 80%. Важной отличительной чертой МЗГ является наличие высоких уровней токоферола (табл.1).

Таблица 1. Содержание токоферолов и фитостеролов в масле зерен граната (МЗГ) и препарате сравнения – льняном масле (ЛМ) в мг/100 г [3] . Остальные объяснения в тексте.

Токоферолы (мг/100 г)

α-токоферол β-токоферол γ-токоферол δ-токоферол Всего ЛМ 0,93 ± 0,01** 18,2 ± 1,9* 32,0 ± 3,4** 1,4 ± 0,01** 53,4 ± 5,3** МЗГ 3,8 ± 0,08* 1,0 ± 0,01** 153,2 ± 2,45* 17,0 ± 1,65* 175 ± 3,5* Р <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

Фитостеролы (мг/100 г)

Кампестерол β-ситостерол Стигмастерол Другие Всего ЛМ 66 ± 2,4** 138 ± 4* 11 ± 0,5** 113 ± 3,7** 328 ± 11** МЗГ 49 ± 1,6 374 ± 1,4 12 ± 0,7* 104 ± 7,4* 539 ± 11* Р <0,01 <0,01 0,05 0,01 <0,01

Как видно из таблицы 1, уровни всех токоферолов в МЗГ во много раз выше, чем в льняном масле (ЛМ). Однако, в данном исследовании не выявлено высоких уровней альфа-токоферола, как отмечалось в предшествующей литературе (например, 300 мг/100 г), а доминирующей формой был гамма-токоферол (153 мг/100 г). Существуют, видимо, различия между МЗГ из разных источников, что требует предварительного анализа на содержание альфа-токоферола в конкретном масле. Так, W.Elfalleh и соавторы [1] обнаружили в МЗГ граната из Туниса преимущественно альфа-токоферол (более 53% от общего количества токоферолов). В их работе также отмечена прямая корреляция между высокими уровнями токоферолов в МЗГ и его антиоксидантной активностью (способностью связывать свободные кислородные радикалы). Среди фитостеролов МЗГ доминирующим был бета-ситостерол.

I.L.P. de Melo и соавторы [3] исследовали также химическую стабильность к окислению МЗГ при сопоставлении с ЛМ (см. графики ниже), что является важным показателем в практическом плане (хранение сырья, производство и др. процессы доставки до конечного потребителя).

Как видно из рис.2, МЗГ демонстрирует хорошую устойчивость к окислению по сравнению с льняным маслом (ЛМ), несмотря на высокий уровень ненасыщенных жирных кислот, что облегчает процесс производства и хранения. К недостаткам готовых форм омега-5 ПНЖК (ГК) следует отнести высокую себестоимость: из 500 кг граната получается всего 1 кг МЗГ.

Экспериментальные и клинические исследования масел зерен граната и гранатовой кислоты [ править | править код ]

Наиболее масштабные и качественные исследования клинических свойств МЗГ выполнены в последние годы в Иране и Индии – странах-производителях высококачественных сортов граната, а также в России и США. Это нашло отражение в ряде обзоров [4] [5] [6] [7] [8] .

Является незаменимой ПНЖК. В рандомизированном контролируемом исследовании G.F.Yuan и соавторов [9] изучены поступление и метаболизм ГК у 30 молодых здоровых людей. Гранатовая кислота принималась внутрь в дозе содержащей 3 г в день в форме триацилглицеролов в течение 28 дней. Контрольная группа получала то же количество подсолнечного масла. Через 28 дней концентрация ГК в плазме крови повышалась с 0 до 0,47%, а в мембранах эритроцитов – с 0 до 0,37%. При этом происходила химическая трансформация ГК с образованием более насыщенной формы - cis9,trans11-18:2 (сама ГК - cis9,trans11,cis13-18:3). Других изменений состава тела, профиля липидов не обнаружено, что, естественно, связано с отсутствием исходных нарушений физиологии и биохимии организма.

В условиях исходно нарушенного метаболизма, в частности, ожирения, ГК проявляет свои положительные свойства. Существует достаточно ограниченное количество научных исследований метаболических эффектов омега-5 ПНЖК. Однако некоторые моменты можно считать установленными. Так К.Koba и соавторы (2002, 2007) в экспериментальных условиях наблюдали снижение висцерального жира (в брюшной полости под диафрагмой) после 4-х недель приема пищи, обогащенной омега-5 ПНЖК (концентрация в экспериментальной диете 0,12-1,2%). Такое уменьшение обычно трудноустраняемого жира носило дозо-зависимый и время-зависимый характер. Параллельно изменялся и профиль липидов: снижался общий холестерол и уровень триглицеридов в печени. Важной особенностью омега-5 ПНЖК (ГК) являлась способность снижать чувствительность организма к нагрузке атерогенными («вредными») жирными кислотами, т.е. повышалась переносимость жировой нагрузки [10] . В двойном-слепом плацебо-контролируемом исследовании у людей с исходно повышенным уровнем триглицеридов в крови прием омега-5 ПНЖК приводил к их существенному снижению [11] . R.Hontecillas и соавторы [12] показали, что диета, обогащенная ГК (62 мг/день) ускоряет метаболизм глюкозы в крови, нормализует ее уровень в условиях экспериментального ожирения. B.K.McFarlin и соавторы [13] выявили способность омега-5 ПНЖК повышать чувствительность тканей к инсулину и снижать риск развития диабета 2 типа. В эксперименте подтверждены противовоспалительные свойства ГК [14] .

К сожалению, в настоящее время отсутствуют прямые данные о сочетанном влиянии омега-5 ПНЖК (ГК) и физических нагрузок на состав тела, биохимию крови и другие показатели функционального состояния тренирующихся лиц. Интересным и перспективным представляется дальнейшее исследование эффектов омега-5 ПНЖК в условиях повышенных физических нагрузок различного типа.

Комбинированные формы МЗГ и ГК в программах снижения веса [ править | править код ]

Ксантиген представляет собой комбинированный препарат ГК и фукоксантина (антиоксидант из группы астаксантина в виде экстракта из бурых морских водорослей - самый распространеный каротиноид).

В работе M.Abidov и соавторов [4] исследованы эффекты Ксантигена и его отдельных компонентов на вес тела, жировую массу, липиды печени, биохимию крови и расход энергии в покое (REE) у 151 женщины с ожирением и неалкогольными заболеваниями печени. Исследование проводилось в течение 16 недель и было рандомизированным двойным-слепым и плацебо-контролируемым. Применялась формула Ксантигена-600/2,4 мг (300 мг масла зерен граната с содержанием ГК 70% + 300 мг экстракта бурых морских водорослей, содержащих 2,4 мг фукоксантина). Через 16 недель (рис.3) наблюдалось достоверное снижение веса тела (минус 4,9-5,5 кг), окружности талии, содержания жира в печени, активности печеночных ферментов, триглицеридов сыворотки крови и С-реактивного белка. Сам фукоксантин (> 2.4 мг) и другая формула Ксантигена с меньшим содержанием активных веществ – Ксантиген-400/1,6 мг (200 мг масла зерен граната с содержанием ГК 70% + 200 мг экстракта бурых морских водорослей, содержащих 1,6 мг фукоксантина) достоверно увеличивали REE по сравнению с плацебо. Таким образом, Ксантиген способствует потере веса, снижает общее содержание жира в организме и в печени, улучшает функцию печени и увеличивает расход энергии в покое у женщин с ожирением. Авторы делают заключение о целесообразности включения Ксантигена в качестве пищевой добавки в нутриционную программу контроля веса у женщин.

Исследование Ch-S.Lai и соавторов [15] показало, что возможными механизмами жироснижающего эффекта Ксантигена является мощное и дозо-зависимое подавление накопления липидов в адипоцитах, превышающее действие каждого из двух компонентов БАДа (фукоксантина и ГК) в отдельности. Ксантиген нарушает деятельность ключевых транскрипторных факторов адипогенеза – (PPAR)γ, CCAAT, (C/EBP) β, C/EBPδ и синтазы жирных кислот (FAS). Кроме того, Ксантиген стимулирует сигнальную функцию инсулина. Суммарно, Ксантиген подавляет дифференциацию адипоцитов и накопление липидов посредством множества связанных между собой механизмов, что обеспечивает устойчивость и эффективность лечения ожирения (рис.4).

В эксперименте было показано, что Ксантиген ослабляет эффект высокожировой диеты, вызывающей ожирение [16] , способствует снижению веса и жировой массы, а ведущими механизмами защитного влияния этого БАДа являются: 1) угнетение экспрессии PPARγ в жировой ткани, что ведет с торможению дифференциации адипоцитов; 2) снижение уровней лептина в сыворотке крови и жировой ткани; 3) активация AMPK-сигнальных путей в жировой ткани (АМРК – важный регулятор липидного и энергетического обмена), что угнетает липогенез и синтез ЖК, но усиливает окисление ЖК и транспорт глюкозы (рис.5 и 6).

Кроме того, в совсем свежем исследовании K-M.Kim и соавторов [17] показано, что Ксантиген по-разному изменяет энергетический и метаболический баланс в бурой (энергетический, расходный пул) и белой (резервный пул, депо) жировой ткани, усиливая процессы дифференцировки клеток бурого жира, и окислительные процессы в белом жире. По определению R.Randell [18] , Ксантиген, экстракт зеленого чая, некоторые другие растительные регуляторы жирового обмена и их комбинации (табл. 2) в сочетании с физическими нагрузками являются наиболее эффективными средствами нутритивной стратегии снижения веса и лечения ожирения (уровень доказательности «В»).

МЗГ включено в ряд пост-тренировочных комплексов для ускоренного восстановления после физических нагрузок. Эти составы базируются на принципах, разработанных в Гарвардском институте,и обосновывают сочетанное применение пластических (протеины, аминокислоты), энергетических (углеводы) и каталитических (фармаконутриенты) компонентов восполнения потерь при интенсивных тренировках. Для примера, состав одного из таких комплексов: 35 г смеси (одна порция) содержит изоляты whey-протеина и белка гороха, казеин, ВСАА (лейцин, валин и изолейцин в соотношении 2:1:1) в сумме 23 г; экстракт зерен граната (ГК – омега-5 ПНЖК) 650 мг; Кверцетин 300 мг. Сочетание изолятов белков животного и растительного происхождения с казеином обеспечивают равномерное поддержание уровней аминокислот в плазме крови в течение всего периода восстановления и их адекватный качественный состав. Задача ГК в составе смеси сводится к оптимизации расхода жиров в постнагрузочном периоде (максимальное их использование как источника энергии и подключение жировых депо к этому процессу). Подобные смеси применяются внутрь в 200 мл воды или сока, приготовление в шейкере) в течение 30 минут после тренировки.

Таблица 2. Готовые комбинированные формы с ГК из масла зерен граната

Наименование, производитель Форма Состав 1 капсулы Рекомендуемые дозы Ксантиген (Xanthigen®), PoliNat Капсулы по 200 мг Масло зерен граната (стандартизация по ГК 70%) 100 мг + экстракт бурых водорослей (стандартизация по фукоксантину 1,275 мкг на дозу) 100 мг 1 капсула 3 р/день за 15-30 мин до еды Курс 16 недель КсантиЛин (XanthiLean), Herbal Magic Clinical 90 капсул по 200 мг Ксантиген 200 мг 1 капсула 3 р/день за 15-30 мин до едыКурс 16 недель ФукоТин (FucoThin), Garden of Life 90 капсул по 200 мг Ксантиген 200 мг 1 капсула 3 р/день за 15-30 мин до едыКурс 16 недель КсантиТрим (XanthiTrim), Pure Encapsulations 60 капсул на основе МСТ Ксантиген 300 мг + Экстракт зеленого чая (без кофеина) 150 мг 2 капсулы в день за 15-20 мин до едыКурс 16 недель

Примечания: ГК – гранатовая (пуниковая) кислота. Ксантиген снижает содержание жира в организме, увеличивая расход энергии в покое, что обеспечивает эффект в течение 16 недель; сочетание с физической нагрузкой ускоряет и увеличивает потерю жировой массы (требует комплекса регулярных физических упражнений по рекомендации врача и тренера). Xanthigen® - торговая марка National Bioscience Corp.

Гранатовый сок и экстракт [ править | править код ]

Наряду с омега-5 ПНЖК (ГК) из масла зерен граната (МЗГ), в спортивной нутрициологии достаточно широко используются соки, экстракты и комбинированные составы из пульпы (мякоти) граната.

Более подробно в основной статье: Гранатовый сок

Экстракт граната с высоким содержанием нитратов (коммерческий продукт NITRO2GRANIT™) [ править | править код ]

NITRO2GRANIT™ - комбинированный продукт, содержащий 50% полифенолов экстракта граната (ГЭ) и экстракт свеклы. Целью создания данной комбинации являлось потенциальное увеличение эргогенного действия за счет сочетания полифенолов (повышение устойчивости к окислительному стрессу в процессе физической нагрузки, снижение мышечных повреждений и ускорение восстановления) и нитратов (снижение потребности в кислороде и увеличение выносливости, см. «Донаторы оксида азота»).

В работе M.N.Melvin и соавторов [19] моделировалась ситуация с увеличением потребности скелетной мускулатуры в кислороде и энергетических субстратах в процессе физической нагрузки. Комбинированная пищевая добавка Nitro2Granit (полифенолы ГС и нитраты свеклы) потенциально может увеличивать продукцию окиси азота и повышать эффективность тренировки. Авторами проведено рандомизированное двойное-слепое плацебо-контролируемое перекрестное исследование эффектов однократного влияния комбинированной пищевой добавки на кровоток, диаметр сосудов и физическую готовность у регулярно тренирующихся лиц. 19 мужчин и женщин (средний возраст 22,2 года, рост 174,8 см, масса тела 71,9 кг) проходили тест на беговой дорожке с нагрузкой до полного истощения (до добровольного отказа) для определения максимального потребления кислорода и пика скорости движения (PV). Через 24-48 часов участники были рандомизированы в две группы: 1) 1000 мг NITRO2GRANIT™; 2) плацебо. Регистрировались исходные показатели кровотока в плечевой артерии и через 30 минут после приема пищевых добавок, а также традиционные функциональные показатели в процессе тестирования на беговой дорожке. Через 7-10 дней «отмывочного» периода те же группы менялись ролями в получении либо плацебо, либо экстракт граната (перекрестный характер исследования). В результате, в группе с ГЭ+экстракт свеклы через 30 минут отмечено значительное дополнительное (плюс к влиянию самой физической нагрузки) увеличение кровотока в плечевой артерии и расширение сосудов по сравнению с плацебо-группой. Существенно улучшались функциональные показатели прохождения теста, увеличивалось время наступления истощения. Авторы делают заключение, что однократный прием ГЭ в дозе 1 г (с повышенным содержанием нитратов в виде комплекса с экстрактом свеклы в качестве донатора оксида азота) за 30 минут до тренировки является эффективным способом дополнительного увеличения кровотока в работающих мышцах (расширение сосудов), и улучшения переносимости физических нагрузок. ГЭ с повышенным содержанием нитратов оказывает отчетливый немедленный эргогенный эффект при субмаксимальной беговой нагрузке за счет повышения кровотока.

В работе E.J.Roelofs и соавторов [20] , опубликованной в журнале Международного Общества Спортивного Питания, исследовался эффект однократного применения ГЭ на показатели анаэробных упражнений, сосудистый кровоток и расширение сосудов при нагрузке (FMD), а также насыщение крови кислородом (SP02), частоту сердечных сокращений (HR), и кровяное давление (BP). 19 физически активных мужчин (средний возраст 22,1 ± 1,9 года, рост 170,4 ± 12,4 см, вес 68,7 ± 15,9 кг) приняли участие в рандомизированном двойном-слепом плацебо-контролируемом перекрестном исследовании с разделением на две группы: 1) 1000 мг ГЭ (True Pomegranate Extract, Stiebs Nature Elevated, Madera, CA) или 2) плацебо (PL; 95% мальтодекстрин) в капсулах. Прием добавок проводился за 30 мин до спринт-теста с определением пика и средней мощности на велоэргометре (10 6-секундных максимальных спринта с нагрузкой 65 г/кг веса тела с 30-секундным пассивным восстановлением). В работе использовался неинвазивный метод FMD - Flow Mediated Vasodilatation (потоко-опосредованная вазодилатация) плечевой артерии для оценки сосудистых параметров, а также регистрация ЧСС, насыщения крови кислородом и артериальное давление. Все параметры оценивались до и через 30 минут после приема ГЭ, а также перед физической нагрузкой, сразу после нее и через 30 минут. Через 7 дней «отмывочного» периода те же участники проходили тест с другим БАДом (плацебо или ГЭ). В группе, получавшей ГЭ, пик мощности был достоверно выше во время 5-го спринта по сравнению с плацебо с сохранением такой тенденции к 7-ому спринту. Параллельно под влиянием ГЭ отмечалось большее увеличение дилятации сосудов и усиление кровотока по сравнению с плацебо. Отличий в изменениях насыщения крови кислородом, частоты сердечных сокращений и артериального давления между группами не наблюдалось. Результаты показывают потенциальную возможность улучшения физической формы тренирующихся лиц (эргогенный эффект) при однократном приеме ГЭ в форме капсул в дозе 1000 мг за 30 минут до нагрузки за счет увеличения доставки кислорода и субстратов к работающим скелетным мышцам. ГЭ может включаться в состав пред-тренировочных комплексов вместе с другими эргогенными веществами с иным механизмом действия.

ГЭ с высоким содержанием нитратов в составе пред-тренировочных комплексов в Кроссфите. В работе J.J.Outlaw и соавторов [21] произведена оценка эффективности белково-углеводной смеси (БУС) с включением ГЭ (БУС+ГЭ), на показатели физической готовности тренирующихся в КроссФите лиц, при ее приеме до и после физической нагрузки. Исследовались изменения состава тела, показатели выполнения специфических для КроссФита упражнений, аэробную и анаэробную способность постоянно тренирующихся лиц после 6 недель приема БУС+ГЭ до и после высокоинтенсивной разноплановой физической нагрузки. В рандомизированном открытом 6-недельном исследовании приняли участие 29 человек (13 мужчин и 16 женщин, средний возраст 32 года, вес 79 кг, % жировая масса 22%). Участники регулярно тренировались по программе КроссФита не менее трех раз в неделю в течение полугода, не имели проблем со здоровьем, и не принимали каких-либо пищевых добавок в последние три месяца до исследования. Они были рандомизированы в две группы: 1) БУС+ГЭ и 2) плацебо. Предтренировочная порция пищевой добавки (БУС+ГЭ), принимаемая за 30 минут до начала каждой тренировочной сессии, включала: 19 г БУС (Pursuit Rx Pre-Workout, Dymatize Nutrition, Dallas, TX); ГЭ (NITRO2GRANIT™); стандартизированные экстракты вишни, свеклы и зеленого чая (AssuriTEA™, Kemin, Dubuque IA); экстракт черного чая (InnovaTEA® , Kemin, Dubuque IA). Эта же БУС (Dymatize Nutrition), состоящая из whey-протеина (20 г) и углеводов (40 г) принималась участниками исследования сразу же после тренировочной сессии. Дозировки для женщин и мужчин различались в два раза: женщины принимали две мерные ложки смеси (составляют одну порцию из 20 г белка и 40 г углеводов), разведенные в 250 мл воды; мужчины – четыре мерные ложки смеси (составляют две порции из 40 г белка и 80 г углеводов), разведенные в 500 мл воды. После каждой КроссФит-сессии участники заполняли опросники для оценки субъективных ощущений тяжести нагрузки (RPE) и уровня отсроченной болезненности мышц (DOMS). В конце каждой недели в группе с пищевыми добавками дополнительно заполнялся опросный лист для оценки возможных побочных эффектов принимаемых БАДов. Тестирование участников включало две нагрузочные сессии в течение дня – WOD1 и WOD2. WOD1 (время выполнения в сек) включала: 500 метров гребли на тренажере (row), 40 бросков набивного мяча в цель (40 wall balls), 30 отжиманий (push-ups), 20 запрыгиваний на ящик (box jumps), и 10 выбросов штанги с максимальной быстротой. После 20 минутного отдыха выполнялась WOD2 (регистрировалось количество выполненных повторов): бег на 800 метров (run “buy in”) с последующим максимальным количеством из 5-и Бёрли, 10-и гиревых махов (Kettlebell swings) и 15-и «воздушных» приседаний (air squats) в течение 15 минут. До (исходные данные) и после всех нагрузок выполнялись стандартные тесты на физическое состояние на велотренажере (Wingate-тест). Полученные результаты свидетельствуют об отчетливом эргогенном влиянии стандартной комбинированной добавки белково-углеводной смеси, обогащенной омега-5 ПНЖК-полифенолами и донаторами оксида азота, на показатели физической готовности в КроссФите (увеличение мощности и поддержание VO2max).

Таблица.2. Примеры готовых коммерческих форм БАДов из различных частей граната