Микроэлемент цинк в питании спортсменов: физиологические и гигиенические аспекты

Интенсивные физические нагрузки и связанная с ними высокая напряжённость метаболических процессов у спортсменов сопровождаются усиленным расходом энергии, питательных и биологически активных веществ. Это влечёт за собой увеличение потребностей организма атлетов в макро- и микронутриентах, которые должны быть обязательно восполнены. Поэтому при организации тренировочного процесса большое значение придаётся оптимизации питания спортсменов, профилактике алиментарно-зависимых заболеваний [1, 2, 3].

К пищевым факторам абсолютно необходимым для нормального функционирования всех систем организма человека, поддержания здоровья и работоспособности относят эссенциальные микроэлементы. Эссенциальными (жизненно необходимыми) считаются микроэлементы, отсутствие или недостаточное поступление в организм которых приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности, прекращению развития, невозможности осуществления репродуктивной функции. В число таких микроэлементов входят железо, цинк, йод, медь, марганец, молибден, кобальт, селен, хром [4].

Микроэлементы, присутствуя в организме в малых концентрациях, имеют большое физиологическое значение. Они входят в состав гормонов (йод, цинк, медь), ферментов (цинк, медь, марганец, железо, селен), витаминов (кобальт), гемоглобина, миоглобина (железо), миелиновых оболочек нервов (медь), участвуют в метаболических процессах, энергетическом обмене, кроветворении (железо, кобальт, медь, цинк), тканевом дыхании (железо, медь, марганец), синтезе коллагена (цинк, медь, марганец), защите от повреждающего действия свободных радикалов (селен, цинк, марганец, медь), иммунных реакциях (железо, цинк, медь, марганец, йод, селен) [4]. Микроэлементы не синтезируются в организме человека и поэтому должны обязательно поступать с продуктами питания. Неадекватная обеспеченность организма спортсменов этими жизненно необходимыми микронутриентами сопровождается нарушениями метаболических процессов, снижением физической работоспособности, замедлением восстановления после физических нагрузок, ослаблением функции иммунной системы, увеличением риска развития инфекционных и неинфекционных заболеваний, ухудшением спортивных результатов [2, 4, 5, 6].

К микроэлементам, которым придаётся особое значение в питании спортсменов, относится цинк. Биологическая ценность этого микроэлемента обусловлена многообразием его функций. Цинк входит в состав более 200 ферментов, в том числе РНК- и ДНК-полимераз, обратной транскриптазы, щелочной фосфатазы, алкогольдегидрогеназы, осуществляющей переработку алкоголя в организме, антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы, энзимов, участвующих в обмене белков, жиров и углеводов [7]. Он принимает участие в процессах деления и дифференцировки клеток, в синтезе нуклеиновых кислот, белков, включая коллаген, формировании костной и скелетной мышечной тканей, кроветворении, в процессах регенерации кожи, заживления ран, роста волос и ногтей, стимулирует синтез гормона инсулина и входит в его состав, способствует всасыванию витамина Е и поддержанию его нормального уровня в крови [4, 8, 9], участвует в стабилизации клеточных мембран и процессах мембранного транспорта, оказывает влияние на процессы апоптоза [8], проявляет противовоспалительные свойства [10]. При спортивной деятельности цинк способствует снижению уровня молочной кислоты в крови [5]. Имеются данные литературы о важной роли этого микроэлемента в процессах иммунной защиты. В частности, он необходим для развития и функционирования Т-лимфоцитов, обеспе-чивающих клеточный иммунитет. Также известно о стимулирующем влиянии цинка на фагоцитарную активность нейтрофилов [7] и его участии в процессах выработки цитокинов [9].

В организме взрослого человека содержится 1,5-3 г цинка, из которых примерно 63 % находится в скелетной мускулатуре. Среди органов и тканей организма человека наиболее высокая концентрация цинка отмечается в предстательной железе, костях, мышечной ткани, коже, печени [7].

Физиологическая потребность организма взрослого человека в цинке составляет 12 мг/сутки [11]. При спортивной деятельности этот показатель у взрослых людей находится в пределах 12-15 мг/сутки [12].

В организм цинк поступает с пищей. Основными продуктами питания, рекомендуемыми в качестве источника этого микроэлемента, являются мясо, печень, морепродукты (особенно устрицы), рыба, тыквенные семечки, сыр, цельные злаки, орехи, бобовые [4, 8]. Всасывание цинка происходит преимущественно в тонком кишечнике. Степень абсорбции цинка из кишечника во многом зависит от состава пищи, содержания в ней белков. В частности, из продуктов животного происхождения этот микроэлемент усваивается организмом человека лучше, чем из растительных продуктов питания. При большом содержании в рационе животного белка доля абсорбированного цинка может достигать 60 %. Уменьшение количества животного белка в рационе сопровождается снижением доли абсорбированного цинка (до 10-30 %) [7]. Способствуют усвоению цинка витамины А и Вб [4], молочный белок казеин, амино-кислоты гистидин и метионин [8]. Препятствуют его всасыванию в кишечнике фитаты, пищевые волокна, входящие в состав зерновых культур, медь, марганец, железо, кальций [4, 5], кобальт, никель [8]. Токсичный мик- роэлемент кадмий, обладающий сходными с цинком химическими свойствами, способен вытеснять цинк из организ-ма, заменять его в некоторых биохимических процессах, нарушая их [4].

Выведение цинка из организма осуществляется преимущественно через кишечник (около 90 %). Остальное количество этого биоэлемента (около 10 %) выводится с мочой и потом. В нормальных условиях количество выводимого и поступающего в организм цинка примерно одинаково. Нарушение этого баланса происходит при цинк-дефицитных состояниях, основными причинами которых являются: недостаточное содержание цинка в рационе, нарушения его всасывания в кишечнике (дисбактериоз, болезни желудочно-кишечного тракта), усиленная экскреция цинка из организма [7]. Имеются сведения о снижении содержания цинка в организме на фоне дефицита витамина Е, что связано с усиленным использованием цинка как антиоксиданта в процессе антиоксидантной защиты, чтобы нивелировать недостаток этого витамина [13]. Цинк-дефицитные состояния нередко регистрируются при инфекционных заболеваниях, избыточном содержании в рационах железа, кальция, меди, свинца, кадмия, фитатов, клетчатки; злоупотреблении алкоголем; усиленном расходовании цинка при беременности, кормлении грудью [4, 7]. Также к недостаточности цинка в ор-ганизме человека может привести исключение из рациона продуктов питания живот-ного происхождения [10], применение анаболических средств и диуретиков [4].

Часто дефицит цинка отмечается у спортсменов, что может иметь негативные последствия для их здоровья и спортивных результатов. Особенно выраженное снижение уровня цинка в организме спортсменов происходит в соревновательный период [13] на фоне значительных физических и психоэмоциональных нагрузок. Низкое содержание цинка в крови и моче активно тренирующихся спортсменов и ещё большее снижение уровня этого микроэлемента в течение соревновательного периода может быть связано с интенсивным расходованием цинка в метаболических процессах, осуществляемых с его участием. Например, в процессах белкового обмена, интенсивность которого в организме профессиональных спортсменов активизируется систематическими физическими нагрузками большой величины [14]. Другой причиной дефицита цинка в организме спортсменов является окислительный стресс, вызванный большими физическими нагрузками. При этом снижение содержания цинка в организме спортсменов может быть обусловлено его участием в построении и функционировании одного из важнейших ферментов системы антиоксидантной защиты - супероксиддисмутазы [9].

К признакам дефицита цинка в организме относят: раздражительность, быстрая утомляемость, ухудшение памяти, снижение остроты зрения, уровня инсулина, иммунитета, повышение восприимчивости к возбудителям инфекционных болезней, увеличение частоты и продолжительности простудных заболеваний, ухудшение заживления ран, развитие анемии. Может быть снижение массы тела, исхудание, появление чешуйчатых высыпаний и угрей на коже [4,14].

Дефицит цинка у спортсменов приводит к существенному снижению физической работоспособности, что может негативно сказываться на их спортивных результатах. При этом к значимым факторам, лимитирующим физическую работо-

Наука-2020 № 3 (64) 2023 способность спортсменов при недостатке цинка, можно отнести: ухудшение метаболических реакций во время выполнения физических упражнений обусловленное снижением активности цинксодержащего фермента карбоангидразы в эритроцитах, участвующего в связывании и выведении из организма углекислого газа; увеличение скорости накопления молочной кислоты в мышцах при физической работе из-за снижения активности цинксодержащего фермента лактатдегидрогеназы. Также в условиях де-фицита цинка ухудшается деятельность антиоксидантной системы, что приводит к повышению интенсивности процессов перекисного окисления липидов с образованием токсичных продуктов, вызывающих повреждение клеточных мембран и нарушение функций энергетических станций клеток – митохондрий [9].

Для предотвращения дефицита цинка в организме спортсменов при выполнении больших физических нагрузок первостепенное значение имеет увеличение потребления продуктов, прежде всего животного происхождения, богатых цинком (устрицы, мясо, печень, рыба, сыр). Для лучшего усвоения цинка важно присутствие в со-ставе пищевых рационов адекватных количеств животного белка, витаминов А и В 6 .

Одним из путей профилактики и устранения умеренно выраженного дефицита цинка является использование витаминно-минеральных комплексов, содержащих этот микроэлемент. Для устранения сильно выраженных цинк-дефицитных состояний необходим приём лекарственных препаратов, содержащих цинк. Однако длительное и неконтролируемое использование больших доз препаратов цинка может привести к уменьшению усвояемости и снижению содержания в организме меди и железа, нарушению функций иммунной системы, ослаблению функций поджелудочной железы и печени, ухудшению состояния кожи, волос, ногтей [4]. Поэтому лекарственные препараты, содержащие цинк, могут быть использованы спортсменами только по предписанию врача после лабораторного подтверждения наличия дефицита цинка в организме.