За и против кетогенных диет для спортсменов

Доводы «за»

Matthew Kavalek, Ryan Gannon.

Кетогенная диета традиционно предусматривает потребление большого количества жиров, умеренного / низкого количества белка и очень низкого потребления углеводов с целью вызвать пищевой кетоз (2). 

В нормальных физиологических условиях клетки получают энергию от глюкозы в процесс под названием «гликолиз». Если сильно ограничить потребление углеводов, уменьшаются запасы гликогена (запасаемой организмом формы глюкозы) в печени (8) и скелетных мышцах (12). Организм зачастую реагирует, частично перераспределяя бремя энергообеспечения на жиры из пищи и жировую ткань, побочным продуктом обмена жиров и являются кетоновые тела. Таким образом, «кетоз» - метаболическое состояние, при котором организм вырабатывает энергию из кетоновых тел (а не из глюкозы) со скоростью, достаточной для питания мозга и тела (концентрация в крови обычно составляет ~≥0,5 – 3,0 мг/дл) (5).

К сожалению, кетоз часто путают с «кетоацидозом» - патологическим состоянием, характеризующимся сильным и неконтролируемым кетозом, вследствие накопления кетоновых кислот и последующим снижением рН крови. Деаминирование (расщепление) аминокислот также приводит к выработке кетоновых тел. Таким образом, кетоацидоз наиболее вероятен у людей: а) с сахарным диабетом I типа или б) продолжительное время (> месяца) соблюдающих диету с высоким содержанием жиров, белков и очень низким потреблением углеводов. Научные данные трудно интерпретировать из-за отсутствия / недостатка данных или контроля (например, в традиционной кето-диете по сравнению с высоким потреблением жиров и низким углеводов, наряду с высоким потреблением белка). В этом разделе кратко излагаются заявленные преимущества питания с очень низким содержанием углеводов (≤50 г углеводов в день) и высоким содержанием жира, но не гипокалорийной диеты, которую обычно называют «кето-диета».

Исследования, проведённые в 1980-х годах, показали повышение аэробной работоспособности при соблюдении кето-диеты (12, 13). Zajac et al (20) наблюдали существенное увеличение максимального потребления кислорода (VO_2макс) и лактатного порога при велоэргометрии. Rhyu and Cho (15) обнаружили существенное снижение времени, необходимое для выполнения вело-спринта на 2000 м. Во множестве исследований показано существенное снижение дыхательного коэффициента (ДК) (12, 13, 20), использования глюкозы (12, 13), уровня лактата крови в покое (13, 20) и/или аэробного утомления (13, 15). Позже сходные результаты получены в исследовании Volek et al (17), при сравнении кето-диеты и питания с нормальным содержанием углеводов у высококвалифицированных марафонцев и триатлонистов Ironman. По сравнению со спортсменами с нормальным приёмом углеводов, у высококвалифицированных спортсменов, потреблявших 10% углеводов, выявилось примерно в два раза большее пиковое окисление жиров, а также на 59% выше среднего окисление жиров при субмаксимальных упражнениях. Повышенное окисление жиров сопровождается меньшим ДК. Существует тесная связь между ДК и показателями физической тренированности (VO_2макс, лактатным порогом и максимальной ЧСС), с меньшим ДК у тренированных людей по сравнению с нетренированными (14).

Несмотря на достаточно хорошо известное положительное влияние кето-диеты на аэробную работоспособность, недавние исследования указывают на ее возможную пользу в видах спорта с весовыми категориями. В подобных ситуациях существенные преимущества даёт возможность эффективно снижать массу тела. Методы уменьшения веса, которые обычно применяют эти спортсмены (ограничение калорийности, чрезмерные тренировки, дегидратация, самоиндуцированная рвота, диуретики и т. д.), могут быть опасны и негативно отражаться на работоспособности (15). Психическое утомление, спутанность сознания и уменьшение силы – симптомы, которые, как правило, возникают у спортсменов, практикующих быструю потерю веса (4). Тем не менее, при постепенном снижении массы тела некоторые побочные эффекты уменьшаются, например, лучше сохраняется сила мышц (4). Согласно исследованиям, если нужно уменьшить вес, сочетание методов постепенного снижения веса с кето-диетой, может быть полезней, чем только методы постепенного снижения веса. Значительное уменьшение потребления углеводов снижает запасы гликогена в печени (8) и скелетных мышцах (13, 19). Один грамм гликогена связывает ~3 г воды, поэтому потеря гликогена приводит к заметному уменьшению общего содержания воды в организме (10). Кроме того, без углеводов снижаются уровни инсулина в крови (13, 20), что приводит к натрийуретическому эффекту (выведению натрия), дополнительному уменьшению общего содержания воды в организме (1, 16). Таким образом, в видах спорта с весовыми категориями, которые зависят преимущественно от системы аденозинтрифосфат (АТФ)-креатинфосфат (бейсбол, тяжелая атлетика, пауэрлифтинг, гимнастика и т. д.), вероятно, полезна кето-диета как часть стратегии постепенного снижения веса.

Множество кратковременных исследований (<10 недель) подтверждают эти предположения и сообщают о существенном снижении массы тела (3, 10, 20), наряду с сохранением сухой массы тела (10, 15) при кето-диете, по сравнению с высокоуглеводным питанием. В одном из исследований у высококвалифицированных гимнастов обнаружены похожие изменения состава тела, без негативного влияния на силу и мощность мышц (11). В недавнем кратковременном (10 недель) исследовании не выявлено различий увеличения силы или толщины мышц (гипертрофии) между кето-диетой и стандартным питанием, при условии равной калорийности (6). Кето-диета также может привлекать спортсменов в видах спорта, где трудно придерживаться потребления калорий, необходимого для поддержания определённой массы тела. У испытуемых на кето-диете Wesman et al (19) отмечено спонтанное снижение потребления пищи, а также воспринимаемого голода. Сходным образом, у высокого потребления белка, которое иногда сопровождает кето-диету, преимущество перед низким потреблением белка в насыщении и термогенезе (7, 18). При этом наблюдается нормальный состав крови (10, 13), функции печени (13) и почек (10, 13). Важно подчеркнуть, что потенциальная необходимость высокого потребления белка при кето-диете у спортсменов связана с повышенными требованиями глюконеогенеза (9). Например, вышеупомянутые высококвалифицированные гимнасты потребляли белка 2,8 г/кг массы тела в день. В аналогичном исследовании при безуглеводной диете испытуемые потребляли белка 1,2 г/кг массы тела в день (13).

Необходимы научные исследования различий между кето-диетой с низким потреблением белка (традиционной) или высоким потреблением (как предложено выше). В нескольких доступных исследованиях также не измерялось или не сообщалось о концентрации кетоновых тел, что затрудняло интерпретацию результатов, потому что «кетогенное состояние» лишь предполагалось. В этой области бесчисленное количество вопросов, остающихся без ответов, таких как влияние на интервальную тренировку высокой интенсивности, восстановление, гипертрофию, пол, возраст и двигательный контроль. Однако, согласно имеющимся данным, в некоторых специфических ситуациях есть основания для использования кето-диеты. Хорошие перспективы у применения кето-диеты для долговременной выносливости, кратковременного использования в видах спорта с весовыми категориями и преимущественно анаэробных (в сочетании с высоким потреблением белка). Тем не менее, прежде чем перейти на кето-диету, мы настоятельно рекомендуем консультацию с тренерами, зарегистрированным диетологом и врачом.

Доводы «против»

Mike T. Nelson.

Кето-диета обычно содержит высокое количество жиров (~≥80% общего потребления энергии), умеренное или низкое количество белков (по меркам спортсменов) 10 – 15% и ≤5 – 10% углеводов (7, 9, 13, 16). Как правило, спортсмены должны сократить потребление углеводов до ~<50 г/день (равное примерно двум бананам) для достаточного выделения кетоновых тел, чтобы считать состояние пищевым кетозом (уровень кетонов >0,5 ммоль/л) (16). Кето-диета способна увеличивать количество жира, которое организм использует для обеспечения клеток энергией (15). Кроме того, повышается разнообразие «кетоновых тел», способных окисляться различными тканями в качестве топлива. Основные кетоновые тела – ацетоацетат (АА), бета-гидроксибутират (БГБ) и ацетон (14). При сжигании (расщеплении) БГБ выделяется тепла 487,2 ккал/моль, тогда как пальмитат (жир) даёт 2384 ккал/моль, а глюкоза 669,9 ккал/моль (13). Более того, из 100 г глюкозы, БГБ и ацетоацетата получается 8,7 кг, 10,5 кг, 9,4 кг АТФ (которую все клетки используют в качестве энергии), соответственно (5). Тем не менее, в расчёт не принимается клеточная кинетика (скорость, с которой энергия может использоваться телом для упражнений). Хорошо известно, что глюкоза более быстрый источник энергии, чем свободные жирные кислоты. В исследовании на грызунах 2013 года показано умеренное разобщающее состояние и меньшая эффективность окисления при кетозе по сравнению с окислением глюкозы (10). Это означает, что наряду с улучшением метаболизма жиров и продолжительных упражнений на выносливость в устойчивом состоянии (17), кетоз может отрицательно повлиять на такие виды активности, как силовые и мощностные виды спорта, зависящие от метаболизма углеводов, гликолиза и цикла АТФ – креатинфосфат (8, 9). К сожалению, в этой области мало исследований.

В классическом исследовании кето-диеты Phinney et al (5) велосипедисты высокой квалификации, соблюдающие кето-диету (без ограничения калорийности), тестировались с нагрузкой ~ 60 – 65% от VO_2макс. Несмотря на изменения дыхательного коэффициента, что указывает на большее использование жира/кетонов, не обнаружилось изменений результатов на выносливость. Биопсия мышц после нагрузки указала на истощение гликогена в медленно сокращающихся волокнах (но не в быстро сокращающихся), указывая, что быстро сокращающиеся волокна не рекрутировались и не использовались для производства мощности при упражнениях. Авторы признали: «регулирование функции около VO_2макс, по-видимому, связано с ограничением использования углеводов», предполагая неспособность выполнять анаэробную работу. Фактически полученные данные говорят, что после истощения запасов углеводов работоспособность очень индивидуализирована: у двух велогонщиков отмечались улучшения, у одного изменений не наблюдалось (с разницей в 3 минуты) и у двух отмечались ухудшения. Хорошо подготовленные спортсмены должны эффективно использовать любые энергетические субстраты по перечисленным далее причинам (4). Так как продолжительность упражнений увеличивается от очень коротких (прыжки в высоту, тяжёлая атлетика, пауэрлифтинг и т. д.) к очень продолжительным (соревнования на сверхвыносливость), энергетические источники изменяются от АТФ – креатин, затем в основном углеводы и наконец жиры. Тем не менее, даже спортсмены силовых видов спорта возвращаются к использованию жиров в периоды отдыха между подходами или тренировочными занятиями. Переход от одного к другому энергетическому субстрату и обратно называется «метаболической гибкостью» (4) и возможно нарушается при переходе на кето-диету. 

Один из способов поддерживать метаболическую гибкость включает «периодизацию» макронутриентов для конкретного текущего этапа тренировок. Например, спортсмен может использовать кето-диету в течение нескольких недель в межсезонье, а затем перейти к нормальному потреблению углеводов перед соревнованиями. В литературе действительно описан подобный подход: «тренируйся низко, соревнуйся высоко» (1). Однако использование углеводов на кето-диете уменьшается, наиболее вероятно вследствие изменений концентрации фермента пируватдегидрогеназы (11, 12). Phinney et al (8) также сообщили о снижении запасов гликогена в покое на 50% у велосипедистов высокой квалификации на кето-диете, что приводило к четырёхкратному снижению скорости использования гликогена при выполнении упражнений. Тем не менее, в недавнем исследовании (2016) Volek et al (15) не обнаружили нарушений утилизации гликогена на кето-диете. Эти исследователи предложили 20 ультрамарафонцам высокой квалификации и триатлонистам, соревнующимся в Ironman, 180-минутный субмаксимальный забег на уровне 64% VO_2макс. Половина бегунов потребляли высокое количество углеводов (% углеводов/белков/жиров – 59/14/25), а другие придерживались кето-диеты (% углеводов/белков/жиров – 10/19/70) в течение 20 месяцев до исследования. Пиковое окисление жиров на кето-диете оказалось в 2 раза выше (а значит, существенно меньше окислялись углеводы), и скорость окисления жиров отмечалась выше, чем упоминаемая в научной литературе. Несмотря на способность кетоновых тел заменить в качестве субстрата углеводы, они также могут парадоксально уменьшить доступность углеводов, через подавление производства глюкозы печенью, и тем самым снизить возможность поддерживать высокую интенсивность усилий (6, 9).

Результаты исследований подчёркивают факт: независимо от влияния на уровни гликогена в мышцах и печени от долговременной кето-диеты, у спортсменов похоже не будет метаболического аппарата, необходимого для его полноценного использования в качестве источника энергии. Предполагается также, что, в отличие от продолжительной кето-диеты, предоставляющей время для адаптации, кратковременное (например, на 4 недели) ограничение углеводов может привести к уменьшению запасов гликогена в мышцах.

В одном из нескольких исследований со спортсменами силовых видов спорта, Paoli с коллегами (7) оценивали изменения состава тела и результатов упражнений (подъёмы ног в висе, отжимания от пола и параллельных брусьев, подтягивания, прыжок из приседа, прыжок с подседом и прыжки в течение 30 с) у 8 художественных гимнастов после 30 дней модифицированной кето-диеты (22 г углеводов/день: 54,8% жиров, 40,7% белка и 4,5% углеводов). Для сравнения выбрали группу с западной диетой, содержащей 38,5% жиров, 14,7% белков и 46,8% углеводов. Хотя результаты исследования поддерживали кето-диету (не отмечено различий в приросте силы), осталось общее частое ограничение для всех работ по кето-диете – не измерялись уровни кетонов в крови. Подобное упущение исключает возможность определить, был ли пищевой кетоз, кетоацидоз или нет. Это особенно важно, так как испытуемые в группе на кето-диете потребляли 200,8 грамм/день белка, в то время как группа с западной диетой потребляла лишь 83,5 грамм/день. Из-за редкого упоминания в исследованиях о концентрации кетонов, трудно определить, можно ли на самом деле назвать питание «кето-диетой». Более того, среди учёных нет единого мнения относительно состава макронутриентов, характерного для кето-диеты. Поэтому обоснованность, эффективность и эффекты кето-диеты в настоящее время крайне трудно определить.

Есть ещё несколько ограничений. Во-первых, нет долговременных исследований, оценивающих результаты и здоровье спортсменов, особенно при сочетании кето-диеты с высоким потреблением белков. Во-вторых, кето-диета может нейтрально или даже отрицательно влиять на людей с физической активностью средней продолжительности (>~ 15 с, но < нескольких часов работы в устойчивом состоянии). Возможно, это не так важно для тренировки с отягощениями, но не для видов спорта с гликолитической выносливостью (борьба, баскетбол, футбол и т. д.), даже в сочетании с высоким потреблением белка. В-третьих, недостаточно информации относительно влияния кето-диеты на юных, пожилых спортсменов и спортсменок или людей, желающих добиться максимальной гипертрофии мышц.

Подводя итог, нужно отметить: несмотря на возможные преимущества кетогенных диет для видов спорта на сверхвыносливость, для предоставления рекомендаций нужно больше исследований. Это не должно быть препятствием для проведения экспериментов с кето-диетой врачами и исследователями, так как это вносит большой вклад в наше понимание метаболизма, питания, здоровья и работоспособности. Например, в последующих исследованиях необходимо изучить возможность использования экзогенных кетоновых солей и сложных эфиров в сочетании и без углеводов, так как это может повысить уровень кетонов в крови и в то же время поддерживать соответствующие запасы углеводов и функции ферментов, способных улучшать результаты в упражнениях высокой интенсивности (2). Остаётся под вопросом время, необходимое для адаптации (достижение состояния пищевого кетоза), хотя в большинстве неподтверждённых сообщений указывается ~2 – 3 недели. Также существуют проблемы с приемлемостью, логистикой, практичностью и приверженностью кето-диете. Поэтому на основании имеющихся данных и нашем текущем понимании биоэнергетики, применение кето-диеты не рекомендуется спортсменам, которым нужна сила и мощность или других видов спорта, полагающихся на анаэробный или гликолитические механизмы энергообеспечения. Тем не менее, возможны отдельные случаи-исключения. В связи с многочисленными рисками, людям, желающим попробовать кето-диету, необходима консультация врача (3).

Оригинал: https://examine.com/https://journals.lww.com/