Иммуномодулирующие эффекты использования L-карнитина (Производства ООО Бинафарм) и коэнзима Q10 в питании спортсменов-юниоров

По публикации журнала "Вопросы питания" под ред. Тутельяна В.А. №2 от 2019 г.

Для корреспонденции:
Трушина Элеонора Николаевна – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Адрес: 109240, г. Москва, Устьинский проезд, д. 2/14
Телефон: 8 (495) 698-53-45
E-mail: trushina@ion.ru
Orcid: 0000-0002-0035-3629

Трушина Э.Н.¹, Выборнов В.Д.², Ригер Н.А.¹, Мустафина О.К.¹, Солнцева Т.Н.¹,Тимонин А.Н.¹, Зилова И.С.¹, Раджабкадиев Р.М.¹

Иммуномодулирующие эффекты использования L-карнитина и коэнзима Q10 в питании спортсменов-юниоров

¹ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
²Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение г. Москвы «Центр спорта и образования «Самбо-70»

Trushina E.N.¹, Vybornov V.D², Riger N.A.¹, Mustafina O.K.¹,Solntsevа T.N.¹,
Timonin А.N.¹, Zilova I.S.¹, Rajabkadiev R.M.¹

Immunomodulating effects of using L-carnitine and coenzyme Q10 in the nutrition of junior athletes

¹Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow.

²State budgetary educational institution of Moscow «Sport and Education Center Sambo-70»

    В настоящее время большое внимание уделяется изучению нарушений иммунорегуляции и способов эффективной иммунокоррекции у спортсменов. В связи с этим особую актуальность приобретает вопрос использования в юношеском спорте специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов (СПП), содержащих нутриенты, обладающие иммуномодулирующими свойствами.
    Цель работы – изучение иммуномодулирующей активности L-карнитина и коэнзима Q10 у спортсменов-юниоров в тренировочный период.
    Материал и методы. Объектом исследования служили 30 спортсменов-юниоров (мастера спорта и кандидаты в мастера спорта по плаванию) в возрасте 14–18 лет, в том числе 9 девушек, 21 юноша. Спортсмены были распределены на 3 группы по 10 человек в каждой. Спортсмены 1-й и 2-й основных групп в течение 4 нед получали дополнительно к основному рациону соответственно L-карнитин (600 мг/сут) и коэнзим Q10 (60 мг/сут). Дозировка используемых в исследовании СПП составляла 200% от адекватного уровня потребления и не превышала верхний допустимый уровень потребления. Спортсмены 3-й группы (контрольной) получали основной рацион без включения СПП. Обследование спортсменов всех групп проводили в начале и через 4 нед периода наблюдения.
    Результаты. В результате проведенного комплексного обследования спортсменовюниоров установлено положительное влияние приема L-карнитина на содержание гемоглобина в эритроците (28,3±0,3 пг – в 1-й день обследования и 30,2±0,4 пг – через 4 нед). Относительное содержание базофильных лейкоцитов у спортсменов основных групп статистически достоверно снизилось к концу периода наблюдения: в группе L-карнитин – с 0,64±0,05 до 0,45±0,04%, в группе коэнзим Q10 – с 0,66±0,07 до 0,50±0,04%, что свидетельствует о повышении резистентности организма к аллергическим реакциям.
    Заключение. Биомаркерами иммунотропного влияния L-карнитина и коэнзима Q10 являются снижение экспрессии апоптотического маркера CD95/Fas на лимфоцитах периферической крови и супрессия продукции провоспалительных цитокинов, синтезируемых лимфоцитами Th1, с переключением ответа на гуморальный иммунитет. Получена доказательная база эффективности использования L-карнитина и коэнзима Q10 в спортивной нутрициологии для восстановления иммунной дисфункции и адаптационного потенциала спортсменов-юниоров.
Ключевые слова: спортсмены-юниоры, L-карнитин, коэнзим Q10, иммунитет, лимфоциты, цитокины

    Nowdays, much attention is paid to the study of disorders of immune regulation and methods of effective immune correction in athletes. In this regard, the use of specialized sport foods (SSF), containing nutrients with immunomodulatory properties, is of particular relevance in youth sports.
    The purpose of the work is to study the immunomodulating activity of L-carnitine and coenzyme Q10 in junior athletes during the training period
    Material and methods. The object of the study were 30 junior athletes (masters of sports and candidates for masters of sports in swimming) aged 14–18 years, including 9 girls and 21 boys. Athletes were divided into 3 groups of 10 people each. Athletes of the 1st and 2nd main groups received L-carnitine (600 mg per day) and coenzyme Q10 (60 mg/day), respectively, for 4 weeks in addition to the basic diet. The dosage of SSF used in the study was 200% of the adequate level of consumption and did not exceed the upper permissible level of consumption. Athletes of the 3rd group (control) received only basic diet without sports’ nutrition. Examination of athletes of all groups was performed at the beginning and after 4 weeks of the observation period.
    The results. As a result of a comprehensive survey of junior athletes, the positive effect of L-carnitine intake on erythrocyte hemoglobin content (30.2±0.4 vs 28.3±0.3 pg at the beginning) was observed. The relative content of basophilic leukocytes in athletes of the main groups statistically significantly decreased by the end of the observation period: in the Lcarnitine group, from 0.64±0.05 to 0.45±0.04%, in the coenzyme Q10 group, from 0.66±0.07 to 0.50±0.04%, which indicated an increase in the body's resistance to allergic reactions.     Conclusion. The biomarkers of the immunotropic effect of L-carnitine and coenzyme Q10 are a decrease in the expression of the apoptotic marker CD95/Fas on peripheral blood lymphocytes and suppression of the production of pro-inflammatory cytokines synthesized by Th1 lymphocytes with switching the response to humoral immunity. An evidence base for the effectiveness of the use of L-carnitine and coenzyme Q10 in sports nutrition for restoring immune dysfunction and adaptive potential of junior athletes has been provided.
    Keywords: junior athletes, L-carnitine, coenzyme Q10, immunity, lymphocytes, cytokines

    Физическое и психоэмоциональное перенапряжение высококвалифицированных спортсменов нередко приводит к состоянию перетренированности. Показатели системы иммунитета у спортсменов могут выходить за рамки физиологических границ, являясь причиной роста заболеваемости и снижения спортивной результативности. В настоящее время спортивная иммунология рассматривается в качестве самостоятельной дисциплины [1].
    Перетренированность – это особое состояние организма, которое возникает в связи с нарушением баланса между фазами тренировочного процесса и отдыха. У высококвалифицированных спортсменов в периоды интенсивных тренировок обнаружена транзиторная иммуносупрессия, обусловленная нарушением функции нейтрофилов, снижением содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови и секреторных жидкостях, числа естественных киллеров (NK-клеток) и их цитотоксической активности [2]. Экспрессия провоспалительных цитокинов рассматривается как патогенетический фактор развития синдрома перетренированности [3]. Интенсивные физические нагрузки при недостаточных периодах восстановления спортсмена приводят к микротравмам суставов, мышц и соединительной ткани. Эти повреждения, в свою очередь, активируют моноциты с последующей продукцией провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкины (IL): IL-1β, IL-6 и фактор некроза опухоли-α (TNF-α), которые инициируют хроническое системное воспаление.
    В настоящее время большое внимание уделяется изучению нарушений иммунорегуляции и способов эффективной иммунокоррекции у высококвалифицированных спортсменов. Широкий спектр иммуномодулирующих фармакологических препаратов для профилактики развития транзиторных иммунодефицитных состояний, применяющийся у взрослых спортсменов, неприемлем для спортсменов-юниоров. В связи с этим особую актуальность приобретает вопрос использования в юношеском спорте нутриентов, обладающих иммуномодулирующими свойствами, включая биологически активные добавки к пище. Одними из наиболее часто используемых компонентов специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов (СПП) являются L-карнитин и коэнзим Q10 [4]. Наряду с обширной доказательной базой эффективности применения данных СПП в спортивной практике, имеются разрозненные и неоднозначно интерпретированные результаты их иммуномодулирующего влияния.
    Цель работы – изучение иммуномодулирующей активности L-карнитина и коэнзима Q10 у спортсменов-юниоров в тренировочный период.
    Задачи исследования:
1. Оценить пищевую ценность рационов и адекватность их энергетической ценности энерготратам спортсменов-юниоров.
2. Оценить эффективность применения коэнзима Q10 и L-карнитина по динамике показателей состава тела спортсменов к концу наблюдения.
3. Идентифицировать наиболее значимые иммунологические биомаркеры для оценки иммунотропной активности широко применяемых в спортивной практике СПП: коэнзима Q10 и L-карнитина
Материал и методы
Дизайн исследования
Исследование проведено с участием 30 спортсменов-юниоров (мастера спорта и кандидаты в мастера спорта по плаванию) в возрасте 14–18 лет, в том числе 9 девушек, 21 юноша. От всех спортсменов было получено информированное согласие на участие в исследовании в соответствии со статьей 32 «Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан» (утв. ВС РФ 22.07.1993 N 5487-1) (ред. от 29.06.2004). Спортсмены были распределены на 3 группы по 10 человек в каждой. Спортсмены 1-й и 2-й основных групп в течение 4 нед дополнительно к основному рациону получали соответственно L-карнитин (600 мг/сут) (ООО «Бинафарм», Россия) и коэнзим Q10 (60 мг/сут) («Solgar Vitamin and Herb», США). В соответствии с «Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» дозировка используемых в исследовании компонентов составляла 200% от адекватного уровня суточного потребления и не превышала верхний допустимый уровень потребления в составе биологически активных добавок к пище и СПП (Приложение 5). Спортсмены 3-й группы (контрольной) получали основной рацион без включения СПП. Обследование спортсменов всех групп проводили в начале и через 4 нед периода наблюдения.
    Фактическое питание спортсменов исследовали методом 24-часового (суточного) воспроизведения питания [5] с использованием компьютерной программы «Анализ состояния питания человека» (версия 1.2.4 ГУ НИИ питания РАМН 2004 г.). Количество потребляемой пищи оценивали с помощью альбома порций продуктов и блюд, содержащего фотографии различной величины порций наиболее часто употребляемой пищи [6].
    Суточные энерготраты организма (СЭО) рассчитывали по формуле Миффлина– Сент-Джера: СЭО = (ВОО + СДД) × КФА, где: ВОО – величина основного обмена, СДД – специфическое динамическое действие пищи (10% от основного обмена), КФА – коэффициент физической активности [7].
    Исследование состава тела спортсменов проводили методом биоимпедансметрии по стандартной методике с помощью прибора «МЕДАСС» АВС-01 (ООО НТЦ «МЕДАСС», Россия).
    Изучение количественного состава субпопуляций лимфоцитов в периферической крови обследуемых выполняли на проточном цитофлуориметре «FC-500» («Beckman Coulter», США) по программе Cytomics CXP Software с использованием двойных комбинаций моноклональных антител («Beckman Coulter», США). При этом оценивали процентные показатели Т-клеточной популяции: общее количество Т-лимфоцитов (CD3+), количество Т-хелперов (CD3+CD4+), цитотоксических Т-лимфоцитов (CD3+CD8+), естественных клеток-киллеров (NK-клеток – CD3-CD16+CD56+), естественных клеток-киллеров, обладающих свойствами Т-лимфоцитов (NKТ-клеток – CD3+CD16+CD56+), В-клеточной популяции (CD19+) лимфоцитов, а также относительное содержание лимфоцитов, несущих маркеры активации (CD3+HLA-DR+, CD3+CD25+), и маркерный антиген апоптоза CD45+CD95+. В качестве изотипических контролей использовали: CD45/CD14 (для идентификации популяции лейкоцитов и выделения гейта лимфоцитов по малоугловому и боковому светорассеянию) и IgG1/IgG2 (для контроля неспецифического связывания лимфоцитов с антителами и выделения отрицательного по флюоресценции лимфоцитарного гейта). Иммунорегуляторный индекс (ИРИ) выражали соотношением Т-хелперов к Т-цитотоксическим лимфоцитам. Гемолиз эритроцитов осуществляли в автоматическом режиме на станции пробоподготовки «TQ-PREP» («Beckman Coulter», США).
    Определение уровня цитокинов GM-CSF (гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор), INF-γ (интерферон-γ), IL-12p70, IL-13, IL-18, IL-1β, IL2, IL-4, IL-5, IL-6, TNF-α в сыворотке крови спортсменов проводили методом мультиплексного иммуноанализа с использованием коммерческого набора «eBioscience Human Th1/Th2 Extended 11-Plex» («Bender MedSystems GmbH», Австрия). Измерения выполняли на мультиплексном анализаторе «Luminex 200» («Luminex Corporation», США).
    Гематологические показатели определяли на гематологическом анализаторе «Coulter AC TTM 5 diff OV» («Beckman Coulter Int. S.A, США»). Определяемые параметры: содержание эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, концентрация гемоглобина, гематокрит, средний объем эритроцита, среднее содержание гемоглобина в эритроците, средняя концентрация гемоглобина в эритроците, лейкоцитарная формула, средний объем тромбоцита, относительный объем тромбоцитов в образце цельной крови.
    Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics 20.0 («IBM», США). Расчет включал определение выборочного среднего, стандартной ошибки, медианы, вероятности принятия нуль-гипотезы о совпадении распределений сравниваемых выборок согласно критерию Стьюдента, Манна–Уитни и ANOVA. Различия признавали достоверными при уровне значимости р<0,05.
    Результаты и обсуждение
    Энерготраты спортсменов-юниоров и пищевая ценность рационов
    Плавание относится к циклическим видам спорта. Этот вид деятельности требует расхода большого количества энергии, а сама работа выполняется с высоким напряжением и значительной интенсивностью. Суммарная калорийность продуктов суточного потребления должна соответствовать энерготратам спортсмена на данный период времени с учетом возраста и пола. В соответствии с Методическими рекомендациями по питанию юных спортсменов [8], оптимальное соотношение белки/жиры/углеводы в рационе по калорийности составляет 16/28/56 (%) (1,0/0,9/3,6)
    Суточные энерготраты и пищевая ценность рационов обследованных спортсменов представлены в табл. 1.
Таблица 1. Суточные энерготраты и пищевая ценность рационов спортсменов (M±m)

Показатель Группа спортсменов
контроль коэнзим Q10 L-карнитин
Энерготраты, ккал 3008±91 3104±104 2939±172
Калорийность рациона, ккал/сут 2921±472 3042±422 2788±358
Белок, г/сут 114,5±8,7 133,3±16,7 116,0±13,6
Жиры, г/сут 104,7±27,5 125,3±21,5 103,2±8,4
Углеводы, г/сут 382,3±73,4 364,3±40,4 348,8±63,3
Пищевые волокна, г/сут 20,0±3,9 19,4±2,5 19,5±4,5
Добавленный сахар, г/сут
(% от калорийности рациона)
88,9±33,4
(11,5)
113,1±6,7
(14,6)
99,7±17,6
(12,9)
Белки/жиры/углеводы 1,0/0,9/3,3 1,0/0,9/2,7 1,0/0,9/3,0

    Суммарная калорийность потребленных за сутки продуктов в основном соответствовала энерготратам спортсменов обследованных групп (нет статистически значимых различий). Соотношение белок/жиры/углеводы в суточном рационе спортсменов обследованных групп свидетельствует о недостаточной квоте углеводов в соответствии с формулой оптимального питания для юных спортсменов [8]. При этом потребление добавленного сахара у спортсменов всех категорий превышало рекомендуемый уровень (10% от калорийности суточного рациона) (см. табл. 1).
    Состав тела спортсменов до и после приема специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов
    Из исследованных показателей состава тела спортсменов (фазовый угол, индекс массы тела, содержание тощей, жировой, мышечной массы тела, общей жидкости, основной обмен) у спортсменов, потреблявших L-карнитин, отмечена тенденция к повышению величины фазового угла (6,80±0,2900 – в 1-й день обследования и 7,71±0,830 – через 4 нед, р<0,10). Это показатель, характеризующий состояние клеток организма, уровень общей работоспособности и интенсивности обмена веществ. Потребление спортсменами коэнзима Q10 не оказало значимого влияния на исследованные показатели состава тела.
    Гематологические показатели спортсменов до и после приема СПП представлены в табл. 2.
Таблица 2. Динамика гематологических показателей спортсменов (M±m)

Показатель Группа спортсменов Норма [9]
контроль коэнзим Q10 L-карнитин
1-й день 28-й день 1-й день 28-й день 1-й день 28-й день
Общее количество эритроцитов, 1012/л 4,99±0,14 4,93±0,18 5,03±0,11 4,80±0,12 4,79±0,11 4,60±0,11 4,0–5,1
Концентрация гемоглобина, г/л 151±7 150±4 153±4 152±4 135±5 139±4 132–164
Гематокрит, % 45,5±1,4 44,4±0,6 45,3±1,1 43,1±1,1 42,3±1,4 40,8±1,2 40–48
Средний объем эритроцита, мкм3 91,3±1,3 90,0±2,1 90,2±0,6 89,7±0,8 88,4±2,4 88,5±1,0 80–94
Среднее содержание Hb в эритроците, пг 30,2±0,6 30,5±0,4 30,5±0,2 30,9±0,4 28,3±0,3 30,2±0,4* 27–34
Средняя концентрация Hb в эритроците, г/л 332±4 338±5 338±1 344±4 320±2 342±2* 320–360
Лейкоциты, 109 6,98±0,65 7,00±0,70 7,12±0,66 7,31±0,67 7,97±0,55 6,99±0,47 4,0–8,8
Базофилы, % 0,60±0,04 0,70±0,15 0,66±0,07 0,50±0,04* 0,64±0,05 0,45±0,04* 0–1,0
Эозинофилы, % 2,93±0,49 2,57±0,56 2,55±0,36 2,87±0,45 2,75±0,41 3,13±0,47 0,5–5,0
Нейтрофилы, % 51,7±1,8 48,2±0,9 55,4±2,5 50,0±3,3 56,4±2,4 55,2±2,1 48–78
Лимфоциты, % 35,7±2,3 38,8±1,5 31,0±2,4 36,7±3,1 31,2±2,3 32,1±2,3 19–37
Моноциты, % 9,67±0,34 9,70±0,87 10,4±0,5 9,9±0,5 8,90±0,59 9,16±1,11 3–11
Тромбоциты, 109 217±11 224±10 196±17 233±22 230±16 233±18 180–320
Средний объем тромбоцита, мкм3 8,85±0,37 8,63±0,66 9,63±0,30 8,96±0,33 8,76±0,27 8,59±0,29 7,4–10,4
Тромбокрит, % 0,191±0,06 0,193±0,015 0,184±0,013 0,207±0,018 0,199±0,012 0,198±0,014 0,15–0,4

Здесь и в табл. 3:

* – статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя в 1-й день обследования.
    Как следует из представленных в табл. 2 данных, подавляющее большинство исследованных гематологических показателей спортсменов основных групп и контрольной находились в пределах референтных значений [9]. В группе спортсменов, потреблявших в течение 4 нед L-карнитин, обнаружено статистически значимое повышение содержания гемоглобина в эритроците. Это важный гематологический показатель для спортсменов, особенно при аэробных физических нагрузках. Результаты согласуются с данными [10] о стимуляции L-карнитином факторов эритропоэза.
    Содержание базофильных лейкоцитов у спортсменов основных групп статистически значимо снизилось к концу периода наблюдения (см. табл. 2), что свидетельствует о повышении резистентности организма к аллергическим реакциям. Установлено, что базофильные гранулоциты содержат гранулы гистамина. Основной функцией этих клеток является их участие в иммунных реакциях немедленного и замедленного типа [11].
    Показатели клеточного иммунитета спортсменов
    Процесс развития иммунного ответа организма сопровождается изменениями субпопуляционного состава иммунокомпетентных клеток. Это относится как к изменению их количества, так и к появлению на клеточной поверхности определенных функциональных молекул. Под действием различных агентов клетки изменяют экспрессию мембранных и внутриклеточных маркеров. Определение субпопуляционного состава или фенотипа лимфоцитов в настоящее время является важным диагностическим критерием, позволяющим оценить состояние иммунной системы и ее нарушения при различных патологических состояниях, в том числе и при спортивных нагрузках. Исследованные показатели клеточного иммунитета у спортсменов основных групп и группы контроля в начале исследования и в конце периода наблюдения представлены в табл. 3.

Таблица 3. Показатели клеточного иммунитета (в %) спортсменов (M±m)

Показатель Группа спортсменов Норма [12, 13]
контроль коэнзим Q10 L-карнитин
1-й день 28-й день 1-й день 28-й день 1-й день 28-й день
В-лимфоциты CD19+ 10,3±1,4 12,3±1,9 11,7±1,3 9,9±1,3 18,0±1,3 16,8±2,0 5–19
Т-лимфоциты CD3+ 70,2±4,2 74,3±2,4 70,2±1,2 71,4±1,7 67,2±2,1 68,2±2,2 61–84
Т-хелперы CD3+CD4+ 38,5±2,8 43,4±2,0 37,8±2,2 38,3±3,4 37,6±1,7 41,1±2,42 32–58
Т-цитотоксич. CD3+CD8+ 29,3±4,4 27,6±1,6 27,3±1,5 27,1±1,6 25,3±1,24 24,5±1,2 11–36
Т-актив. лимф. CD3+HLA-DR+ 3,93±0,71 5,30±0,93 4,11±0,56 4,27±0,72 2,86±0,65 2,8±0,69 0–12
ИРИ CD4/CD8 1,47±0,21 1,56±0,09 1,44±0,13 1,46±0,17 1,52±0,09 1,71±0,14 1,0–2,0
NK-клетки CD3-CD16+ CD 56+ 17,3±4,5 11,1±2,8 14,2±1,7 16,1±2,0 12,9±1,7 10,0±1,7 7–31
NKT-клетки CD3+CD16+ CD 56+ 7,08±2,62 8,36±4,39 4,85±0,85 6,20±1,05 3,33±0,50 3,33±0,60 1–10
CD25-лимфоциты CD3+CD25+ 4,44±0,53 5,91±0,69 3,41±0,33 3,25±0,42 3,42±0,21 3,53±0,23 1–12
CD95-клетки CD45+CD95+ 3,99±0,76 4,28±1,51 4,37±0,16 1,41±0,08* 4,08±0,17 2,87±0,01* 2–12

    Все исследованные показатели клеточного иммунитета у спортсменов основных групп и группы контроля в начале и в конце исследования находились в пределах референтных значений (см. табл. 3). В группах спортсменов, потреблявших коэнзим Q10 и L-карнитин, обнаружено статистически значимое снижение экспрессии апоптотического маркера CD95/Fas на лимфоцитах периферической крови, что является отражением процессов, способствующих регрессии апоптоза лимфоцитов.
    Цитокиновый профиль сыворотки крови спортсменов до и после курса приема специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов
    Гуморальная составляющая межклеточных взаимодействий в иммунной системе представлена цитокинами, которые являются белковыми или полипептидными продуктами активированных клеток. Цитокины являются медиаторами при иммунном ответе, гемопоэзе и развитии воспаления. Цитокины подразделяются на несколько групп: интерлейкины, интерфероны, факторы некроза опухолей, колониестимулирующие факторы и другие [12, 13]. Продуцентами цитокинов являются: стромальные соединительнотканные клетки, которые преимущественно вырабатывают цитокины, ответственные за гемопоэз, моноциты/макрофаги, которые являются продуцентами медиаторов воспаления, и лимфоциты, обеспечивающие развитие антигенспецифической составляющей иммунного ответа. Функциональная специализация CD4+ Т-лимфоцитов в процессе развития иммунного ответа обеспечивается их дифференцировкой на Тлимфоциты-хелперы 1-го (Th1) и 2-го (Th2) типа, которые характеризуются различным спектром цитокинов [14, 15]. Установлено, что лимфоциты Th1 вырабатывают IL-2, INF-γ, TNF-a и β, осуществляя развитие преимущественно клеточного иммунного ответа. Субпопуляция Тh2 продуцирует IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 и IL-13 и ответственна за развитие гуморального иммунного ответа [16]. Оба типа клеток вырабатывают IL-3 и GMCSF. Пролиферативная активность Th1- и Th2-лимфоцитов поддерживается аутокринно: фактором роста для Th1 служит IL-2, для Th2 – IL-4. На регуляцию дифференцировки и соотношений этих субпопуляций оказывают также влияние продукты нелимфоидных клеток, в частности макрофагов.
    Спектр исследованных в работе цитокинов можно разделить на следующие группы: регуляторы дифференцировки Th1/Th2 – клеточных популяций: IL-4, INF-γ, IL12p70, IL-13, IL-18; регуляторы гемопоэза; GM-CSF, IL-2, IL-5, IL-6; воспалительные факторы и индукторы апоптоза: TNF-α, IL-1b.
    В результате изучения цитокинового профиля сыворотки крови у спортсменов, потреблявших в течение 4 нед L-карнитин, из 11 исследованных цитокинов выявлено статистически значимое снижение уровней: INF-γ (с 18,1 до 8,7 пг/мл), IL-18 (с 102,4 до 48,3 пг/мл) и TNF-a (с 2,1 до 1,6 пг/мл) (рис. 1). Кроме того, можно отметить тенденцию к уменьшению содержания IL-13 (с 3,4 до 1,3 пг/мл, р<0,10) (рис. 2). Полученные результаты свидетельствуют о наличии противовоспалительной активности L-карнитина в условиях интенсивных физических нагрузок.

1.png

Рис. 1. Изменение уровней цитокинов Th1 в сыворотке крови спортсменов:
1 и 28 – 1-й и 28-й дни забора крови;
по оси Y – уровень цитокинов, пг/мл (медиана, мин–макс)
Здесь и на рис. 2:

* – статистически значимое отличие (р<0,05) от показателя в 1-й день обследования
    Как известно, L-карнитин в качестве кофактора участвует в переносе длинноцепочечных жирных кислот через клеточные мембраны из цитозоля в матрикс митохондрий, в котором происходит их β-окисление до ацетил-КоА-субстрата для образования аденозинтрифосфорной кислоты в цикле Кребса [10, 17]. Карнитин способствует более экономному расходованию запасов гликогена и глюкозы в период продолжительных интенсивных тренировок, участвует в обмене кетоновых тел и холина, подавляет образование лактата и процессы апоптоза [17]. В настоящее время установлено, что L-карнитин стимулирует физическую работоспособность спортсменов, переключая метаболизм в условиях интенсивных нагрузок с анаэробного на более энергетически выгодный аэробный путь [18]. Имеющиеся в литературе данные об иммунотропном эффекте использования L-карнитина фрагментарны и носят противоречивый характер.
    Наиболее значимое влияние на уровни цитокинов, продуцируемых Th1, выявлено при добавлении в рацион спортсменов коэнзима Q10. Через 4 нед приема коэнзима Q10 обнаружено статистически значимое снижение содержания следующих цитокинов: GMCSF (с 0,5 до 0,3 пг/мл), INF-γ (с 17,3 до 3,3 пг/мл), IL-18 (с 64,6 до 45,6 пг/мл) и IL-6 (с 6,8 до 5,9 пг/мл) (см. рис. 1), а также тенденция к уменьшению содержания IL-12p70 (с 2,2 до 1,9 пг/мл, р<0,10) (см. рис. 1). Среди цитокинов, продуцируемых Th2, выявлено снижение только уровня IL-5 (с 3,5 до 1,9 пг/мл) (см. рис. 2). Полученные результаты согласуются с данными авторов, которые на культурах лимфоцитов здоровых доноров выявили супрессорное влияние коэнзима Q10 на экспрессию цитокинов Th1, особенно – TNFa и IL-2, продукция которых достоверно снижалась при инкубации с различными концентрациями коэнзима Q10 [19].

2.png 3.png

    Рис. 2.Изменение уровней цитокинов Th2 в сыворотке крови спортсменов:
    1 и 28 – 1-й и 28-й дни забора крови;
по оси Y – уровень цитокинов, пг/мл (медиана, мин–макс)

    Восстановленный убихинон (коэнзим Q10) является жирорастворимым антиоксидантом, синтезируемым в клетках животных и человека. Биоэнергетическая и антиоксидантная функции коэнзима Q10 считаются важнейшими при его клиническом применении, особенно в отношении клеток с высоким уровнем метаболизма, таких как миоциты сердца и скелетных мышц [20]. Коэнзим Q10 принимает участие в реакциях окислительного фосфорилирования, являясь компонентом цепи переносов электронов с NADH-дегидрогеназного и сукцинатдегидрогеназного комплекса на цитохром В, и участвует, таким образом, в синтезе АТФ. По антиоксидантной активности кoэнзим Q10 превосходит все остальные естественные антиоксиданты и поэтому считается наиболее перспективным для его применения в клинической и спортивной практике [21, 22]. Доказано положительное влияние коэнзима Q10 на снижение уровней медиаторов воспаления: C-реактивного белка, IL-6 и TNF-α [23, 24]. В настоящее время установлено, что коэнзим Q10 супрессирует воспаление и продукцию провоспалительных цитокинов за счет ингибирования экспрессии IL-17 и сигнального пути p-STAT3, тесно связанного на уровне цитокиновых сетей с регуляторным влиянием GM-CSF, INF-γ, IL-18 и IL-6 [25].
    Таким образом, в результате проведенного комплексного обследования спортсменов-юниоров, потреблявших в течение 4 нед в дополнение к основному рациону в составе СПП L-карнитин или коэнзим Q10, установлено:

  • в используемых дозировках (200% от адекватного суточного потребления) данные СПП не оказывают значимого влияния на показатели состава тела;
  • L-карнитин повышает содержание гемоглобина в эритроците;
  • L-карнитин и коэнзим Q10 повышают резистентность организма к аллергическим реакциям;
  • биомаркерами иммунотропного влияния L-карнитина и коэнзима Q10 являются снижение экспрессии апоптотического маркера CD95/Fas на лимфоцитах периферической крови и супрессия продукции провоспалительных цитокинов, синтезируемых лимфоцитами Th1, с переключением ответа на гуморальный иммунитет.
    Результаты настоящего исследования представляют доказательную базу эффективности использования специализированных пищевых продуктов для питания спортсменов: L-карнитина и коэнзима Q10 в спортивной нутрициологии для восстановления иммунной дисфункции и адаптационного потенциала спортсменовюниоров.
    Финансирование.. Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований Президиума РАН (тема № 0529- 2015-0009).
    Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.


Литература.

1. Shephard R.J. Development of the discipline of exercise immunology.// Exerc. Immunol. Rev. 2010. Vol. 16. P. 194-222.
2. MacKinnon. L. T. Special feature for the Olympics: effects of exercise on the immune system: overtraining effects on immunity and performance in athletes.// Immunology and Cell. Biology.- 2000. Vol. 78. P. 502–509.
3. Smith LL. Cytokine hypothesis of overtraining: A physiological adaptation to excessive stress? //Med. Sci. Sports Exerc. 2000. Vol. 32. P. 317–331.
4. Раджабкадиев, Р. М., Коростелева, М. М., Евстратова, В. С., Никитюк, Д. Б., Ханферьян, Р. А. L-карнитин: свойства и перспективы применения в спортивной практике. // Вопросы питания. 2015. 84(3). 4-12.
5. Методические рекомендации по оценке количества потребляемой пищи методом 24- часового (суточного) воспроизведения питания.// А.Н. Мартинчик, А.К. Батурин, А.И. Феоктисова, И.В. Свяховская: Утв. Зам. главного госуд. санитарного врача РФ Г. Г Онищенко 26 февраля 1996 г. № СI-19/14-17.- М.: Минздрав РФ.- 1996 г.- C.124.
6. Мартинчик А.Н. Альбом порций продуктов и блюд./ А.Н. Мартинчик, А.К. Батурин, В.С. Баева, Е.В. Пескова, Т.И.Ларина, Т.Г. Забуркина.- Институт питания РАМН. – Москва. 1995. 64 с.
7. Frankenfield D., Roth-Yousey L., Compher C. Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review.//J. Am. Diet Assoc. 2005. Vol.105. P.775-789.
8. Методические рекомендации по питанию юных спортсменов. Москва 2017 г., 134 с.
9. Зборовский А.Б., Зборовская И.А. Внутренние болезни в таблицах и схемах. Справочник. 3-е издание. Под ред. Комарова Ф.И.// М.: ООО «Медицинское информационное агентство». 2011. 668 с.
10. Балыкова Л.А., Ивянский С.А., Пиксайкина О.А., Ефремова Ю.А. Обоснование использования L-карнитина в спортивной медицине // Спортивная медицина: наука и практика. 2011. №1. С.22-29.
11. Козинец Г.И. Лабораторная диагностика. Анализы крови и мочи. Клиническое значение.// М.: «Практическая медицина». 2011. 160 c.
12. Хаитов Р.М. Иммунология.- Москва. "ГЕОТАР - Медиа". 2006. 311 с.
13.Земсков А.М., Земсков В.М., Караулов А.В. Клиническая иммунология. Москва. "ГЕОТАР Медиа", 2005. 319с.
14. Зурочка А.В., Хайдуков С. В. Цитометрический анализ субпопуляций Т-хелперов (Th1,Th2, Treg, Th17, Т-хелперы активированные).// Медицинская иммунология. 2011. Т.13. №1. С. 7-16.
15. Кепшинский C.A. Роль Т-хелперов типов 1 и 2 в регуляции клеточного и гуморального иммунитета // Иммунология. 2002. № 2. С. 77-79.
16. Ярилин А.А. Симбиотические взаимоотношения клеток иммунной системы // Иммунология. 2001. № 4. С. 16-20.
17. Aartsma-Rus A., Van Ommen G. J. and. Kaplan J.C. Innovating therapies for muscle diseases. //Handb. Clin. Neuro.2013.Vol. 113. P. 1497–1501
18. Kraemer W.J., Volek J.S., Dunn-Lewis C. L-Carnitine Supplementation: Influence upon Physiological Function // Curr. Sports Med. Rep.2008. Vol. 7. P. 218-223.
19. Bessler H., Bergman M., Blumberger N., Djaldetti M., Salman H. Coenzyme Q10 decreases TNF-alpha and IL-2 secretion by human peripheral blood mononuclear cells//. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2010. Vol. 56. P.77-81.
20. Гороховская Г.Н., Чернецова Е.В., Петина М.М. Перспективы применения коэнзима Q10 в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний.//Кардиология. 2008. № 4. С. 8-14.
21. Каленикова Е. И., Городецкая Е. А., Медведев О. С. Фармакокинетика коэнзима Q10. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2008. Т. 146, № 9. C. 288- 295.
22. Мокеева Е. Г., Савельева И.Н. Механизмы формирования иммунных дисфункций и пути их профилактики у высококвалифицированных спортсменов // Журнал «Ученые записки Университета им. П.Ф. Лесгафта». 2011. Т.78. № 8. С. 132-135.
23.Fan L., Feng Y., Chen G.C, et al. Effects of coenzyme Q10 supplementation on inflammatory markers: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials.// Pharmacol. Res. 2017. Vol. 119. P.128-136.
24.Armanfar M, Jafari A, Dehghan G.R., Abdizadeh L. Effect of coenzyme Q10 supplementation on exercise-induced response of inflammatory indicators and blood lactate in male runners. // Med. J. Islam. Repub. Iran. 2015. № 29. P. 202-204.
25. Lee S.Y., Lee S.H., Yang E.J., et al. Coenzyme Q10 Inhibits Th17 and STAT3 Signaling Pathways to Ameliorate Colitis in Mice. //J Med Food. 2017. Vol.20. P.821-829.

References
1. Shephard R.J. Development of the discipline of exercise immunology.// Exerc. Immunol. Rev. 2010. Vol. 16. P. 194-222.
2. MacKinnon. L. T. Special feature for the Olympics: effects of exercise on the immune system: overtraining effects on immunity and performance in athletes.// Immunology and Cell. Biology.- 2000. Vol. 78. P. 502–509.
3. Smith LL. Cytokine hypothesis of overtraining: A physiological adaptation to excessive stress? //Med. Sci. Sports Exerc. 2000. Vol. 32. P. 317–331.
4. R.M. Radzhabkadiev, M.M. Korosteleva, V.S. Evstratova, D.B. Nikityuk, Khanferyan R.A. Lcarnitine: properties and perspectives for use in sports practice. Vopr. Pitan. 2015. 84(3). 4-12.
5. Guidelines for estimating the amount of food consumed by the method of 24-hour (daily) reproduction of food. // AN. Martinchik, A.K. Baturin, A.I. Feoktisova, I.V. Svyakhovskaya: Approved. Deputy main state February 26, 1996, Sanitary Doctor of the Russian Federation G. G. Onishchenko, No. СI-19 / 14-17.- M .: Ministry of Health of the Russian Federation .- 1996 - C. 124.
6. Martinchik A.N. Album portions of products and dishes. / AN. Martinchik, A.K. Baturin, V.S. Bayeva, E.V. Peskova, T.I. Larina, T.G. Zaburkina. - Institute of Nutrition RAMS. - Moscow. 1995. 64 p.
7. Frankenfield D., Roth-Yousey L., Compher C. Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review.//J. Am. Diet Assoc. 2005. Vol.105. P.775-789.
8. Guidelines for nutrition of young athletes. Moscow 2017, 134 p.
9. Zborovsky A.B, Zborovskaya I.A. Internal diseases in tables and diagrams. Directory. 3rd edition. Ed. Komarova F.I.//M .: Medical Information Agency LLC. 2011. 668 p.
10. Balykova L.A., Ivyansky S.A., Pixikina O.A., Efremova Yu.A. Justification of the use of Lcarnitine in sports medicine // Sports medicine: science and practice. 2011. №1. P.22-29.
11.Kozinets G.I. Laboratory diagnosis. Blood and urine tests. Clinical significance. / / M .: "Practical medicine." 2011. 160 c.
12. Khaitov R.M. Immunology. Moscow. "GEOTAR - Media". 2006. 311 p.
13. Zemskov A.M., Zemskov V.M., Karaulov A.V. Clinical immunology. Moscow. "GEOTAR Media", 2005. 319с.
14. Zurochka A.V, Khaydukov S.V. Cytometric analysis of T-helper subpopulations (Th1, Th2, Treg, Th17, T-activated helper cells).// Medical Immunology 2011. T.13. №1. P. 7-16.
15. Kepshinsky C.A. The role of T-helper types 1 and 2 in the regulation of cellular and humoral immunity // Immunology. 2002. № 2. S. 77-79.
16. Yarilin A.A. Symbiotic relationships of cells of the immune system // Immunology. 2001. No. 4. P. 16-20.
17. Aartsma-Rus A., Van Ommen G. J. and. Kaplan J.C. Innovating therapies for muscle diseases. //Handb. Clin. Neuro.2013.Vol. 113. P. 1497–1501
18. Kraemer W.J., Volek J.S., Dunn-Lewis C. L-Carnitine Supplementation: Influence upon Physiological Function//Curr. Sports Med. Rep.2008. Vol. 7. P. 218-223.
19. Bessler H., Bergman M., Blumberger N., Djaldetti M., Salman H. Coenzyme Q10 decreases TNF-alpha and IL-2 secretion by human peripheral blood mononuclear cells//. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2010. Vol. 56. P.77-81.
20.Gorokhovskaya G.N., Chernetsova E.V., Petina M.M. Prospects for the use of coenzyme Q10 in the prevention and treatment of cardiovascular diseases. / / Cardiology. 2008. No. 4. P. 8-14.
21. Kalenikova E. I., Gorodetskaya E. A., Medvedev O. S. Pharmacokinetics of coenzyme Q10. // Bulletin of experimental biology and medicine. 2008. T. 146, No. 9. C. 288-295.
22. Mokeeva E. G., Savelieva I.N. Mechanisms of formation of immune dysfunctions and ways of their prevention in highly skilled athletes // Journal "Scientific Notes University. P.F. Lesgaft. 2011. T.78. № 8. S. 132-135.
23.Fan L., Feng Y., Chen G.C, et al. Effects of coenzyme Q10 supplementation on inflammatory markers: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials.// Pharmacol. Res. 2017. Vol. 119. P.128-136.
24.Armanfar M,, Jafari A,, Dehghan G.R., Abdizadeh L. Effect of coenzyme Q10 supplementation on exercise-induced response of inflammatory indicators and blood lactate in male runners. // Med. J. Islam. Repub. Iran. 2015. № 29. P. 202-204.
25. Lee S.Y., Lee S.H., Yang E.J., et al. Coenzyme Q10 Inhibits Th17 and STAT3 Signaling Pathways to Ameliorate Colitis in Mice. //J Med Food. 2017. Vol.20. P.821-829.

Сведения об авторах:
Трушина Элеонора Николаевна – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: trushina@ion.ru
Orcid: 0000-0002-0035-3629

Выборнов Василий Дмитриевич – начальник отдела медико-биологического обеспечения ГБОУ г. Москвы «Центр спорта и образования «Самбо-70»
E-mail: v.vybornov84@gmail.com

Ригер Николай Александрович – доктор медицинских наук, профессор, главный специалист лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: riger@ion.ru
Orcid: 0000-0001-7149-2485

Мустафина Оксана Константиновна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: mustafina@ion.ru
Orcid: 0000-0001-7231-9377

Солнцева Татьяна Николаевна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: t_solntseva@mail.ru
Orcid: 0000-0002-7450-8873

Тимонин Андрей Николаевич – кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: andrey8407@mail.ru
Orcid: 0000-0001-6087-6918

Зилова Ирина Сергеевна – кандидат медицинских наук, главный специалист лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: zilova@ion.ru

Раджабкадиев Раджабкади Магомедович – младший научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
E-mail: 89886999800@mail.ru
Orcid: 0000-0002-3634-8354

К списку статей