Олимпийские травы

Уже в древности люди использовали стимуляторы, чтобы повысить физическую работоспособность. Древнегреческие атлеты перед соревнованиями ели чеснок, сушеные фиги, семена кунжута, употребляли некоторые виды психотропных грибов. Римские гладиаторы ели мухоморы, чтобы увеличить агрессивность и снизить чувствительность к боли и усталости. Гонцы в империи инков жевали листья коки, и это позволяло им бежать целыми сутками. В XX веке стали использовать морфий, анаболические стероиды, амфетамины и многие другие сильнодействующие препараты. Хочется надеяться, что пик применения этой «тяжелой артиллерии» уже позади — антидопинговые правила в спорте становятся с каждым годом все строже, а спортсмены — грамотней («Химия и жизнь», 2001, № 12, 2002, №11). За последние двадцать лет стали популярными лекарственные травы, ведь спортсменам надо как-то справляться с огромными нагрузками и при этом давать результаты. Ученые же пытаются разобраться, насколько они эффективны.

Зачем нужны стимуляторы

Интенсивные физические упражнения — стресс для организма. Если тренированный человек с ним справляется, у него оптимизируется обмен веществ, организм адаптируется к повышенным нагрузкам, становится выносливее, наращивается мышечная масса. Если же тело спортсмена не может справиться со стрессом, то его физическая форма, наоборот, ухудшается, начинают болеть мышцы, и тренировки ничего не дают. Получается, что тренировки могут быть как положительным, так и отрицательным стрессом.

Давно известно, что при отрицательном стрессе ослабляется весь организм. Вот лишь одно из подтверждений — исследование Дэвида Нимена с коллегами из Аппалачинского государственного университета (США), опубликованное в 2007 году. Они подсчитывали, как часто профессиональные спортсмены болеют респираторными заболеваниями.

Профессионалов сравнивали с двумя контрольными группами — лежебоками, которые вообще не занимались физкультурой и спортом, и теми, кто занимался регулярно, однако без фанатизма — например, бегал три раза в неделю по полчаса. Оказалось, что здоровее всех третья группа, «физкультурники»: они существенно реже страдают заболеваниями верхних дыхательных путей по сравнению с теми, кто вообще не двигается или изнуряет себя тренировками. Самое удивительное, что настоящие спортсмены болеют даже чаще, чем лежебоки. На рисунке «очень интенсивные тренировки» соответствуют нагрузкам профессиональных спортсменов олимпийского уровня, однако на самом деле это может быть любой спортсмен или даже любитель, который тренируется с большей интенсивностью, чем его организм может выдержать.

Меньше всего болеют респираторными инфекциями те, кто тренируется регулярно с небольшой интенсивностью. Левая часть графика — лежебоки, правая — профессиональные спортсмены.

Чтобы приспособиться к нагрузкам и увеличить выносливость, спортсмены принимают в том числе различные биодобавки (БАД). Многие из них повышают иммунитет и «адаптируют» организм, помогая ему вынести тяжелый режим тренировок. Особенно привлекательны травяные БАД, поскольку многие считают, что они совершенно безвредны. Вообще говоря, мнение о полной безвредности растительных препаратов ни на чем не основано: лекарственный препарат не может быть одновременно эффективным и абсолютно безвредным всегда и для всех.

Точно не известно, в каких количествах спортсмены потребляют растительные биодобавки, но, несомненно, количества эти больше, чем у обычных людей. Существуют специальные опросники, но часто в них биодобавки относят к категории «другие», поэтому цифры получаются весьма приблизительные. По различным данным, в США от 17 до 61% спортсменов заявляют о том, что они принимают биодобавки с травами. Есть основания полагать, что в России эти цифры существенно выше. Чтобы понять масштабы этой индустрии, достаточно сказать, что, по данным Американского ботанического общества, всего продажи таких биодобавок выросли в США в 2011 году на 5,5 миллиарда долларов, и это на 4,5% больше, чем в 2010-м. В России специалисты по маркетингу утверждают, что продажи растут чуть ли не в три раза быстрее.

Здесь есть некоторые факторы, которые, очевидно, действуют и за пределами профессионального спорта. Например, исследователи из Кингстонского и Бирмингемского университетов (Великобритания) выяснили, что цели, для достижения которых английские спортсмены используют ту или иную фитодобавку, часто совершенно не соответствуют официальным показаниям к их применению. Также спортсмены не слушают рекомендаций профессиональных врачей, хотя спрашивают их чаще, чем тренера, а больше всего прислушиваются к советам товарищей по команде. Кроме того, спортсмены недооценивают побочные эффекты и полагают травяные добавки совершенно безопасными — это же все натуральное! Они готовы улучшить спортивную форму любыми способами, не обращая внимания на то, как это действует на здоровье. К сожалению, последнее относится не только к английским спортсменам. Возьмем шире — не только к спортсменам...

Что в моде

В верхних строчках топ-листа у спортсменов всего мира — эхинацея, женьшень, потом идут традиционные чеснок, зверобой, соя, эфедра (хвойник) и другие. У нас в стране также очень популярны заманиха, левзея и лимонник. (Если смотреть популярность не у спортсменов, а у всех, то приоритеты, конечно, будут немного иными.)

Что нужно спортсмену? В первую очередь увеличить физическую выносливость и силу. С этой целью применяют женьшень (виды рода Panax), сходный с ним по действию элеутерококк, который на Западе называют «сибирским женьшенем» Eleutherococcus senticosus, эфедру Ephedra sinica или золотой корень Rhodiola rosea. В этот список можно добавить якорцы стелющиеся Tribulus terrestris, которые могут улучшать силовые характеристики спортсменов. Забавно, что американские, болгарские и австралийские исследования на людях не подтвердили повышение физической работоспособности, выносливости и массы тела на фоне приема этой добавки, а российские исследования, выполненные на молодых спортсменках, занимающихся пауэрлифтингом, показали очевидный положительный эффект.

Эфедру и женьшень также считают стимуляторами центральной нервной системы. Предполагается, что через нее активные вещества действуют на все другие системы, органы и ткани и таким образом помогают организму адаптироваться к нагрузкам, повышают тонус и работоспособность. Американские спортивные врачи рекомендуют сочетать их с гуараной Paullinia cupana. У нас рекомендуют заманиху Oplopanax elatus, золотой корень и лимонник Schisandra. Если нужно стимулировать иммунитет, то оптимальный выбор — скорее эхинацея Echinacea species, бузина Sambucus nigra и астрагал Astragalus species.

Другие растения — якорцы, соя Glycine max и смилакс, или сассапариль (виды рода Smilax), — как считается, содержат растительные компоненты, влияющие на уровень анаболических стероидов. Есть также биодобавки, не принадлежащие к царству растений, со специфическими эффектами. К ним относят гриб кордицепс китайский Сordyceps sinensis, паразитирующий на гусеницах бабочек определенного вида (см. «Химию и жизнь», 2008, № 2), — он растет в горах Тибета на высоте 4 км. Ну и спирулину, которую используют как многоцелевую пищевую добавку.

Биологически активные молекулы, которые вырабатывают растения, весьма разнообразны. Многие из них относятся к так называемым вторичным метаболитам. В отличие от первичных метаболитов, они не нужны для обеспечения развития, роста или размножения, но придают растению дополнительные свойства, повышающие его приспособленность: например, делают его несъедобным для травоядных, отпугивают паразитических насекомых. Понятно, почему именно вторичные метаболиты часто обладают биологической активностью: действовать на животных, защищая растение от врагов, — их прямая обязанность.

Надо сказать, что многие растения, используемые в спортивной медицине, содержат алкалоиды. Эта группа включает в себя множество разнообразных биомолекул, объединенных по формальным признакам: наличие атома азота в молекуле, а также во многих случаях слабые основные свойства (отсюда название: alkali в поздней латыни значит «щелочь»). Аминокислоты, нуклеотиды, аминосахара к алкалоидам не относят, хотя они и содержат атомы азота. У неспециалиста слово «алкалоиды» чаще ассоциируется с выраженной физиологической активностью, проще говоря, с ядами, стимуляторами, наркотиками. Примеры алкалоидов — морфин, кокаин, никотин, кофеин, теобромин из какао и теофиллин из чая. Сюда же можно отнести гуаранин из гуараны, эфедрин или псевдоэфедрин из эфедры.

Вопросы

Итак, производство и потребление травяных добавок наращивают темпы. Между тем ученые до сих пор не только не могут точно объяснить, как именно действуют эти добавки: во многих случаях они даже не могут однозначно ответить на вопрос, действуют ли они. Интерес к ним большой, и он подогревается не одним лишь сокращением списка лекарств, которых можно давать спортсменам без опасения, что они попадутся на допинге. Заняться более подробным исследованием фитопрепаратов, в том числе тех, что применяются в спортивной медицине, ученых заставляют скандальные факты.

Например, алкалоиды эфедры в 2004 году оказались причиной смерти двух молодых американских спортсменов. (Кстати, в США по закону 1994 года биодобавки могут продаваться без разрешения FDA.) После этого американские власти запретили производство и продажу препаратов, содержащих эфедру. Из этого растения в течение многих лет производят сосудо- и бронхорасширяющее средство, которое так и называется эфедрин. До этого случая препараты на основе эфедры были очень популярны как БАД для похудания, да и сейчас их рекламу можно найти в Интернете. В нашей стране у алкалоидов эфедрина и псевдоэфедрина дурная слава. Оба они сами по себе обладают довольно слабым психостимулирующим действием, но входят в список прекурсоров (предшественников) наркотических средств, и вполне заслуженно: в конце цепочки реакций может быть, например, метамфетамин.

За три года до скандала с эфедрой произошел скандал с добавками, содержащими каву-каву, или перец опьяняющий (Piper methysticum), традиционно используемую как успокоительное и тонизирующее средство. Ее запретили и в США, и в Европе, обвинив в том, что она была причиной тяжелейших заболеваний печени. С тех пор каву-каву вроде бы реабилитировали — виновными оказались производители, которые использовали не корень, а листья и стебель растения, но во многих странах она по-прежнему запрещена, в том числе и у нас.

Многие вопросы пока не имеют однозначного ответа. Подтвержден ли заявленный эффект растительного препарата не только историей применения в народной медицине, но и клиническими испытаниями? Применяют ли спортсмены БАД в дозах, указанных на упаковке, так, как прописал доктор или как посоветовал товарищ? Какие требования надо предъявлять к этим добавкам? Как лучше спланировать эксперимент, чтобы ответить на эти вопросы, и какие трудности подстерегают исследователей?

Исследований эффективности растительных добавок довольно много, причем большинство используют те, которые свободно, без рецепта продаются на родине ученых. Задача перед ними стоит непростая. Обычно работы включают описание добавки — ее состав, режим дозирования, методы, с помощью которых оценивают эффективность, — проверяют, например, как спортсмены переносят аэробные нагрузки или как возрастает сила во время анаэробных тренировок. Но в исследованиях зачастую не указаны химический состав добавок, их происхождение, каким образом получались активные вещества. В итоге результаты не воспроизводятся или с трудом поддаются интерпретации, исследования трудно сравнивать между собой. В разных публикациях, посвященных одному и тому же лечебному растению, выводы могут противоречить друг другу: на каждое исследование, подтверждающее эффективность, как правило, найдется другое, ее опровергающее. Соответственно никакой предсказательной силы эти исследования не имеют. Почему так происходит?

Попытки ответов

Чтобы разобраться с растительными БАД, Дэвид Сенчина из Университета Дрейка и его коллеги из Университета Айовы (США) собрали междисциплинарную команду, включающую ботаников, химиков, физиологов и медиков, и придумали модель с учетом основных факторов, способных повлиять на эффективность фитопрепаратов. Модель назвали «от семян до потребителя».

Оказалось, что вид растения (в медицине используют несколько видов женьшеня или эхинацеи; для ботаника это разные растения, а многие потребители даже не интересуются, какой именно женьшень), место, где его собрали, из каких частей растения получали активные вещества и какими методами — все это может быть причиной разнобоя в клинических результатах. Вот только два показательных примера — те же эхинацея и женьшень.

Считается, что эхинацея поднимает иммунитет и уменьшает частоту заболеваемости респираторными инфекциями, поэтому спортсмены пьют ее, чтобы нивелировать разрушительное действие тренировок на организм. На самом деле род эхинацея включает около десяти разных видов растений, и чаще всего используют эхинацею пурпурную Echinacea purpurea.

Биологически активные компоненты эхинацеи — фенилпропаноиды (эхинакозид, цикориевая кислота), полисахариды и алкиламиды. Соотношение и количество этих соединений зависят от вида и от того, из какой части растения они получены. В корне содержится максимальное количество целебных соединений, но производители часто предпочитают собирать листья и стебли, поскольку после этого они вырастают снова и удается собрать несколько урожаев.

Было опубликовано только пять исследований применения эхинацеи у спортсменов. Все они были связаны главным образом с аэробной нагрузкой — то есть такой, при которой мышечные движения совершаются за счет энергии, полученной при окислении глюкозы кислородом. Эта нагрузка отличается сравнительно большой продолжительностью (5 минут и более), при этом упражнения имеют динамический повторяющийся характер — бег, ходьба, велосипед, активные игры и пр. Аэробикой называлась модная в 80-е годы ХХ века разновидность гимнастики — быстрое выполнение упражнений под ритмичную музыку. Об анаэробных нагрузках, при которых мышцы получают энергию за счет распада «топливных» веществ без участия кислорода, мы поговорим дальше; типичный пример — силовая подготовка.

Работа Алоиза Берга из Университета Альберта Людвига (Фрайбург, Германия) показывает, что после приема в течение четырех недель эхинацеи пурпурной до и после интенсивных тренировок (триатлон или спринтерский велотренажер) у спортсменов снижаются частота и длительность респираторных инфекций. Это же частично подтвердили биохимические показатели. Увеличилось содержание в слюне иммуноглобулина А (иммуноглобулины в слюне — это первая линия защиты организма, их вырабатывают лейкоциты), выросло также содержание кортизола (гормона, ответственного за стресс и метаболизм) и эритропоэтина (контролирует выработку эритроцитов). Улучшился показатель аэробных тренировок VO₂ max , или максимальная способность организма поглощать кислород воздуха, — это стандартный тест, который характеризует физическую форму человека. Количество лейкоцитов, как и других клеток крови, непосредственно связанных с иммунной системой, не изменилось, однако предположительно изменилась их активность. Цитокины (сигнальные молекулы иммунной системы, их также производят лейкоциты) вели себя по-разному: одних стало больше, других меньше. Поскольку цитокины выполняют комплексные функции, сложно сказать, насколько эти изменения полезны для спортсмена. Количество эритроцитов, гемоглобин и гематокрит (объем крови, приходящийся на эритроциты) не менялись. Сходные данные получил Роланд Шупс из «Bioforce AG» (Швейцария).

Другая группа исследователей, из Университета Техаса (США), также исследовала различные показатели спортсменов на фоне приема эхинацеи. После четырех недель приема по сравнению с контрольной группой улучшились общие показатели аэробных тренировок — максимальное потребление кислорода, эффективность его использования — и возросло количество эритропоэтина. Тем не менее у испытуемых так же не изменялись количество эритроцитов, уровень гемоглобина и гематокрит. Этот факт ученые затрудняются объяснить — при улучшении показателей аэробных тренировок вроде бы должны меняться и связанные с ними показатели крови. Опять же есть предположения, что эхинацея меняет метаболизм и действует на кислородную динамику, минуя эритроциты. Все отмечают, что при этом эхинацея хорошо переносится без побочных эффектов, но она иногда взаимодействует с другими препаратами.

Исследования на обычных людях без спортивной нагрузки дают противоречивые результаты. Чтобы исключить огромное количество нестандартизованных параметров, мультидисциплинарная команда Дэвида Сенчины применила свою модель и выбрала подход ex vivo. У испытуемых получали лейкоциты до и после тяжелых тренировок, а затем обрабатывали их стандартизованным экстрактом эхинацеи в лаборатории. Возможно, этот метод не так много говорит об организме в целом, зато позволяет напрямую посмотреть изменение конкретных параметров. Причем сначала ученые работали с лейкоцитами, взятыми у людей в состоянии покоя, без нагрузок, и уже на этом этапе выяснилось, что разные виды эхинацеи по-разному действуют на лейкоциты. Возможно, химизм растений немного отличается. Так, только эхинация E.simulata способствовала активному образованию сигнальных молекул иммунной системы цитокинов (например, интерлейкина-10). Кроме вида эхинацеи, важно было и то, из какой части растения получен экстракт, каким растворителем извлекали биологически активные вещества и как именно. Итог исследования: разные виды эхинацеи по-разному влияют на организм, при физической нагрузке они действуют не так, как в состоянии покоя, и вдобавок эти эффекты индивидуальны. Исследователи из штата Айовы утверждают, что пока невозможно сделать однозначный вывод, помогает спортсменам эхинацея или нет.

Еще сложнее ситуация с женьшенем. Его, так же как и эхинацею, принимают для поднятия иммунитета, но главное, чего от него ждут, — прилива жизненных сил, улучшения тонуса и физической формы. Название «женьшень» включает 11 видов внутри рода Panax, и только три из них используют в коммерческих целях, чаще всего это P.ginseng. В корне женьшеня много сапониновых тритерпеновых гликозидов, эфирных и жирных масел. Часто с женьшенем путают так называемый сибирский женьшень, он же элеутерококк (Eleutherococcus senticosus), который спортсмены тоже принимают в качестве адаптогена.

Исследования эффективности женьшеня у спортсменов дали более противоречивые результаты, чем с эхинацией. По ним совсем сложно утверждать, что прием женьшеня улучшает форму спортсмена и помогает ему преодолеть физический стресс. Зато отмечены побочные эффекты: препараты женьшеня могут временно нарушать работу легких и сердца, взаимодействовать с другими лекарствами, вызывать бессонницу, давать гастроэнтерологические расстройства и сердцебиение.

Менее спорные, но тоже сложные результаты получены по действию женьшеня на иммунную систему спортсменов. Из восьми различных исследований, в которых использовали в основном анаэробные нагрузки, невозможно построить четкую картину. При анаэробных тренировках мышечные движения совершаются за счет энергии, полученной от бескислородного окисления глюкозы. Это резкая короткая нагрузка, после которой нужен отдых (бодибилдинг, пауэрлифтинг, армрестлинг, тяжелая атлетика и т. д.). У большинства испытуемых на фоне женьшеня количество лейкоцитов и количество цитокинов не изменились сколько-нибудь существенно. Другие показатели активности иммунной системы в одних случаях повышались, в других понижались или оставались неизменными. Хотя можно все-таки сделать вывод, что женьшень — модулятор активности иммунной системы (содержание иммуноглобулина А в слюне повысилось). В общем, несмотря на то, что женьшень гораздо более популярен у спортсменов, чем эхинацея, экспериментальные подтверждения его пользы в спорте пока довольно слабые.

В свете исследований Дэвида Сенчины разнобой легко объяснить. Разница в результатах может быть из-за того, что препараты эхинацеи были более концентрированными и содержали больше активных веществ, а главное — тщательнее были отслежены те самые доклинические факторы «от семян до потребителя». И не стоит забывать, что исследования эхинацеи проводили в основном на аэробных тренировках, тогда как женьшеня на анаэробных — физиологические параметры при этом могут меняться по-разному.

Растительные биодобавки — действительно очень сложный объект для исследования. Некоторые величины невозможно точно измерить, или же они находятся вне контроля производителя. Химики-аналитики много раз доказывали, что содержание активных ингредиентов в добавках, продающихся в розничной сети, непостоянно, даже когда производители следят за этим и пытаются стандартизировать параметры. Учитывая это, надо признать, что исследователи при всем желании могут и не получить однозначных результатов.

Многое предстоит еще уточнить, ведь спортсмены и обычные люди принимают сотни растительных добавок, и большинство их не проходило клинических испытаний. Но исследования американских ученых доказывают: неоднозначность результатов не свидетельствует о том, что добавки неэффективны. Однако вопрос «Работает ли данная фитодобавка?» неверно сформулирован. Надо скорее спрашивать: «При каких условиях данная добавка дает нужный результат?» Растения могут укрепить здоровье и улучшить спортивные достижения, но их польза определяется множеством факторов. Так что покупка экзотического препарата, который, по слухам, помог чемпиону, может оказаться бесполезной тратой денег, даже если слухи были чистой правдой.