Медь в питании спортсменов: физиологические и гигиенические аспекты

К актуальным проблемам нутрициологии, биохимии, физиологии и гигиены питания относятся проблемы, связанные с дефицитом макро- и микроэлементов в организме человека. Особую значимость эти проблемы имеют в практике спорта, поскольку организм спортсмена, испытывающего предельные физические нагрузки, высокочувствителен к недостатку минеральных элементов [1]. Недостаточная обеспеченность биоэлементами организма человека, подвергающегося повышенным физическим нагрузкам, создаёт предпосылки к нарушениям функционального состояния системы антиоксидантной защиты [2, 3, 4], служит фактором, лимитирующим работоспособность и снижающим скорость восстановительных процессов после физических нагрузок, способствует повышению риска развития многих заболеваний и ухудшению спортивных результатов [1, 5, 6].

Одним из эссенциальных микроэлементов, которым придаётся большое значение в питании спортсменов, является медь. Биологическая ценность меди обусловлена многогранностью её функций. Этот микроэлемент входит в состав ряда ферментов, в том числе ключевого фермента тканевого дыхания цитохромокси-дазы, необходимой для синтеза основного источника энергии для клеток организма - аденозинтрифосфата (АТФ); супероксиддисмутазы, защищающей организм от токсичных свободных радикалов кислорода; тирозиназы, катализирующей реакции, приводящие к образованию пигмента меланина, ответственного за цвет кожи, глаз и волос; лизилоксидазы, участвующей в синтезе коллагена и эластина, являющихся важнейшими белками соединительной ткани; дофамин-в-гидроксилазы, катализирующей превращение дофамина в норадреналин; диаминооксидазы, участвующей в инактивации медиатора аллергических реакций немедленного типа - гистамина; церулоплазмина, участвующего в окислении Fe 2+ до Fe 3+, что делает возможным включение железа в трансферрин и его транспортировку по организму [7, 8]. Кроме того церулоплазмин служит основным депо меди в плазме крови, транспортирует медь по организму, обладает антиоксидантной активностью [8].

Медь способствует усвоению железа, необходима для нормального усвоения витамина С, участвует в синтезе гемоглобина, выработке гормона щитовидной железы тироксина, входит в состав миелиновых оболочек нервных волокон; активирует окисление глюкозы, замедляет распад гликогена в печени; обладает противовоспалительным свойством [1, 9]; может способствовать закреплению инсулина на рецепторах и снижать активность инсулиназы, катализирующей разрушение инсулина, замедляя его распад в организме [10], стимулирует продукцию гормонов гипофиза; принимает участие в процессах роста и дифференциации костной ткани, в минерализации белковых матриц костей [11]. При адекватной обеспеченности организма медью улучшается фибринолитическая активность крови, что снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний [12]. Также в литературе имеются сведения о необходимости меди для нормального функционирования иммунной системы. В частности, этот микроэлемент стимулирует секрецию Т-лимфоцитами интерлейкина-2, индуцирующего пролиферацию Т-клеток и синтез эффекторными Т-клетками цитокинов, необходимых для иммунного ответа; играет важную роль в выработке антител В-лимфоцитами; повышает активность NK-клеток, которые распознают и уничтожают опухолевые и инфицированные вирусами клетки организма, усиливает фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов [13].

Потребность организма взрослого человека в меди составляет 1,0 мг/сутки [14]. В организм этот биоэлемент поступает в основном с пищей. Пищевыми источниками меди являются: печень животных, мясо, морепродукты, орехи, бобовые, крупы, шоколад, фрукты, овощи [9]. Всасывание меди происходит в тонком кишечнике, откуда она поступает в печень. Биодоступность меди составляет 30– 50 %. Уровень всасывания меди в кишечнике зависит от состава пищи. Показано, что тормозящее влияние на всасывание меди оказывает присутствие в рационе значительного количества простых углеводов, особенно фруктозы. Также уменьшению всасывания меди в кишечнике способствует аскорбиновая кислота (витамин С), железо, цинк, кадмий. Наиболее мощными ингибиторами всасывания меди являются цинк и кадмий в случае их избыточного поступления в организм. Положительное влияние на всасывание меди оказывают белки пищи и пробиотики. Биодоступность меди из продуктов животного происхождения выше, чем из вегетарианской диеты [8].

В организме человека наиболее высокий уровень меди отмечается в печени, почках, мозге, крови. Для оценки содержания этого микроэлемента в организме человека исследуют кровь, мочу, волосы. Экскреция меди осуществляется преимущественно через желудочно-кишечный тракт (около 90 %). Значительно меньшее количество этого микроэлемента выводится из организма с мочой, потом [9].

Количество выводимой и поступающей в организм меди в нормальных условиях примерно одинаково. Однако под влиянием ряда факторов этот баланс может быть нарушен, что ведёт к дефициту или избытку меди в организме. Основными причинами пониженного содержания меди в организме являются: нарушение всасывания этого микроэлемента при хронических заболеваниях кишечника и операциях на желудочно-кишечном тракте, избыточное потребление препаратов цинка, блокирующего всасывание меди в кишечнике, использование цинксодер-жащих кремов для фиксации зубных протезов [15]; выраженная белковая недоста-точ-ность; недостаточное поступление меди с пищей; длительный приём нестероидных противовоспалительных препаратов, кортикостероидов, антибиоти-ков [9]. Дефицит меди оказывает отрицательное влияние на кроветворение, что может проявляться в виде анемии, нейтропении, тромбоцитопении, сочетании анемии с нейтропенией

[15]; ухудшает всасывание железа; негативно влияет на функциональное состояние щитовидной железы (гипотиреоз, дефицит тироксина), состояние костной и соединительной тканей, миелиновых оболочек нервных клеток, повышает риск развития остеопороза, ишемической болезни сердца, бронхиальной астмы, атеросклероза, диабета, ожирения, витилиго, нарушения пигментации волос, образования аневризм стенок кровеносных сосудов [1, 9]. Кроме того, пониженное содержание меди в организме ассоциируется со снижением уровня антиоксидантной защиты, усилением процессов перекисного окисления липидов, ослаблением функций иммунной системы [1, 8].

Несмотря на то, что медь является жизненно необходимым микроэлементом, её избыточное поступление в организм человека может сопровождаться токсическим действием. Проявлениями избытка меди в организме могут быть: ухудшение памяти, бессонница, нарушения функций печени и почек, гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия [9], дефицит железа, цинка и молибдена, интенсификация образования активных форм кислорода с последующим развитием окислительного стресса, повышение риска развития сердечно-сосудистых, онкологических, нейродегенеративных заболеваний [8]. Хроническая интоксикация медью и её солями возможна у пловцов в связи с использованием медного купороса и других солей меди для обработки воды в бассейнах. При этом у спортсменов могут наблюдаться функциональные расстройства нервной системы, печени и почек, изъязвление носовой перегородки, сухость кожи, аллергодер-матозы. Порог токсичности меди для человека составляет 200 мг/сут [1].

Данные литературы об обеспеченности организма спортсменов медью противоречивы. Результаты одних исследований демонстрируют отсутствие какого-либо дефицита или избытка меди в рационе атлетов, в других исследованиях установлено неадекватное (ниже или выше рекомендуемой суточной нормы) поступление меди в организм спортсменов. Различаются также сведения о влиянии интенсивной физической нагрузки на обмен меди в организме. В одних работах показано сниже -ние содержания меди в сыворотке крови спортсменов в ответ на большую физическую нагрузку [8, 16]. В других работах достоверных изменений уровня меди в сыворотке крови спортсменов в ответ на физическую нагрузку разной интенсивности не выявлено [8]. По данным М. N. Shalady с соавт. (2022), у бегунов на средние дистанции интенсивная физическая нагрузка на тредмиле при частоте пульса до 180 ударов в минуту сопровождалась повышением содержания меди в сыворотке крови в пределах физиологических значений [17].

Изменения уровня меди в периферической крови в ответ на физическую нагрузку в большей степени отражают возможность перераспределения меди в условиях мышечной деятельности, чем реальное снижение или повышение содержания этого микроэлемента в организме [8]. Проследить изменения содержания меди и других минеральных элементов в организме при длительном воздействии определённых факторов, в том числе физической нагрузки, факторов питания и условий окружающей среды, позволяют исследования минерального состава волос [3]. При этом существуют работы, в которых показано что содержание меди в волосах у спортсменов (футболистов, теннисистов, легкоатлетов, борцов) досто- верно ниже по сравнению с аналогичным показателем лиц, регулярно не занимающихся спортом [2, 8]. В исследовании Е. В. Евстафьевой с соавт. (2017), проведённом с участием 23 подростков-легкоатлетов 12-15 лет, установлено, что у 90 % обследуемых имел место выраженный дефицит меди [18].

Результаты исследования И. П. Зайцевой с соавт. (2011), проведённого с участием 24 студентов-спортсменов различной специализации, показали, что под воздействием физической нагрузки потери меди с экскрементами значительно превышали поступление этого микроэлемента с рационом питания. При этом расходы меди в тренировочный день не компенсировались за один день отдыха, что указывает на возможность проявления дефицита данного микроэлемента в организме [19].

По данным Р. С. Рахманова с соавт. (2014), значительные физические нагрузки приводят к снижению насыщенности организма минеральными элементами (железом, медью, цинком) и витаминами (А, В 2 ). Это обусловливает появление признаков латентного дефицита железа и железодефицитного эритропоэза, вследствие чего возможны снижение работоспособности и ухудшение спортивных результатов [16].

Взаимосвязь между метаболизмом меди в организме и физической работоспособностью в настоящее время изучена недостаточно. Однако, имеющиеся данные указывают на то, что пограничный уровень потребления меди (0,9 мг/сут) оказывает негативное влияние на физическую работоспособность [8]. Кроме того, дефицит меди может быть одной из причин спортивной анемии, которая лимитирует физическую работоспособность спортсмена и ограничивает его возможности по достижению высоких спортивных результатов [1].

Для предотвращения дефицита меди в организме спортсменов при выполнении больших тренировочных и соревновательных нагрузок первостепенное значение имеет оптимизация питания атлетов с подбором пищевых продуктов, богатых минеральными элементами и витаминами. Достаточно эффективным способом профилактики и устранения дефицита меди является использование витаминноминеральных комплексов, содержащих этот микроэлемент в дозах, сопоставимых с рекомендуемым суточным его потреблением [20]. Однако учитывая возможность реализации токсического эффекта меди в случае её избыточного поступления в организм человека, медьсодержащие добавки к пище целесообразно использовать только при наличии лабораторно подтверждённого дефицита меди в организме спортсменов [8].

Таким образом, адекватная обеспеченность организма медью необходима для нормального метаболизма железа, образования гемоглобина, протекания процессов биологического окисления и регенерации аденозинтрифосфата, синтеза коллагена и эластина, функционирования системы антиоксидантной защиты организма. Дефицит меди в организме спортсменов может быть причиной анемии, снижения работоспособности и ухудшения спортивных результатов. Это обуславливает необходимость контроля обеспеченности организма спортсменов медью и другими биоэлементами с целью своевременного выявления и коррекции возможных нарушений элементного статуса. Для предотвращения дефицита меди в организме спортсменов первостепенное значение имеет рациональное питание. Применение медьсодержащих добавок к пище может быть рекомендовано только при лабораторно подтверждённом дефиците меди в организме спортсменов.