ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ МИКРОБНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ

СОВРЕМЕННЫХ МИКРОБНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ

ПОДДЕРЖАНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО ГОМЕОСТАЗА

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СПОРТСМЕНОВ.

Суворов А.Н., Алехина Г.Г. - НИИ Экспериментальной медицины

Яшин Т.А. - ФНКЦ спортивной медицины и реабилитации ФМБА России

Сергеев В.Н. - РНЦ медицинской реабилитации и курортологии МЗ РФ

Калюжин О.В. - Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова МЗ РФ

Москва, 17-20 марта 2015 года

Одной из важнейших задач современной спортивной медицины на сегодняшний день является обеспечение достижения максимального результата спортсменов за счет рационального использования собственных ресурсов организма при максимально-возможной скорости восстановления после предельных физических нагрузок.

Один из вариантов решения данной задачи - разработка и внедрение специализированной продукции на основе последних достижений современной биологической науки.

Перспективное направление –использование современных достижений микробных биотехнологий.

Симбиотические микроорганизмы(нормофлора) организма человекапопали в сферу интересовпредставителей биологической имедицинской науки сравнительнонедавно.

И.И. Мечников в начале XX века предложил практическое использование микробных культур-антагонистов для борьбы с болезнетворными бактериями.

Этот метод лечения и профилактики Мечников назвал «пробиотическим», что в переводе с латыни означает «способствующий жизни».

В рабочая группа ВОЗ 2002 году приняла определение пробиотиков как

«живых микроорганизмов, которые при назначении в адекватных количествах, способствуют улучшению здоровья организма -хозяина».

Основная часть пробиотических средств принадлежит большой группе молочнокислых бактерий, которые являются нормальными представителями микрофлоры ЖКТ человека.

Основные эффекты микробиоты для

человека

МИКРОБИОТАПищеварение

(участие в усвоении пищи,

синтез витаминов)

Психоэмоциональные

функции

Иммунитет

(защита от инфекций)

Качество жизни

Продолжительность жизни

Все виды обмена

веществ(белковый, жировой,

углеводный)

Интеллект

Детоксикация

(выведение токсинов,

канцерогенов,

аллергенов)

Влияние ухудшения состояния нормофлоры

на результативность спортсменов

Нарушение всасывания и

синтеза важных витаминов

снижает скорость обменных

процессов.

Это означает, что спортсмен

будет медленнее

восстанавливаться после

тренировок и хуже

переносить нагрузки.



Любые нарушения процессов

расщепления белков, жиров и

углеводов сведут на нет все

старания обеспечить

сбалансированность пищевого

рациона спортсмена.

Если нарушается расщепление и

всасывание углеводов - часть

углеводов будет проходить

непереваренной в тонкий, а затем в

толстый кишечник и эта

неусвоенная часть тут же снизит

калорийную ценность всей пищи, и,

соответственно, останется намного

меньше энергии для тренировок.



Сбои в образовании

органических кислот, в

котором обязательное

участие принимает

нормофлора кишечника,

ведут к разрыву важных

цепей обменных реакций.

Белковый синтез,

необходимых для

восстановления

разрушенных и образования

новых мышечных тканей

будет также нестабильным.



Дисбиозы значительно

ослабляют иммунитет

спортсмена, ухудшают

адаптацию организма к

изменяющимся условиям в

течение спортивного сезона.

Нарушение

функционирования

нормофлоры увеличивает

общую токсическую нагрузку

на организм и дополнительно

– на печень спортсмена.

Механизм эндогенной интоксикации

при дисбиозе кишечника

Поступление избыточного количества белка с пищей

снижение спортивных результатов

снижение иммуни-

тета, общая инток-

сикация организма

нарушения

функций

печени

Непереваренный белок поступает в толстый кишечник

Активация гнилостной флоры → выделение токсических

продуктов гниения (скатол, кадаверин и т.п.)

по Ю.Н. Маслову, 2011г



Дисбиозы нередко провоцируют

нарушение жирового обмена – в

таком случае спортсмену бывает

непросто «сбросить»

избыточную жировую массу и

качественно подготовиться к

очередному соревнованию.

Кроме того, нарушение жирового

обмена провоцирует изменение в

обмене стероидных гормонов,

что также может значительно

снижать спортивные результаты.



По данным, представленных в рабоах

Г.А. Макаровой, у спортсменов высшей

квалификации, специализирующихся в

видах спорта, направленных на

преимущественное развитие

выносливости (циклические виды

спорта) состояние нормофлоры

которых можно охарактеризовать как

«эубиоз» не более 15%.

Выраженные нарушения микрофлоры

кишечника отмечается у более чем 50%

от данной категории спортсменов

высшей квалификации, причем

большинство из таких спортсменов

имели также экссудативное

воспаление слизистой оболочки

кишечника (наличие тканевого белка в

фекалиях).



Таким образом,

большинству спортсменов

высшей квалификации

требуется коррекция состояния

нормофлоры кишечника,

своевременная профилактика

нарушений функционального

состояния ЖКТ и гепато-

билианой системы как

обязательного условия

полноценного усвоения

пищевых ингредиентов, а также

повышения эффективности

функционирования иммунной

системы, системы детоксикации

и оптимизации скорости

восстановления.

Нормофлора и ее метаболиты в системе

передачи биологических сигналов в организме

Современной науке известно, что

нормофлора способна

взаимодействовать с клетками

организма путем вмешательства

в работу межклеточных путей

передачи сигналов.

Кроме того, следует учитывать

наличие у микроорганизмов

системы «чувства кворума»,

которая позволяет бактериям

обмениваться информацией

посредством диффузии

небольших сигнальных молекул.

Кишечная микрофлора как биопленка :

все процессы в ней строго координированы и взаимосвязаны

(ее ядром являются бактерии, которые производят и утилизируют

водород) –микрофлора нашего организма есть единое целое!

Microbial Biofilms: from Ecology to Molecular GeneticsM. DAVEY AND G.

O’TOOLE

MICROBIOLOGY

AND MOLECULAR

BIOLOGY

REVIEWS,

Dec. 2000, p. 847–

867

Н2 продуцент

H2 утилизатор

Ферментаторы

Внутри-

клеточные

сигналыМеж-

клеточные

сигналы

Метаболические

взаимодействия

Сахара

Орган.

кислоты

H2

Нормофлора и ее метаболиты в системе

передачи биологических сигналов в организме

Отдельные симбиотические микроорганизмы используют в качестве сигнальных молекул пептиды, способные формировать циклические структуры.

Часть этих молекул обладает свойствами иммуномодуляторов, другая часть – модуляторов скорости и эффективности отдельных звеньев метаболизма.

cAMP

Пример влияния микробных сообществ на

регуляцию в организме человека

- аминомасляная кислота (антистрессорный медиатор) продуцируется в значительных количествах бактериальной микрофлорой (прежде всего – отдельными видами рода Lactobacillus), образует единый пул с эндогенной фракцией ГАМК.

Изменением уровня ГАМК у людей с

нарушением нормофлоры ЖКТ можно

объяснить нарушением порогов

возбуждения, склонностью к повышенной

тревожности, снижением порога болевой

чувствительности.

Спортсмены ряда стран

(среди которых ведущее

место занимает Китай) уже

активно используют

специализированные

продукты на основе

микробных биотехнологий

для достижения наивысших

результатов.

Типы продуктов на основе

современных микробных биотехнологий

В настоящее время распространение получили не только классические пробиотики(на основе лакто- и бифидо-бактерий), но и продукты на основе непатогенных микроорганизмов, не способных к колонизации кишечника человека, а также продукты на основе интактых микроорганизмов или их отдельных компонентов.

Такие продукты современных микробных биотехнологий способны вызывать важные для здоровья эффекты, не всегда доступные при использовании классических пробиотиков.

Можно выделить 3 самостоятельные группы продуктов на основе

современных микробных биотехнологий для использования в

спорте высших достижений:

1. Классические пробиотики

или синбиотики на основе

лакто- и бифидобактерий.

2. Специализированные

продукты на основе

непатогенных

микроорганизмов, не

способных к

значительной

колонизации ЖКТ.

3. Продукты на основе

интактных

микроорганизмов или их

отдельных компонентов.

1. Средства улучшения

пищеварения, профилактики

диарей и повышения общего

уровня адаптации у

профессиональных

спортсменов.

2. Повышения общей и специальной

работоспособности,

нормализации липидного

обмена и структуры массы

тела, улучшения функции

отдельных систем организма

спортсменов.

3. Повышение иммунной активности

и профилактики сезонных

заболеваний у спортсменов на

«БИЛАКТИН»

Активной субстанцией продукта

«БИЛАКТИН» являются два штамма

бактерий Enterococcus faecium –

микроорганизма, входящего в

состав естественной микрофлоры

кишечника человека.

Особенностью данного препарата

является сочетание подобранных

культур микроорганизмов и

остатков среды выращивания в

определенном соотношении, а также

высокая концентрация их

жизнеспособных клеток в разовой

дозе продукта.

«Ламинолакт Спортивный»

Активной субстанцией синбиотика

«Ламинолакт Спортивный» является

штамм Enterococcus faecium L3 –

микроорганизма, входящего в

состав естественной микрофлоры

кишечника человека.

Особенностью данного продукта

является сочетание подобранной

культуры микроорганизма в

сочетании с пребиотическими

факторами (полисахаридами,

выделенными из водоросли

Laminaria и плодов шиповника, а

также изолята растительного белка).


Штаммы Enterococcus faecium М ВКПМ (В-3490) и Enterococcus faecium M-3185

(ВКПМ В-3491):

не содержат в геноме известные дляпатогенных клинических изолятовэнтерококков гены вирулентности (преждевсего – факторы адгезии и цитолизиновыйкомплекс);

не содержат факторов внехромосомной

наследственности;

не подвергались генным модификациям;

активно продуцируют L-форму молочной

кислоты;

являются сильными антагонистами по

отношению к ряду условно-патогенных и

патогенных микроорганизмов (группы

mesenterius-subtilis-cereus, маслянокислых

бактерий, некоторых грибов, стафилококков,

синегнойной палочки).

«Ламинолакт Спортивный»

Штамм Enterococcus faecium L3:

не содержат в геноме известные дляпатогенных клинических изолятовэнтерококков гены вирулентности(прежде всего – факторы адгезии ицитолизиновый комплекс);

не содержат факторов внехромосомной

наследственности;

не подвергались генным модификациям;

обладает свойствами

витаминообразования – В1, В2, РР, А ;

являются сильными антагонистами по

отношению к ряду условно-патогенных и

патогенных микроорганизмов (группы

mesenterius-subtilis-cereus,

стафилококков, синегнойной палочки).


По результатам проведенных исследований было

продемонстрировано, что препарат «БИЛАКТИН»:

-обладает выраженным иммунномодулирующим действием, ускоряя и

усиливая иммунный ответ организма на чужеродные антигены не нарушая

при этом его корректности;

-достоверно повышает общую физическую работоспособность при

нагрузках на организм повышенной интенсивности и в условиях теплового

стресса;

-способствует эффективному использованию ресурсов организма во

время анаэробной и смешанной (анаэробно-аэробной) физической

нагрузки;

-оказывает выраженное положительное влияние при функциональных

нарушениях и заболеваниях печени различной этиологии;

- обладает пробиотическими свойствами, улучшает пищеварение,

препятствует развитию в ЖКТ патогенных микроорганизмов.

Исследование на базе ВНИИ ФК

«Оценка эффективности применения продукта

«БИЛАКТИН» в практике спортивной медицины»

Показатели Контроль Опыт

До сбора После сбора До сбора После сбора

Длина дистанции, м 2114 12,20 2138 10,60 2105 9,80 2209 13,20

2040 2060 2080 2100 2120 2140 2160 2180 2200 2220

После сбора

До сбора


До сбора

Опы

т

Конт

роль

(пла

цебо

)

Длина дистанции, преодалеваемая спортсменами

при прохождении модифицированного теста Купера, м

Исследование ВНИИФК

«Оценка эффективности применения препарата


Показатели Контроль Опыт

До сбора После сбора До сбора После сбора

Уровень лактата в крови,

мМ

8,78 0,12 9,81 0,16 8,96 0,20 9,08 0,20

8,2 8,4 8,6 8,8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10


До сбора


До сбора

Опы

тКо

нтро

ль

Уровень лактата в крови после выполнения спортсменами

модифицированного теста Купера, мМ




ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА НА ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА ТЕЛА

(ПО ДАННЫМ КАЛИПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ТЕСТА)

Показатели

Контрольная группа Опытная группа

До приема После приема До приема После приема

Масса тела, кг 66,1±0,25 64,8±0,4 65,8±0,4 64,6±0,2

Мышечная масса, кг 34,23±0,12 32,48±0,20 34,15±0,16 33,89±0,10

% мышечной массы 51,8±0,1 50,9±0,4 51,9±0,1 51,7±0,2

Масса жира, кг 5,9±0,2 5,57±0,20 5,85±0,12 5,29±0,24

% жировой массы 8,9±0,12 8,6±0,16 8,9±0,1 8,2±0,2




ОЦЕНКА САМОЧУВСТВИЯ ИСПЫТУЕМЫХ

Результаты обследования

субъективной самооценки

спортсменов

«Контрольная» «Опытная»

Признаки переутомления

(отсутствие желания

тренироваться, ухудшение сна

и аппетита) начиная с

третьего недельного

микроцикла.

Переносимость гипертермии

оценивалась как низкая при

проведении исходного и

конечного теста.

Признаки хорошего

самочувствия в течение всего

сбора (желание

тренироваться, высокий

уровень тонуса ЦНС в дневное

время суток, полноценный сон

ночью).

Более высокая степень

адаптации к

гипертермическим условиям

по сравнению со своим

состоянием до начала

курсового приема препарата.

Влияние препарата «БИЛАКТИН» на показатели анаэробной работоспособности

Модель нагрузки: максимальный анаэробный тест (Wingate)

Влияние препарата «БИЛАКТИН» на показатели анаэробной работоспособности

Результаты, полученные в ходе проведения аналогичного тестирования спортсменов-пловцов (членов сборной команды РФ), дали схожие результаты по влиянию препарата «БИЛАКТИН» на максимальную мощность, развиваемую спортсменами в плавательной нагрузке, и уровень лактата в крови после выполнения ими максимальной анаэробной плавательной нагрузки.

При этом была отмечена еще одна интересная закономерность -общий уровень кортизола в крови спортсменов опытной (принимавшей «БИЛАКТИН») группы после выполнения максимальной анаэробной нагрузки был в несколько раз, чем в контрольной группе.

«БИЛАКТИН»В основе главных положительных

эффектов препарата «БИЛАКТИН»,

связанных с улучшением

метаболических процессов в

организме, лежит индуцируемое

препаратом повышение

эффективности процессов

энергетического обмена, прежде

всего - за счет регуляции гликолиза и

глюконеогенеза.

(Патент RU 2426782: «Применение штаммов Enterococcus faecium m и

Enterococcus faecium m-3185 для повышения скорости гликолиза и способ повышения

скорости гликолиза»)

Гликолиз является одним из основных

механизмов энергообеспечения

отдельных систем организма (в

частности, лимфоцитов - с момента их

активации по момент реализации

специфического действия).

«ЛАМИНОЛАКТ СПОРТИВНЫЙ»

Оценку иммунного ответа

проводили по количеству

лейкоцитов, лимфоцитов,

содержанию в сыворотке

крови иммуноглобулинов

(IgА, IgМ, IgG) и

циркулирующих иммунных

комплексов (ЦИК).

У спортсменов-легкоатлетов в

сыворотке крови повышается

содержание иммуноглобулинов

классов A и M (на 13,7 % и 11,8 %

соответственно) и снижается

уровень циркулирующих

иммунных комплексов и

иммуноглобулина М – на 12,4 % и

18,7 % соответственно.

Однонаправленные изменения

(хотя и несколько иной степени

выраженности) в динамике

мезоцикла наблюдаются под

влиянием «Ламинолакта» у

представителей тяжелой

атлетики.

«ЛАМИНОЛАКТ СПОРТИВНЫЙ»У легкоатлетов и

тяжелоатлетов получавших на

протяжении мезоцикла

«Ламинолакт Спортивный», на

ЭКГ существенно реже, по

сравнению с обобщенными

данными в обеих контрольных

группах, отмечались

изменения гипоксического (на

13,4 %) и дисметаболического

(на 9,9 %) характера, а также

частота встречаемости

синдрома ранней

реполяризации (СРР) – на 7,9

%, что в комплексе указывает

на улучшение сократительной

способности миокарда и,

следовательно,

функционального состояния

одной из основных

лимитирующих физическую

работоспособность систем

организма – сердечно-

сосудистой.


В динамике мезоцикла наблюдалось улучшение показателей

специальной тренированности тяжелоатлетов – увеличивались

высота прыжка с места и высота рывковой тяги и

одновременно снижалось время выполнения упражнений.


Анализируя один из параметров специальной работоспособности легкоатлетов, а именно пробегание модельных отрезков 2×400 м в 2 сериях, следует отметить следующие особенности. Сравнение исходных результатов исследуемого показателя в основной и контрольной группах бегунов, специализирующихся в беге на средние дистанции, свидетельствует, что полученные результаты между собой не отличались.

К концу изучаемого мезоцикла этот показатель физической подготовленности в основной группе спортсменов под влиянием «Ламинолакта Спортивный» незначительно (на 7,3 %), но достоверно вырос по сравнению с данными в контрольной группе. Кроме того, отмечался рост стабильности скорости пробегания модельных отрезков в каждой отдельной пробежке, что отвечало поставленным заданиям контрольной тренировки.


Полученные результаты свидетельствуют о позитивном влиянии специализированного продукта «Ламинолакт Спортивный» на показатели иммунограмммы, а также показатели работы ССС и специальной функциональной работоспособности спортсменами высокой квалификации различной специализации.

Полученные данные создают предпосылки для использования продукта «Ламинолакт Спортивный» в годичном цикле

подготовки высококвалифицированных спортсменов, особенно на специально-подготовительном этап, для поддержания гомеостаза спортсменов и повышения уровня специальной работоспособности.

«Гитагамп PGN»

«Гитагамп-PGN» представляет

собой таблетированный продукт для

сублингвального применения,

содержащие в качестве активных

компонентов вещества из клеточных

стенок лактобактерий Lactobacillus

acidophilus и клеточных стенок

дрожжей Saccharomyces cerevisiae:

бета-глюканы дрожжевой стенки и

пептидогликаны лактобактерий.


Бета-глюканы и пептидогликаны

прежде всего эффективны в

отношении стимуляции ключевых

звеньев врожденного иммунитета,

который защищает организм от

большинства вирусов (включая грипп,

различные ОРВИ) и целого ряда

бактериальных заболеваний (в том

числе к заболеваниям, вызываемым

простейшими одноклеточными

паразитами). Бактериальные

пептидогликаны и грибковые β-

глюканы действуют на разные

рецепторы, но при их совместном

действии возможен синергизм в

активации иммунокомпетентных

клеток.


Показаниями для назначения «Гитагамп-PGN» в структуре

подготовки высококвалифицированных спортсменов являются:

- Необходимость повышения адаптации иммунной системы и общих адаптационных возможностей организма на фоне предельных физических и психо-эмоциональных нагрузок на организм (в том числе в период участия в соревнованиях);

- профилактика вторичных иммунодефицитных состояний, проявляющихся на фоне предельных физических и психо-эмоциональных нагрузок на организм (профилактика спортом обусловленного иммунодефицита);

- профилактика и комплексная терапия вирусных и бактериальных заболеваний, в том числе ОРЗ, ОРВИ, гриппа, фарингита, тонзиллита;

- профилактика нарушений здоровья полости рта, в том численарушения баланса микрофлоры слизистой полости рта, эритематозного и язвенного гингивита, пародонтита, пародонтозов, стоматитов и др.

ПЕРСПЕКТИВЫ:

1. Создание специализированных спортивных симбиотических продуктов, относящихся к первой группе, с функцией коррекции нормофлоры для разных типов спортивной специализации.

2. Изучение коллекций микроорганизмов, разрешенных к использованию при производстве специализированных пищевых продуктов, с целью выделения штаммов-кандидатов для создания микробных биопрепаратов 2 группы для повышения общей и специальной работоспособности и улучшения функции отдельных систем организма спортсменов.

3. Идентификация биологически-активных метаболитов в микробных биопрепаратах, относящихся ко 2 группе, для возможности получения полусинтетических или синтетических их аналогов.

4. Детальное изучение влияния микробных продуктов, относящихся к 3 группе (продукты на основе интактных микроорганизмов или их отдельных компонентов) на организм спортсменов различной специализации.

Благодарим за внимание!

Health & Medicine

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ МИКРОБНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО