Применение креатинсодержащих бад в спорте: новые исследования

Введение

Креатин - одна из наиболее популярных пищевых добавок. Его использование в мире постоянно растет. Шчиная с 1992-93 гг. этот продукт занимает первые места по объему продаж среди БАД спортивной направленности. Достаточно сказать, что годовые объемы продаж креатинмоногидрата только за период c 1996 по 2001 г. увеличились с 50 до более чем 400 млн долл. США (S. Bird., 2003). Тем не менее в настоящее время назрела необходимость пересмотра взглядов на данный продукт. Это связано прежде всего с появлением на рынке новых креатиновых смесей, производители которых заявляют о «повышении эффективности по сравнению с моногидратом в 6-10 раз». В то же время работы, посвященные подобным продуктам, единичны, а последний большой обзор по свойствам и применению креатина опубликован в 2003 г. (S. Bird, 2003). Поэтому целью нашей работы было изучение современных работ по применению креатина в спорте и эффективности препаратов, в которых воздействие креатина на организм спортсмена усиливается дополнительными добавками.

Биохимия креатина

В организме человека весом 70 кг имеется 140-160 г креатина (M.G. Bemben, H.S. Lamont, 2005). Основной его функцией считается участие в цикле АТФ - КФ, источнике энергии при максимальных нагрузках. Суточный расход креатина в обычных условиях составляет примерно 2 г. В мышцах под влиянием фермента креатинкиназы превращается в креатинфосфат (примерно 40% креати-нового пула в скелетной мускулатуре находится в виде фосфата). Креатинфосфат служит в качестве источника химической энергии для ресинтеза АТФ. После отщепления фосфата креатин превращается в креатинин, который выводится через почки.

В соответствии с современной теорией препараты креатина повышают уровень фосфокреатина (PCr) в клетках скелетных мышц. Большее количество фосфокреатина обеспечивает более быстрое восстановление аденозин-трифосфата (ATP), который является поставщиком энергии при кратковременной работе с большой интенсивностью, например, спринт, прыжки и тяжелая атлетика. Кроме того, фосфокреатин задерживает клеточные протоны, которые отвечают за снижение рН и, следовательно, за утомляемость во время работы. Таким образом, применение креатина может давать эргогенный эффект, увеличивая силу мышечных сокращений и продлевая анаэробную работу. Естественно, данный эффект проявляется прежде всего в режиме нагрузки скоростно-силового характера (И. Нетреба и др., 2006).

За последнее десятилетие обнаружен еще один механизм действия креатина. Показано, что это вещество активирует процессы пролиферации и дифференциации сателлитных клеток. Фосфокреатин - один из основных источников энергии для процесса деления миобластов. Сочетание креатина с высокобелковым питанием и силовой тренировкой приводит к существенному ускорению роста миоцитов и увеличению их числа (S. Olsen et al., 2006).

Креатин оказывает также выраженное воздействие на осмотическую активность, препятствуя транспорту воды из клетки и тем самым способствуя их выживанию в условиях осмотического шока (R. Alfieri et al., 2006). Данный эффект лежит в основе предохраняющего действия креатина при физических нагрузках в жарком влажном климате.

Все указанные механизмы являются преимущественно локальными. До сих пор не описаны системные эффекты креатина, хотя имеются работы, в которых изучалось воздействие этого вещества на гормональный статус. Предполагается, что воздействие креатина в сочетании с другими пищевыми добавками на уровни гормонов (соматотропин) и ферментов (креатинкиназа), в частности описанное (W.J. Kraemer et al., 2007), имеет опосредованный характер. Так, загрузка креатином на уровне 20 г/ день приводит к достоверному увеличению массы мышц, не влияя на такие системные показатели, как АД и уровни креатинкиназы в плазме (S. Mihic, J.R. MacDonald, S. McKenzie, M.A. Tarnopolsky, 2000). В то же время прием креатина способен оказывать активирующее воздействие на энергетические процессы в мозгу за счет увеличения пула креатинфосфата (J.W. Pan, K. Takahashi, 2007).

Креатин в спортивном питании

Первые сведения о применении креатина в спорте датируются началом 1990-х гг. Яркие победы британских легкоатлетов (Л. Кристи, С. Ганнел, К. Джексон) на Олимпийских играх 1992 г. в Барселоне многие связывали с новейшими разработками английских специалистов под руководством P. Greenhaff в области использования специальных креатиновых продуктов в спортивном питании (так называемый метод «нагрузки креатином», т.е. прием дозировок до 20 г/день с дальнейшим снижением дозы до 5 г/день). По данным литературы, этот метод обладает наибольшей эффективностью, хотя в ряде работ, цитируемых ниже, значительный эффект достигался при длительном приеме относительно низких доз. Важно также отметить, что до сих пор креатин не отнесен к допинговым средствам.

Многочисленные научные исследования демонстрируют эргогенный потенциал креатина. Данные мета-анализа 11 статей, посвященных применению креатина (S.L. Nissen, R.L. Sharp, 2003), свидетельствуют о существенном повышении силовых характеристик при использовании дозировок креатина в ходе силовой тренировки как у ранее тренировавшихся, так и у нетренированных субъектов.

Однако мета-анализ данных по влиянию креатина на силовые характеристики, проведенный в работе (R.L. Dempsey, M.F. Mazzone, L.N. Meurer, 2002), выявил только повышение работоспособности при максимальной нагрузке. Вероятно, это связано с некорректным выполнением исследования: в обзор включались работы с самым различным контингентом (как спортсмены, так и физически активные или нетренированные люди), но в ряде работ силовая тренировка не производилась. Кроме того, измерялись несколько различные характеристики мышц.

Наиболее широко креатин используется в видах спорта скоростно-силовой направленности, таких, как тяжелая атлетика. Однако он нашел применение в спортивных играх - футболе, регби, то есть в видах, где структура подготовленности имеет четко выраженную скоростно-силовую направленность (P. Hespel, R.J. Maughan, P.L. Greenhaff, 2006), а также единоборствах, особенно в борьбе. Показано (З.Г. Кахабришвили, В.Ю. Ахалкаци, Т.А. Схиртладзе, 2004), что прием чистого креатина моногидрата в дозе 5 г/день борцами высокой квалификации приводит к существенному повышению силовых показателей в специальных тестах.

Делались попытки применения креатина в видах спорта с преимущественным развитием выносливости, однако результаты оказались неудовлетворительными. Показано (L.J.C. vanLoon et al., 2003), что прием креатина нетренированными ранее людьми не приводит к статистически достоверному повышению VO2max по сравнению с контрольной группой. Аналогично, в ряде работ (T.F. Reardon et al., 2006) показано, что прием креатина не оказывает выраженного воздействие на работоспособность даже при субмаксимальных аэробных нагрузках. Данные о характере изменений в структуре силовых характеристик подтверждают гипотезу о локальном эффекте креатиновых добавок.

Эффективность и безопасность креатина

Современные данные показывают, что средняя концентрация креатина в скелетных мышцах составляет 125 ммоль/кг-дм, однако естественный разброс показателей составляет от 90 до 160 ммоль/кг-дм. Такой разброс концентрации объясняет, почему некоторые исследования не продемонстрировали значительного эргогенного эффекта. У испытуемых спортсменов-вегетарианцев концентрация креатина была существенно ниже 125 ммоль/кг-дм. Эта группа показала самое существенное увеличение концентрации креатина в мышцах, скорости восстановления уровня фосфокреатина и улучшения рабочих показателей при применении креатина (J.M. Lukaszuk et al., 2005). С другой стороны, у спортсменов с повышенным уровнем креатина в мышцах эргогенный эффект после приема креатина был незначительным или отсутствовал вовсе. Во многих исследованиях отмечалось, что примерно 30-40% спортсменов не получают никаких положительных эффектов при приеме моногидрата креатина, причем во многих случаях причины этого неизвестны (D. Paddons-Jones, E. Borsheim, R. Wolfe, 2004). Включение нечувствительных к воздействию данного препарата испытуемых в протокол исследования может быть одной из причин отрицательных результатов. Так, например, в работе (M. Glaister et al., 2006), большой разброс значений прироста мышечной массы и результатов в спринте предполагает наличие среди испытуемых лиц, невосприимчивых к креатину.

Основной механизм, обеспечивающий эффективность действия креатинмоногидрата на мышцы, это сохранение натуральной (нативной) структуры вещества при его всасывании из желудка в кровь. Уже в желудке креатин может превращаться в креатинин, который выводится с мочой. Стабильность креатина в растворе невелика. Поэтому наиболее приемлемой формой креатина до последнего времени считались желатиновые капсулы с порошком моногидрата, которые хотя бы частично защищали креатин от перехода в креатинин. Между тем действие креатинмоногидрата может быть усилено прежде всего за счет ускорения всасывания в желудке. Однако, как будет показано дальше, усиление всасывания неэффективно в случаях нечувствительности к креатину.

С момента широкого распространения креатина на рынке серьезных побочных эффектов от приема сверхфизиологических (т.е. более выше 2 г/день) доз креатинмоногидрата выявлено не было (J.M. Tokish, M.S. Kocher, R.J. Hawkins, 2004). Подробный метаанализ работ, посвященных данной проблеме, показывает, что частота побочных эффектов в целом весьма низка (B.K. Schilling et al., 2001).

Сообщалось о резком увеличении количества случаев мышечных судорог при применении креатина моногидрата. Однако в последнем исследовании на эту тему показано, что частота судорожных проявлений весьма низка; более того, креатин способствует сохранению работоспособности при высокой температуре и влажности, регулируя водный обмен (V.J. Dalbo et al., 2008). Отмечены также отдельные нарушения функции почек при приеме больших доз креатина спортсменами, имеющими заболевания почек, однако подобные случаи, как и нарушения со стороны печени, единичны и могут быть объяснены уже существующими заболеваниями (J.R. Poortmans, M. Francaux, 2000). Среди неприятных побочных эффектов - желудочно-кишечные расстройства.

Новые формы креатина: эффективность

В течение последних 15-20 лет предпринимаются попытки повысить эффективность креатина, в том числе у спортсменов, нечувствительных к данному препарату. Наиболее очевидным выходом казалось применение креатинфосфата. Однако это вещество чрезвычайно плохо всасывается и разлагается в желудке. Внутривенное введение способствует улучшению и восстановлению сократительной функции сердечной мышцы, но фактически мало влияет на рост мышечной массы. Сочетание моногидрата креатина и солей фосфора, что применяется в ряде коммерческих продуктов, не приводит к статистически значимому повышению эффективности (J.M. Eckerson et al., 2005).

Еще один прием, который усиливает действие креатинмоногидрата - это его сочетание с веществами, которые стимулируют выделение инсулина. В ряде исследований было показано, что при повышении уровня инсулина в крови значительно увеличивается накопление креатина в мышцах. Установлено, что углеводы, в том числе декстроза, ускоряют усвоение креатина именно за счет стимулирования выброса инсулина (R.L. Terjung et al., 2000). Простейшим примером такого сочетания является раствор креатинмоногидрата в виноградном соке. Таким же действием обладают и некоторые аминокислоты (N.A. Ratamess et al., 2007). Содержание в таких продуктах аминокислоты таурина частично оказывает и антикатаболическое действие. Существует препарат, представляющий комбинацию бета-аланина с креатином. Степень усвоения креатина в таком сочетании существенно выше (J. Hoffman et al., 2006).

Многие компании спортивного питания представили разнообразные версии этих систем. Кроме моногидрата креатина, все ранние транспортные системы имели один общий компонент - декстрозу. Однако поскольку декстроза применяется в количествах более 5 г на 1 г, с точки зрения рационального питания это неблагоприятно.

Большинство современных продуктов создано на основе декстрозы, сахарозы и мальтодекстрина для временного повышения уровня инсулина и лучшего всасывания креатина в мышечную ткань. Кроме того, углеводная составляющая продуктов (обычно смесь коротко- и длиннозвенных углеводов) позволяет быстро восстанавливать уровень гликогена после тренировки и обеспечивать их длительное поступление в кровоток, что, как предполагается, нормализует инсулиновую кривую. Доказательств большей эффективности данного метода по сравнению с приемом высокогликемических углеводов в доступной литературе не обнаружено.

Другой метод повышения степени усвоения креатина - одновременный прием альфа-липоевой кислоты,которая, как показано исследованиями, усиливает метаболизм инсулина даже при наличии инсулиновой резистентности. Доказано повышение эффективности усвоения креатина в сочетании с липоевой кислотой (D.G. Burke et al., 2003).

Применение бета-гидрокси-бета-метилбутирата совместно с креатином выявило аддитивное действие этих добавок на повышение силы и увеличение мышечной массы при силовых тренировках (P. Ostaszewski et al., 2001).

В некоторых продуктах, выпускаемых для спортсменов силовых видов и культуристов, имеется белковая составляющая - смесь сывороточного (повышенное содержание ВСАА) и молочного протеина, пептиды глютамина, другие аминокислоты. Поэтому применение такого продукта с точки зрения снабжения мышц аминокислотами сразу после тренировки вполне оправдано. Тем не менее эффективность сочетания аминокислотной смеси и креатина при силовой нагрузке не выше, нежели сочетания креатин - декстроза при равном количестве креатина (M.A. Tarnopolsky et al., 2001). Комплексы креатинмоногидрата с белками не имеют каких-либо достоверных преимуществ по сравнению с препаратами чистого креатина моногидрата, хотя данное сочетание также оказалось относительно эффективным в смысле обеспечения организма аминокислотами (P.J. Cribb, A.D. Williams, A. Hayes, 2007).

Ряд современных «креатиновых формул» основан на использовании солей креатина, таких, как пируват или цитрат. Основное их преимущество - более высокая растворимость по сравнению с моногидратом, что теоретически позволяет повысить степень всасывания. Мы нашли единственную работу, посвященную обоим препаратам (R. Jager et al., 2008). При дозировках 5 г/день оба препарата существенно повышали силовые характеристики мышц кисти, причем прием пирувата приводил к более длительному эффекту в ходе теста. Однако преимущество солей перед моногидратом не доказано, тем более что группа сравнения принимала плацебо. Существенным недостатком пирувата креатина является сильное раздражающее действие на желудочно-кишечный тракт, вызванное наличием пировиноградной кислоты (личные наблюдения авторов).

Данных по применению эфиров креатина в доступной литературе нет. Производители ссылаются в основном на работы по моногидрату, цитируя к тому же (с непонятной целью) статью, посвященную синтезу этилового эфира креатина. По данным собственных наблюдений, мы рекомендуем воздержаться от использования данного продукта.

В продаже имеются жидкие формы креатина, которые, согласно заявлениям производителей, более эффективны, нежели порошкообразные препараты. Однако в работе, посвященной так называемой «креатиновой сыворотке», ее эффективность при одинаковой дозе оказалась ниже, чем моногидрата (N.D. Gill, R.D. Hall, A.J. Blazevich, 2004). Возникают также проблемы с хранением раствора, поскольку креатин в значительной степени переходит в креатинин, хотя и не так быстро, как предполагалось ранее.

Выводы

-    Креатин остается одним из наиболее эффективных эргогенных средств для видов спорта, включающих нагрузки анаэробного характера, преимущественно высокой интенсивности (зона действия механизма АТФ-КФ). Он оказывает во основном локальное воздействие на уровне миоцитов. При нагрузках преимущественно аэробного характера его эффект сводится к накоплению воды в клетке, что, возможно, предотвращает дегидратацию при работе в жарком климате.

-    Для максимального эффекта в отношении силовых показателей следует использовать метод нагрузки креатином - прием 20-30 г/день, по 5 г на один прием, в течение 7-9 дней с последующим переходом на поддерживающую дозу порядка 2-4 г/день в течение 7-10 дней. Креатиновая загрузка (включая поддерживающий курс) должна совпадать с нагрузочными тренировочными микроциклами.

-    Креатин относительно безопасен, хотя при использовании высоких доз могут наблюдаться побочные эффекты, обусловленные индивидуальными особенностями организма.

-    По результатам исследований, 30-40% спортсменов не получают эффекта от приема креатина. Эффективность данного средства тем выше, чем ниже исходный уровень креатина в скелетной мускулатуре.

-    Более высокая эффективность новых форм креатина (соли, эфиры и т.п.) по сравнению с моногидратом не подтверждена исследованиями. Внутривенное применение фосфокреатина оправдано с медицинской точки зрения только для профилактики и для лечения перенапряжения миокарда, выявляемого по данным ЭКГ. Имеются данные о повышении эффективности при сочетании креатина с веществами, стимулирующими выделение инсулина. В настоящее время наиболее надежным методом креатиновой загрузки является сочетание креатина в виде моногидрата или некоторых солей с высокогликемичес-кими углеводами.

Литература

1.    Кахабришвили З.Г., Ахалкаци В.Ю., Схиртладзе Т.А. Креатиновые продукты в спортивном питании борцов // Теория и практика физической культуры. - 2004. - № 7. -С. 10.

2.    Нетреба И. и др. Креатин как метаболический регулятор структуры и функций скелетных мышц при силовой тренировке у человека // Рос. физиол. журн. им. Сеченова. - 2006. - 92. - № 1. - С. 113-122.

3.    Alfieri R. et al. Creatine as a compatible osmolyte in muscle cells exposed to hypertonic stress // J. Physiol. 576.2 (2006). - Р. 391-401.

4.    Bemben M.G., Lamont H.S. Creatine supplementation and exercise performance: recent findings // Sports Med. 2005; 35 (2):107-25.

5.    Bird S. Creatine supplementation and exercise performance: a brief review // J. Sports Sci. Med. 2003; (2): 123-132.

6.    Burke D.G. et al. Effect of alphalipoic acid combined with creatine monohydrate on human skeletal muscle creatine and phosphagen concentration // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 2003 Sep.; 13 (3):294-302.

7.    Cribb P.J., Williams A.D., Hayes A. A creatine-protein-carbohydrate supplement enhances responses to resistance training // Med. Sci. Sports Exerc. 2007 Nov.; 39 (11):1960-8.

8.    Dalbo V.J. et al. Putting the Myth of Creatine Supplementation Leading to Muscle Cramps and Dehydration to Rest // Br. J. Sports Med. 2008. Jan 9 [Epub ahead of print].

9.    Dempsey R.L., Mazzone M.F., Meurer L.N. Does oral creatine supplementation improve strength? A meta-analysis // J. Fam Pract. 2002 Nov.; 51 (11):945-51.

10.    Eckerson J.M. et al. Effect of creatine phosphate supplementation on anaerobic working capacity and body weight after two and six days of loading in men and women // J. Strength Cond. Res. 2005 Nov.; 19 (4):756-63.

11.    Gill N.D., Hall R.D., Blazevich A.J. Creatine serum is not as effective as creatine powder for improving cycle sprint performance in competitive male team-sport athletes // J. Strength Cond. Res. 2004 May; 18 (2):272-5.

12.    Glaister M. et al. Creatine supplementation and multiple sprint running performance // J. Strength Cond. Res. 2006 May; 20 (2):273-7.

13.    Hespel P., Maughan R.J., Greenhaff P.L. Dietary supplements for football // J. Sports Sci. 2006 Jul.; 24 (7): 749-61.

14.    Hoffman J. et al. Effect of creatine and beta-alanine supplementation on performance and endocrine responses in strength/power athletes // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 2006 Aug.;16 (4):430-46.

15.    Kraemer W.J. et al. Effects of a multi-nutrient supplement on exercise performance and hormonal responses to resistance exercise // Eur. J. Appl. Physiol. 2007 Nov.; 101 (5):637-46.

16.    Lukaszuk J.M. et al. Effect of a defined lacto-ovo-vege-tarian diet and oral creatine monohydrate supplementation on plasma creatine concentration // J. Strength Cond. Res. 2005 Nov.; 19 (4):735-40.

17.    Mihic S., MacDonald J.R., McKenzie S., Tarnopols-ky M.A. Acute creatine loading increases fat-free mass, but does not affect blood pressure, plasma creatinine, or CK activity in men and women // Med. Sci. Sports. Exerc. 2000 Feb.; 32 (2):291-6.

18.    Nissen S.L., Sharp R.L. Effect of dietary supplements on lean mass and strength gains with resistance exercise: a meta-analysis // J. Appl. Physiol. 94: 651-659, 2003.

19.    Olsen S. et al. Creatine supplementation augments the increase in satellite cell and myonuclei number in human skeletal muscle induced by strength training // J. Physiol. 573.2 (2006). - Р. 525-534.

20.    Ostaszewski P. et al. Creatine and beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) additively increase lean body mass and muscle strength during a weight-training program // Nutrition. 2001 Jul - Aug.; 17 (7-8):558-66.

21.    Paddons-Jones D., Borsheim E., Wolfe R. Potential Ergogenic Effects of Arginine and Creatine Supplementation // J. Nutr. 134: 2888S-2894S, 2004.

22.    Pan J.W., Takahashi K. Cerebral energetic effects of creatine supplementation in humans // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2007 Apr.; 292 (4):R1745-50.

23.    Poortmans J.R., Francaux M. Adverse effects of creatine supplementation: fact or fiction? // Sports Med. 2000 Sep.; 30 (3):155-70.

24.    Schilling B.K. et al. Creatine supplementation and health variables: a retrospective study // Med. Sci. Sports Exerc. 2001 Feb.; 33 (2):183-8.

25.    Terjung R.L. et al. American College of Sports Medicine roundtable. The physiological and health effects of oral creatine supplementation // Med. Sci. Sports Exerc. 2000 Mar.; 32 (3):706-17.

26.    Tarnopolsky M.A. et al. Creatine-dextrose and protein-dextrose induce similar strength gains during training // Med. Sci. Sports Exerc. 2001 Dec.; 33 (12):2044-52.

27.    Tokish J.M., Kocher M.S., Hawkins R.J. Ergogenic Aids: A Review of Basic Science, Performance, Side Effects, and Status in Sports // Am. J. Sports Med. 2004; 32; 1543.

28.    vanLoon L.J.C. et al. Effects of creatine loading and prolonged creatine supplementation on body composition, fuel selection, sprint and endurance performance in humans // Clinical Science (2003) 104, 153-162.

29.    Ratamess N.A. et al. Effects of an amino acid/creatine energy supplement on the acute hormonal response to resistance exercise // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 2007 Dec.; 17 (6):608-23.

30.    Reardon T.F. et al. Creatine supplementation does not enhance submaximal aerobic training adaptations in healthy young men and women // Eur. J. Appl. Physiol. 2006 Oct.; 98 (3):234-41.