ПРИМЕНЕНИЕ D-РИБОЗЫ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ПРОЦЕССА АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКОМУ СТРЕССУ Российский патент 2021 года по МПК A61K31/7004 A61P43/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Физический стресс, такой как тяжелая работа или новый режим упражнений, вызывает растяжение или повреждение тканей. Эти растяжения или повреждения запускают изменения, происходящие в ткани, процесс, называемый физиологической адаптацией. Физиологическая адаптация начинается практически сразу после начала новой программы упражнений. Этот процесс очень важен для успешных тренировок и, в конечном счете, физической работоспособности. Для новичков или людей, которые не тренированы или не выполняют регулярно физические упражнения, физиологическая адаптация может оказаться длительным болезненным процессом, который может привести к высокому показателю отсева. Таким образом, физиологическая адаптация к упражнениям является скорее проблемой, связанной с нетренированными людьми. Поэтому желательно найти способы облегчения боли, связанной с началом нового режима упражнений, и ускорения процесса адаптации к физическому стрессу.

[0002] В результате проведенных экспериментов было обнаружено, что D-рибоза ускоряет процесс адаптации к физической нагрузке.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0003] На Фиг. 1 приведена диаграмма оценки индивидуального восприятия нагрузки после выполнения физических упражнения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Был разработан протокол выполнения упражнений высокой интенсивности в виде двойного слепого перекрестного исследования для оценки влияния адаптации D-рибозы на физический стресс. В частности, D-рибозу и контроль (декстрозу) вводили разным испытуемым дозой десять граммов в сутки (10 г/день). Проводили сравнительное измерение множества физиологических параметров у испытуемых, которым вводили добавки D-рибозы (DR) (т.е. DR испытуемых), и испытуемых, получавших добавку декстрозы (DEX) (т.е. DEX испытуемых).

Методология исследования

[0005] В качестве испытуемых участвовало двадцать шесть (26) здоровых индивидуумов (10 женщин, 16 мужчин). Каждый испытуемый случайным образом был распределен либо в группу DR испытуемых, либо в группу DEX испытуемых, получающих добавку. Кроме того, во время исследования каждый испытуемый должен был придерживаться своей обычной диеты, а также заниматься повседневной деятельностью без выполнения каких-либо дополнительных отдельных упражнений, не являющихся частью протокола исследования.

[0006] Для изучения D-рибозы на предмет адаптации, двадцать шесть (26) взрослых испытуемых были дополнительно разделены на две подгруппы в зависимости от их уровня физической подготовки (т.е. по показателю максимального потребления кислорода (максимальный уровень VO₂)). Первая подгруппа включала испытуемых с более высоким максимальным показателем VO₂ (т.е. ʺПодгруппа тренированныхʺ), а вторая подгруппа включала испытуемых с более низким максимальным показателем VO₂ (т.е. ʺПодгруппа нетренированныхʺ). Подгруппа нетренированных состояла из шести (6) женщин и семи (7) мужчин. Средний возраст в этой подгруппе составлял 27,7±3,4 года, а средний пиковый показатель VO₂ в подгруппе нетренированных был равен 39,9±4,1 мл/кг/мин. Подгруппа тренированных состояла из четырех (4) женщин и девяти (9) мужчин. Средний возраст в подгруппе тренированных составлял 27,6±3,5 года, а средний пиковый показатель VO₂ в подгруппе тренированных был равен 52,2±4,3 мл/кг/мин.

[0007] В дни приема добавки (т.е. за два (2) дня до тренировок) DR испытуемые принимали пять граммов (5 г) DR, смешанной либо с пищей, либо с приготовленным ими напитком, во время обеда и следующие пять граммов (5 г) во время ужина (т.е. с интервалом от трех до восьми часов между приемами), в то время как DEX испытуемые принимали пять граммов (5 г) DEX, смешанной либо с пищей, либо с приготовленным ими напитком, во время обеда и следующие пять граммов (5 г) во время ужина (т.е. с интервалом от трех до восьми часов между приемами).

[0008] В дни выполнения физических упражнений (т.е. через три (3) дня после дней приема добавки) DR испытуемые потребляли за два (2) часа перед выполнением физических упражнений стандартизованный перекус, содержащий пять граммов (5 г) DR, и пять граммов (5 г) DR после физических упражнений, но перед выходом из лаборатории (т.е. в течение одного часа после выполнения физических упражнений), тогда как DEX испытуемые потребляли за два (2) часа перед выполнением физических упражнений стандартизованный перекус, содержащий пять граммов (5 г) DEX, и пять граммов (5 г) DEX после физических упражнений, но перед выходом из лаборатории (т.е. в течение одного часа после выполнения физических упражнений). Как DR испытуемые, так и DEX испытуемые сами выбирали стандартизованные перекусы, которые были составлены с учетом их привычного рациона питания. Эти перекусы были неизменными и состояли из ста семидесяти граммов (170 г) йогурта и двух батончиков мюсли вместе с назначенной добавкой. Испытуемых просили регистрировать их диеты для подтверждения их соответствия на период испытаний. После выполнения физических упражнений каждый испытуемый принимал финальную суточную пяти граммовую (5 г) дозу перед выходом из лаборатории. Испытуемые также выпивали 200 мл воды через двадцать (20) и сорок (40) минут после начала выполнения упражнений, чтобы минимизировать последствия обезвоживания, которые возможны во время выполнения интенсивных упражнений.

[0009] Протокол двойного слепого перекрестного испытания включал первоначальную оценку исходного состояния, за которой следовали две отдельно проводимые дневные оценки после приема либо добавки DR, либо добавки DEX. Каждое выполнение физических упражнений включало измерения креатинкиназы (КК), азота мочевины крови (АМК), глюкозы, частоты сердечных сокращений (ЧСС), оценку индивидуального восприятия нагрузки (ОИВН) и показатели мощности (ПМ).

План эксперимента

Оценка перед тестированием (исходное состояние)

Во время первого визита в лабораторию у каждого испытуемого оценивали максимальное потребление кислорода и уровень лактата в крови, при этом испытуемый также проходил двухминутный тест на мощность на велоэргометре. Перед прохождением теста на велоэргометре каждый испытуемый в течение пяти минут выполнял разминку в оптимальном для него режиме с сопротивлением в один килограмм (1 кг). Затем сопротивление вращения педалей увеличивали со скоростью полкилограмма за четыре минуты (0,5 кг/4 мин) до волевого истощения. Частоту сердечных сокращений (ЧСС), показатель потребления кислорода (VO₂) и образец крови для определения уровня лактата получали для каждой стадии во временных точках три минуты тридцать секунд (3'30ʺ) и четыре минуты (4'). В результате этой оценки были установлены рабочие нагрузки, применяемые во время последующих двух (2) сеансов тренировок.

Оценки результатов тренировки

[0010] Каждый испытуемый был случайным образом определен либо в группу DR испытуемых (принимающих DR добавку), либо в группу DEX испытуемых (принимающих DEX добавку). За исключением добавок, потребляемых испытуемыми, протоколы тренировок были идентичными. Конкретный протокол тренировок (т.е. прием добавок и выполнение упражнений) подробно представлен ниже в таблице 1:

ТАБЛИЦА 1

Протокол тренировок

День Выполненные действия 1. 2x тренировочные 5 г дозы добавки (DR или DEX); без физических упражнений 2. 2x тренировочные 5 г дозы добавки (DR или DEX); без физических упражнений 3. 2x тренировочные 5 г дозы добавки (DR или DEX)+1 сеанс физических упражнений 4. 2x тренировочные 5 г дозы добавки (DR или DEX)+1 сеанс физических упражнений 5. 2x тренировочные 5 г дозы добавки (DR или DEX)+1 сеанс физических упражнений

[0011] Каждый сеанс упражнений состоял из шести (6) десятиминутных интервалов выполнения упражнений на велоэргометре. Во время каждого десятиминутного интервала испытуемый вращал педали в течение восьми (8) минут при рабочей нагрузке, составляющей примерно 60% от максимального показателя VO₂ испытуемого, и сразу после этого продолжал вращать педали еще в течение двух (2) минут при рабочей нагрузке примерно 80% (примерно на одну ступень нагрузки выше рабочей нагрузки, вычисленной для испытуемого, исходя из порогового уровня лактата). Ритм и развиваемую мощность отслеживали течение десяти минут во время каждого сеанса выполнения упражнений. В конце шестидесятиминутного сеанса физических нагрузок каждый испытуемый выполнял двухминутный тест оценки работоспособности (тест на время). В этом тесте оценки работоспособности испытуемый должен был прикладывать максимальные усилия в течение двух минут. В ходе этого двухминутного теста оценивали пиковую мощность, среднюю мощность и снижение показателя в процентах. Рабочую нагрузку в тесте оценки работоспособности устанавливали, равной пять процентов (5%) от веса тела пациента.

[0012] Во время сеанса тренировок измеряли физиологические параметры, и обеспечивали восполнение потери жидкости испытуемого. Протокол тренировок и протокол восполнения потери жидкости были одинаковыми как для DR испытуемых, так и для DEX испытуемых. У каждого испытуемого брали образцы крови методом венепункции в следующие моменты времени:

- за десять (10) минут до начала тренировок;

- через двадцать (20) минут после начала и во время выполнения упражнений;

- через сорок (40) минут после начала и во время выполнения упражнений;

- через шестьдесят (60) минут после начала и во время выполнения упражнений; а также

- через двадцать четыре (24) часа после завершения упражнений (через двадцать пять (25) часов после начала упражнения).

[0013] Уровень глюкозы в крови измеряли во всех вышеуказанных временных точках за исключением 24 часов после выполнения упражнений. Уровни креатинкиназы и АМК измеряли за десять минут (-10 мин.) до начала выполнения упражнений в течение трех (3) дней и через двадцать четыре (24) часа после выполнения упражнений после третьей (последней) тренировки.

[0014] Во время выполнения упражнений каждые двадцать (20) минут записывали "оценку индивидуального восприятия нагрузки" (ОИВН) по 10-бальной шкале Борга. Для определения субъективной оценки болевых ощущений в четырехглавой мышце, общей усталости, аппетита, ощущения уровня работоспособности и качества сна использовали шкалу Лайкерта (0-10 баллов). Эти шкалы заполняли до и после каждого сеанса выполнения упражнений.

[0015] Протокол тестовых тренировок и восполнения потери жидкости приведен ниже в табл. 2:

ТАБЛИЦА 2

Протокол тестирования и восполнения потери жидкости

Сроки (начало выполнения упражнений) измерение/активность* -10 мин Начало** 20 мин 40 мин 60 мин 65 мин 25 ч Лайкерт Х -- -- -- -- Х -- ОИВН -- -- Х Х Х -- -- Кровь Х -- -- -- Х -- Х Тест на мощность -- -- -- -- -- Х -- Напиток -- -- Х Х -- -- --

* ʺXʺ означает, что было выполнено измерение или действие (т.е. восполнение потери жидкости); ʺ--ʺ указывает на то, что измерение или действие не было выполнено.

** Указывает начало шестидесятиминутного сеанса выполнения упражнений.

Инструментальная оценка

[0016] Частоту сердечных сокращений регистрировали с помощью монитора Polar HR. Уровни глюкозы в крови измеряли с помощью глюкометра Bayer. Уровень лактата в крови измеряли с помощью анализатора лактата AccuSport. Креатинкиназу и АМК измеряли с помощью анализатора Abaxis Piccolo. Данные по мощности, полученные в ходе выполнения теста на время для оценки работоспособности оценивали с помощью пакета программ Sports Medicine Industries (SMI).

Статистический анализ

[0017] Все приведенные в таблице данные анализировали с помощью программы для проведения статистических расчетов StatPac и SPSS с использованием 2-факторной ANOVA с повторными измерениями, временем и тренировками в качестве независимых переменных. Post hoc тест Tukey использовали для дифференциации средних значений, если наблюдалось значимое взаимодействие. Частота сердечных сокращений, ОИВН, уровни лактата в сыворотке, уровни КК в сыворотке, уровни АМК в сыворотке и измеренные данные по мощности были зависимыми измерениями. Уровень альфа-значимости был установлен при р <0,05.

Результаты

[0018] Все 26 (26) испытуемых завершили исследование без каких-либо неблагоприятных событий. Прием соответствующих добавок DR испытуемыми и DEX испытуемыми не вызывал никаких жалоб или проблем. Данные представлены в виде главных эффектов в виду отсутствия взаимодействий.

[0019] Подгруппы нетренированных и тренированных были созданы, как показано в таблице 3 ниже:

ТАБЛИЦА 3

Классификация на максимально нетренированные/тренированные подгруппы на основе данных по работоспособности

Измерения DR нетренированные DEX нетренированные DR тренированные DEX тренированные Средняя мощность (Вт/кг веса тела)** 0,20±0,32 -0,09±0,31# 0,08±0,31 0,07±0,33 КК (Ед.) 10,3±79,3 124,5±126,5# 40,0±348,1 12,1±270 ЧСС (уд/мин) 151,15±19,4 152,0±19,5 152,6±11,9 152,4±11,7 ОИВН (Борг (6-20 шкала)**** 13,1±1,6 13,5±1,5# 13,6±1,8 13,9±1,6

* Данные - среднее значение ±SD

** Средняя мощность отражает разницу между 1-м днем и 3-м днями тренировок

*** Уровни креатинкиназы, с 1 по 3 день

# Значимое различие между DR и DEX

[0020] Данные по относительной и абсолютной средней мощности можно найти в таблице 4 ниже:

ТАБЛИЦА 4

Изменения показателей относительной и абсолютной средней мощности*

Добавка Измерения Подгруппа нетренированных Подгруппа тренированных Рибоза Относительное 0,17(0,32) Вт/кг веса тела 0,08(0,39) Вт/кг веса тела Абсолютное 13,2(24,2) Вт 3,3(17,1) Вт Декстроза Относительное -0,09(0,29) Вт/кг веса тела 0,07(0,33) Вт/кг веса тела Абсолютное -8,9(22,4) 8,2(22,7)

* среднее значение (+ SD)

** Значимо отличается от декстрозы (p=0.04)

*** Значимо отличается от декстрозы (p=0.01)

[0021] В подгруппе нетренированных в результате приема D-рибозы было получено значимое (p=0,04) улучшение показателя относительной средней мощности на 288% по сравнению с приемом DEX. В этой подгруппе также наблюдалось значимое различие между DR и DEX испытуемыми в изменении показателя абсолютной средней мощности 245% (p=0,01). В подгруппе нетренированных наблюдалось значимое различие между DR и DEX испытуемыми в показателях относительной (p=0,05) и абсолютной (p=0,02) мощности. Средние изменения показателей относительной и абсолютной пиковой мощности с 1-го по 3-й день составили 0,33±0,52 Вт/кг веса тела и 26,8±40,8 Вт для DR, в то время как для DEX они составили -0,09±0,51 Вт/кг веса тела и -10,8±33,0 Вт, соответственно.

[0022] В подгруппе тренированных показатели относительной и абсолютной средней мощности не отличались для DR и DEX испытуемых. В подгруппе тренированных не было отмечено различий между показателями относительной (p=0,27) и абсолютной (p=0,79) пиковой мощности. Средние изменения показателей относительной и абсолютной пиковой мощности с 1-го по 3-й день составляли 0,15±0,41 Вт/кг веса тела и 6,2±28,6 Вт для DR испытуемых, в то время как для DEX испытуемых они были равны -0,02±0,37 Вт/кг веса тела и 3,31±25,8 Вт, соответственно.

[0023] Анализ уровня КК в сыворотке показал, что прием DR приводил к более низкому изменению в подгруппе нетренированных. Уровни креатинкиназы увеличились в среднем на 37,1±85,2 Ед. у DR испытуемых по сравнению с DEX испытуемыми, где он составил 121,4±110,2 Ед. (p=0,03). Не было статистических различий (p=0,88) и в уровнях АМК между DR (0,93±2,66) и DEX (1,08±2,56) испытуемыми в подгруппе нетренированных. Не наблюдалось различий в изменениях уровней КК и АМК между DR и DEX испытуемыми в подгруппе тренированных. Как видно из приведенной ниже таблицы 5, в обеих подгруппах не было выявлено никаких различий в уровне глюкозы в крови, она оставалась стабильной для всех испытуемых:

ТАБЛИЦА 5

Уровни глюкозы в крови во время выполнения упражнений*

Подгруппа нетренированных Подгруппа тренированных Добавка 19,5 39,5 59,5 59,5 59,5 59,5 Рибоза 4,0 (0,6) 4,0 (0,6) 4,1 (0,7) 3,8 (0,5) 4,0 (0,5) 3,9 (0,5) Декстроза 4,0 (0,5) 4,0 (0,5) 3,9 (0,5) 4,0 (0,6) 4,1 (0,7) 4,0 (0,6)

* среднее значение (±SD); значения даны в мМ/л

[0024] В подгруппе нетренированных между испытуемыми отсутствовали различия в показателях ЧСС: средний показатель ЧСС для DR испытуемых был равен 152±20 ударов в минуту и 53±17 уд/мин - для DEX испытуемых. ОИВН была значительно ниже (р=0,003) у DR испытуемых (13±2) по сравнению с DEX испытуемыми (14±2). Средние показатели ЧСС и ОИВН не отличались между DR и DEX испытуемыми в подгруппе тренированных, 153±12 уд/мин и 14±2 против 153±12 уд/мин и 14±2, соответственно.

[0025] Как показано на фиг. 1, средняя оценка индивидуального восприятия нагрузки была выше у DEX испытуемых по сравнению со средней оценкой индивидуального восприятия нагрузки у DR испытуемых во всех точках измерений во время выполнения упражнений.

[0026] Потенциальная польза DR зависит от типа, степени интенсивности и продолжительности физических упражнений, а также от уровня тренированности испытуемого. Эффективность оценивали у испытуемых, которым назначали DR или DEX перорально при выполнении упражнений высокой интенсивности. С 1-го по 3-й день показатели средней и максимальной мощности значительно возрастали у DR испытуемых в подгруппе нетренированных по сравнению с DEX испытуемыми в подгруппе нетренированных. Показатели средней и максимальной мощности сохранялась у DR испытуемых и DEX испытуемых в подгруппе тренированных. Более того, у DR испытуемых ОИВН была значительно меньше, чем у DEX испытуемых.

[0027] Преимущества, обеспечиваемые DR, могут определяться множеством факторов, включая изменения химических показателей крови, таких как КК, АМК и уровни глюкозы. Например, различия в уровнях КК в мышцах могли бы прояснить причину такого преимущества, указывая на сохранение или отсутствие целостности клеточной мембраны. Изменения, наблюдаемые в уровнях КК с 1-го дня по 3-й день, были примерно в три раза (3 раза) выше в группе DEX по сравнению с группой DR в подгруппе нетренированных.

[0028] Подобные результаты были также получены в случае приема испытуемыми более низких доз DR, по шесть грамм в сутки (6 г/день). В дни приема добавки (т.е. за два (2) дня до начала выполнения упражнений) три грамма (3 г) DR смешивали либо с пищей, либо с приготовленным самими испытуемыми напитком, во время обеда и еще три грамма (3 г) во время ужина, а в дни выполнения сеанса упражнений (т.е. через три (3) дня после дней приема добавки), испытуемые принимали за два (2) часа перед выполнением упражнений стандартизованный перекус, содержащий три грамма (3 г) DR, и следующие три грамма (3 г) DR принимали после физических упражнений в течение часа после сеанса тренировок.

[0029] Доставка и потребление кислорода мышцами во время тренировок является основным фактором при оценке уровня физической подготовки, так же как максимальный уровень VO₂. Разделение данных на подгруппы с более низкими и более высокими максимальными показателями VO₂ выявило значимые различия в отношении эффекта DR во время выполнения упражнений высокой интенсивности. В частности, у DEX испытуемых подгруппы нетренированных показатели КК значимо увеличились, более чем в три раза, к тому же они имели более высокие показатели АМК по сравнению с DR испытуемыми подгруппы нетренированных. Кроме того, результаты теста на мощность испытуемых в подгруппе нетренированных улучшились. Это свидетельствует о том, что людей, которые не выполняли упражнения выше порогового уровня лактата, нельзя сравнивать с людьми, которые выполняют физическую работу или тренируются в более интенсивном режиме даже если это имеет эпизодический характер. По-видимому, повышение уровня КК, наблюдаемое в подгруппе нетренированных, означает, что интенсивная анаэробная тренировка этих групп мышц вызывает клеточный стресс, при котором происходит утечка ферментов, которая может не только влиять на клеточный гомеостаз, но также и на эффективность выполнения физической работы, и потенциально ограничивать будущие плановые занятия из-за субъективных симптомов.

[0030] Вкратце, прием D-рибозы привел к большим изменениям в работоспособности, чем DEX за три дня тренировок на велоэргометре. Еще более важным оказалось то, что, когда группа была поделена на подгруппы нетренированных и тренированных, это позволило выявить внутри и межгрупповые различия. Группа нетренированных (с более низким максимальным показателем VO₂) выиграла от приема DR и смогла сохранить работоспособность для работы на следующий день. Биохимический анализ показал, что при приеме внутрь DR было меньше мышечных повреждений по сравнению с DEX. Таким образом, можно заключить, что D-рибоза усиливает адаптацию к физическому стрессу, что в конечном итоге приводит к повышению работоспособности.

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к физиологии, и касается улучшения адаптации к физическим нагрузкам. Для этого перед, во время и после выполнения физических упражнений перорально вводят 6-10 г D-рибозы. Способ обеспечивает повышение работоспособности за счет улучшения адаптации к физическому стрессу, причем этот эффект наиболее выражен у нетренированных субъектов. 4 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.

1. Способ улучшения адаптации к физическим упражнениям у человека, признанного физически нетренированным из-за низкого максимального уровня VO₂ для возраста человека, включающий перед периодом выполнения физических упражнений указанным человеком пероральный прием указанным человеком от 6 до 10 г D-рибозы и во время периода выполнения физических упражнений или после периода физических упражнений пероральный прием указанным человеком от 6 до 10 г D-рибозы, где указанный человек демонстрирует улучшенную адаптацию к физическим упражнениям.

2. Способ по п.1, в котором пероральный прием D-рибозы перед периодом выполнения физических упражнений происходит по меньшей мере за двое суток перед периодом выполнения физических упражнений.

3. Способ по п.1, в котором пероральный прием D-рибозы составляет 3-5 г два раза в сутки перед периодом выполнения физических упражнений и 3-5 г два раза в сутки во время периода выполнения или после физических упражнений.

4. Способ по п.3, в котором 3-5 г D-рибозы два раза в сутки принимают перед периодом выполнения физических упражнений с интервалом примерно 3-8 ч.

5. Способ по п.4, в котором 3-5 г D-рибозы до периода выполнения физических упражнений принимают по меньшей мере за два часа до физических упражнений и от 3 до 5 г D-рибозы принимают во время выполнения физических или после физических упражнений в течение часа после физических упражнений.