Кето-диета и здоровье костей

Считается, что кето-диета улучшает способность сжигать жиры. Но какой ценой?

Травмы костей могут возникать из-за нескольких факторов, например, нарушения биомеханики или быстрого увеличения объёма тренировок (для спортсменов в силовых видах спорта). Но одним из главных факторов, влияющих на здоровье костей у спортсменов, является питание. Если во время тренировок атлет сжигает калорий больше, чем он получает с пищей, возникает относительный дефицит энергии. Если этот дефицит существует длительное время, он становится хроническим, негативно влияя на гормональный фон, снижая прочность и минеральную плотность костной ткани (МПКТ), повышая риск развития стрессовых травм костей, таких как стрессовые переломы.

Помимо того, чтобы понимать, сколько надо есть для поддержания здоровья костей, следует думать и о том, что надо есть.

Спортсмены, занимающиеся видами спорта на выносливость, обычно придерживаются рациона, основанного на углеводах, но в последнее десятилетие всё большую популярность стали вызывать низкоуглеводные, высокожировые или кетогенные диеты. Низкоуглеводные и кето-диеты показали многообещающие результаты в плане снижения веса и поддержания кардиометаболического здоровья, но их влияние на спортивные результаты оказалось, мягко говоря, весьма разочаровывающим.

Единственным «преимуществом» кето-диеты для спортсменов может быть её влияние на метаболизм — соблюдение низкоуглеводной диеты развивает метаболический механизм, который способствует лучшему сжиганию жира. Однако, чаще всего за это приходится платить ценой ухудшения сжигания углеводов. Именно этот механизм объясняет, почему кратковременная кето-диета постоянно снижает эффективность интенсивных тренировок на выносливость.

Способность кетогенных диет (K-LCHF) усиливать окисление мышечного жира привела к утверждениям, что это «будущее элитного спорта на выносливость». Есть убедительные доказательства того, что значительное увеличение окисления жиров происходит даже у элитных спортсменов в течение 3–4 недель соблюдения кето-диеты. Перестройка мышц может удвоить использование жира во время тренировки до ∼1,5 г/мин, при этом интенсивность максимальных скоростей окисления жиров смещается с ∼45% до ∼70% от МПК. Параллельное снижается окисления углеводов во время тренировки. Важно отметить, что кето-адаптация может нарушить способность мышц использовать гликоген для окислительных реакций, что ставит под угрозу использование более экономичного источника энергии при ограниченном поступлении кислорода и, следовательно, производительность во время высокоинтенсивных тренировок (>80% от МПК). Даже при тренировках умеренной интенсивности индивидуальная реакция на кетогенную диету различна. Периодизация кето-диеты с периодами высокой доступности углеводов может предоставить возможности для восстановления работоспособности во время тренировок высокой интенсивности, но исследования не смогли выявить преимуществ такого подхода по сравнению с «классическими» диетами.

Возвращаемся к здоровью костей. Если низкоуглеводная диета всё еще представляет интерес для атлетов, то лучше быть уверенным в том, принесёт ли сокращение потребления углеводов долгосрочную пользу или вред. К сожалению, об этом пока мало что известно. Некоторые данные, полученные в ходе исследований на животных и детях с эпилепсией, придерживающихся кетогенной диеты, указывают на возможное ухудшение здоровья костей. Но прежде чем делать поспешные выводы, нам нужны достоверные данные контролируемого исследования с участием спортсменов.

И вот, такое исследование появилось. Работа была опубликована в журнале Frontiers in Endocrinology, и в ней изучалось влияние краткосрочной кетогенной диеты на здоровье костей в состоянии покоя и в ответ на физические нагрузки.

В исследовании приняли участие 33 элитных спортсмена на выносливость (спортивная ходьба), 28 мужчин и 5 женщин. Исследовательскую группу возглавляла доктор Луиза Берк, опубликовавшая ряд известных исследований, сравнивающих высокоуглеводные и низкоуглеводные/кетогенные диеты у элитных спортсменов на выносливость. Её группа является авторитетным источником информации о влиянии кетогенной диеты на спортивные результаты и здоровье атлетов.

Все участники были разделены на две группы. Одна группа в течение 3,5 недель придерживалась высокоуглеводной диеты, а другая в течение того же периода времени придерживалась низкоуглеводной кетогенной диеты с высоким содержанием жиров. В течение 3,5 недель «диетического вмешательства» участники активно тренировались, выполняя и сессии с высокой интенсивностью.

Важно отметить, что обе диеты были изокалорийными, то есть содержали одинаковое количество калорий и белка (2,1 грамма на килограмм веса тела) и различались только содержанием углеводов и жиров.

До и после диетического вмешательства участники прошли тест на выносливость на 25 километров (для мужчин) или 19 километров (для женщин) с интенсивностью в 75% от максимального потребления кислорода (VO2max). Во время тренировки участникам предлагались варианты питания с низким и высоким содержанием углеводов. После тренировки они употребляли низкоуглеводный или высокоуглеводный восстановительный коктейль.

Маркёры здоровья костей и метаболизма измерялись до и после вмешательства в нескольких временных точках:

В состоянии покоя – утром после ночного голодания.
Через 2 часа после низкоуглеводной или высокоуглеводной еды (завтрака).
Сразу после тренировки.
Через 3 часа после тренировки.

Подгруппа участников группы низкоуглеводной диеты также имела один дополнительный визит к ученым, включающий экстренное восстановление углеводов. Результаты оценивались после высокоуглеводного завтрака, после тренировки с высокоуглеводным питанием и через 3 часа после тренировки с высокоуглеводным восстановительным коктейлем.

Маркеры здоровья костей включали:

С-концевой телопептид коллагена I типа (CTX): маркёр разрушения костной ткани. Более высокие уровни считаются плохими.
N-концевой пропептид проколлагена 1 (P1NP): маркёр костеобразования. Более высокие уровни считаются хорошими.
Остеокальцин: маркёр общего метаболизма костной ткани. Более высокие уровни обычно считаются хорошими.

Дизайн исследования

Данный дизайн исследования позволил ответить на несколько вопросов.

Во-первых, это покажет, как краткосрочная кетогенная диета влияет на маркёры метаболизма костей в состоянии покоя. Во-вторых, это покажет, как костные маркеры изменяются под воздействием физических нагрузок и приёма пищи с различным составом макронутриентов. Наконец, можно узнать, влияет ли возобновление углеводов в рационе на маркёры метаболизма костей после краткосрочной кето-диеты.

Результаты

После низкоуглеводной диеты уровень CTX натощак увеличился на 22%, уровень P1NP снизился на 14%, а уровень остеокальцина снизился на 25% по сравнению с исходным уровнем. Уровень P1NP и остеокальцина также был ниже в состоянии покоя (натощак) в группе с низким содержанием углеводов по сравнению с группой с высоким содержанием углеводов.

Эти результаты свидетельствуют о том, что кратковременная кето-диета отрицательно влияет на уровень маркёров метаболизма костной ткани в состоянии покоя.

Изменение уровня маркёров здоровья кости

После нагрузочного теста, уровень CTX в группе с низким потреблением углеводов повысился по сравнению с исходным уровнем и по сравнению с группой с высоким потреблением углеводов. Уровень P1NP и остеокальцина снизился в группе с низким потреблением углеводов по сравнению с исходным уровнем.

Площадь под кривой (общая концентрация маркёров костного метаболизма сразу после тренировки и через 3 часа после неё) для CTX была на 81% выше по сравнению с исходным уровнем в группе с низким потреблением углеводов. Площадь под кривой для P1NP (−19%) и остеокальцина (−29%) была ниже в группе с низким потреблением углеводов по сравнению с исходным уровнем. Все маркёры костного метаболизма также различались в группе с низким потреблением углеводов по сравнению с группой с высоким потреблением углеводов (CTX был выше, а P1NP и остеокальцин ниже).

Что происходило при восстановлении уровня углеводов?

В фазе восстановления, уровни CTX после тренировки вернулись к исходному уровню, однако P1NP и остеокальцина оставались ниже исходного. Аналогичные результаты были получены для площади под кривой: уровни CTX вернулись к исходному уровню и совпали с показателями в группе с высоким содержанием углеводов, в то время как P1NP и остеокальцин оставались ниже исходного уровня и по сравнению с показателями в группе с высоким содержанием углеводов.

Эти результаты свидетельствуют о том, что кратковременная кето-диета отрицательно влияет на маркёры метаболизма костной ткани после тренировки, и что только некоторые маркёры метаболизма костной ткани возвращаются к норме после резкого возобновления потребления углеводов.

Динамика изменения маркёров здоровья кости

Один из вопросов, на который пока нет ответа, заключается в том, применимы ли результаты этого исследования к длительному следованию кетогенной диете. Сохранится ли негативное влияние на формирование и ремоделирование костей при соблюдении кетогенной диеты в течение 6 - 12 месяцев или нескольких лет?

Сложно сказать, но можно с уверенностью утверждать, что «кето-адаптация» занимает некоторое время, хотя Луиза Берк и её коллеги утверждают, что даже 3,5 недель будет достаточно, чтобы увидеть метаболические изменения, свидетельствующие о развитии «кето-адаптации».

Но эти результаты, безусловно, должны вызывать опасения как минимум из-за необходимости сокращения потребления углеводов, у любого спортсмена на выносливость, который также заботится об оптимизации здоровья своих костей. Хотя невозможно сделать вывод о том, что эти краткосрочные изменения предсказывают повышенный риск травм в будущем или негативные изменения минеральной плотности костей, но их вполне достаточно, чтобы насторожиться.

Исходя из данных этой работы, представляется разумным обеспечить достаточное количество углеводов до, во время и после тренировки для поддержания здоровья костей. И, учитывая большинство имеющихся данных, атлет, придерживающийся высокоуглеводной диеты, чаще всего замечает повышение производительности.