Орган движения

Скелетные мышцы требуют правильного производства и распределения энергии для поддержания их работы. Чтобы обеспечить выполнение этих требований, митохондрии образуют большие сети в клетках скелетных мышц, улучшая свои функции во время тренировок. Митохондрии являются основными поставщиками энергии, которые координируют выработку ATФ, продукции активных форм кислорода (ROS) и регуляцию движения кальция, которые являются фундаментальными процессами для поддержания активности организма во время тренировок. Таким образом, упражнения и митохондрии находятся в тесной взаимосвязи и влияют друг на друга.

В обзоре, опубликованном в журнале Oxidative Medicine and Cellular Longevity, авторы обсуждают недавние открытия по митохондриальной адаптации, вызванной физической нагрузкой. Подчёркивается важность митохондриального биогенеза, морфологических изменений и увеличения образования респираторного суперкомплекса - механизмов, запускаемых регулярными тренировками, которые могут повысить функцию и эффективность работы скелетных мышц. Особенно подчеркивается возможное влияние питания на митохондриальную работоспособность во время тренировок.

В обзоре подчеркивается широкий спектр адаптационных изменений, возникающих на фоне регулярных тренировок, которые могут быть обнаружены в митохондриях скелетных мышц. Кроме того, в нескольких исследованиях была предпринята попытка стимулировать такие эффекты путем стимуляции определенных путей с использованием так называемых соединений, имитирующих физическую нагрузку. Эта возможность привлекла внимание физиологов, занимающихся изучением влияния тренировок на митохондрии и мышцы, с целью открытия новых пищевых добавок для улучшения работы и здоровья скелетных мышц.

Вклад энергетических систем во время тренировок. CK: цикл Кребса; I, III, IV: митохондриальные комплексы; V: АТФ-синтаза: FADH: восстановленный флавин аденин динуклеотид; NADH: восстановленный никотинамид адениндинуклеотид; ATP: аденозинтрифосфат

Полифенолы - это встречающиеся в природе соединения со сходной структурой, которые в основном содержатся во фруктах и овощах. Известно, что полифенолы регулируют удаление свободных радикалов, передачу сигналов и трансдукцию клеток, экспрессию генов и клеточную связь. Двумя наиболее изученными полифенолами являются ресвератрол, который содержится в красном вине, и кверцетин, который в основном содержится в яблоках и луке. Как кверцетин, так и ресвератрол были тщательно изучены, поскольку они, способствуют формированию новых митохондрий. Например, мыши, получавшие ресвератрол или кверцетин, повышали свою выносливость при беге. Таким образом, добавление полифенолов может изменить фенотип скелетных мышц и тем самым улучшить общую физическую форму.

Креатинкиназа/фосфокреатиновая система. Специфические изоферменты креатинкиназы (CK) содержатся в митохондриях (Mt-CK) и цитозоле (c-CK). PCr: фосфокреатин, Cr: креатин, ATP: аденозинтрифосфат, ADP: аденозинмонофосфат.

Однако результаты исследований на людях, направленных на выявление эргогенного или полезного действия полифенолов, противоречивы. Например, сообщалось, что 30-дневный прием ресвератрола у пациентов с ожирением улучшает сердечно-сосудистую функцию и метаболизм скелетных мышц. Однако у здоровых женщин в постменопаузе не было отмечено влияния на сердечно-сосудистые исходы, липидный обмен или метаболизм глюкозы после 12 недель приема ресвератрола. Более того, ряд авторов показали, что добавление ресвератрола во время тренировок притупляет сердечно-сосудистую адаптацию, вызванную физическими упражнениями у пожилых людей. Примечательно, что у молодых людей также наблюдается притупленный эффект на адаптацию скелетных мышц, вызванную физическими упражнениями от добавления ресвератрола. Следовательно, связанные с состоянием здоровья эффекты ресвератрола могут быть более очевидными у больных, чем у здоровых людей, и нельзя забывать о том, что существует также негативное взаимодействие, вызванное ресвератролом при адаптации к физической нагрузке.

Примерно та же история и с кверцетином - исследования на людях показывают противоречивые данные. Сообщалось, что добавление кверцетина в дозе 1000 мг / сут в течение 2 недель повышает переносимость интенсивной тренировки у малоподвижных людей. Примечательно, что никакого эффекта кверцетина на вентиляцию, частоту сердечных сокращений или потребление кислорода не наблюдалось в течение низкоинтенсивной тренировки. Недавний метаанализ классифицировал влияние кверцетина на тренировки как низкое, без отсутствия какого-либо эргогенного эффекта. Имеющиеся на данный момент результаты показывают, что, в отличие от исследований на мышах, кверцетин не улучшает функцию митохондрий ни у малоподвижных, ни у тренированных людей. Кроме того, любой эффект, связанный с производительностью, который более вероятен у малоподвижных людей, может быть связан с усилением иммунологического ответа на физические упражнения.

Кроме полифенолов, большое внимание уделяется добавкам с содержанием нитратов (NO3-), так как они были связаны с улучшением физических упражнений у людей в широком диапазоне физических нагрузок. Среди этих эффектов важно подчеркнуть, что добавка нитратов может снизить стоимость O2 при субмаксимальных нагрузках. Фактически, три-шесть дней приема нитратов увеличивают эффективность митохондриальной работы, тем самым улучшая функцию скелетных мышц. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования в этой области, потому что, как и в случае других добавок, обсуждаемых выше, эргогенный потенциал нитратов притупляется, особенно на фоне высокоинтенсивных тренировок.

Наконец, в последнее время много внимания уделяется микробиоте кишечника, поскольку она разделяет свойство метаболизма питательных веществ с митохондриями. Было отмечено, что приспособленность хозяина связана с иммунной функцией кишечника и функцией микробиоты. Фактически, считается, что есть некие симбиотические отношения между кишечной микробиотой и митохондриями, при этом они могут укрепляться на фоне регулярных тренировок.

Энергетические системы в спорте. Креатинфосфатная система (ATP-CP) используется во взрывных движениях (немедленная энергия). Анаэробно созданная энергия пересекается с использованием системы ATP-CP для обеспечения энергией для активности продолжительностью до 3 минут. Аэробный гликолиз обеспечивает энергию для событий на большие расстояния, расщепляя жир и углеводы.

Имеющиеся данные показывают, что изменение митохондриальной активности с помощью тренировок является не только фундаментальной для физической работоспособности, но и ключевым моментом для здоровья всего организма. Таким образом, взаимодействие между тренировками и митохондриями является не только вопросом взаимодействия на энергетическом уровне, но и важным аспектом, который необходимо понимать для улучшения использования тренировок как для обычных людей, так и для спортсменов.