Мы работаем только с юридическими лицами, по безналичному расчету
Официальный представитель:
НАПИСАТЬ НАМ
Обратный звонок
Оставьте ваш номер телефона и мы обязательно перезвоним
Здесь вы можете задать нам любой вопрос
Это абсолютно бесплатно
Напишите нам
Здесь вы можете задать нам любой вопрос
Это абсолютно бесплатно
Click to order
Total: 
ИМЯ
ТЕЛЕФОН
АДРЕС
Доставка
Payment method
Tilda Publishing
ВСЕ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СПОРТСМЕНА.
OROSPORT.RU
Добавление простых сахаров
аннулирует вызванное физической
нагрузкой повышение уровня гепсидина
у молодых мужчин
Аннотация

Предыстория: В настоящее время у многих молодых людей содержание железа в организме слишком
превышено, и причина этого явления не ясна. Существуют доказательства того, что основными
факторами его возникновения могут быть неправильное питание и отсутствие физических
упражнений. В этом исследовании оценивалось влияние диеты, богатой простыми сахарами
(глюкозой или фруктозой) на индуцированный упражнениями гепсидин - гормон, регулирующий
метаболизм железа.

Методы: Группа физически активных молодых людей выполняла дополнительное физическое
упражнение до и после 3-дневной диеты, дополненного фруктозой (4 г / кг МТ) или глюкозой (4 г / кг
МТ). После недельного перерыва они переходили на альтернативный режим на последующие 3 дня.
Образцы крови из вены собирали за час до тренировки и час после и проверяли на сывороточный
гепсидин, интерлейкин 6 (IL-6), С-реактивный белок (CRP), железо и ферритин. Также был определен
физиологический ответ на упражнения.

Результаты: содержание гепсидина увеличивалось через 1 ч после тренировки в контрольной группе
(p <0,05), тогда как никаких изменений в уровне гепсидина у мужчин, чей рацион дополнялся
фруктозой или глюкозой, не наблюдалось. Концентрация IL-6 после тренировки значительно
увеличилась только в случаях дополнения фруктозой. Изменения гепсидина не коррелируют с
показаниями IL-6.

Выводы: Представленные данные показывают, что защитные эффекты упражнений на избыточное
накопление железа в организме человека, которое зависит от гепсидина, могут быть нейтрализованы
повышенным потреблением сахара, которое характерно для современных людей.

Ключевые слова: Железо, Метаболизм, Ферритин, CRP, Диета.
Введение
Железо играет ключевую роль в большинстве процессов в организме человека, таких как дыхание,
биосинтез ДНК, регуляция экспрессии генов и многих других. Метаболически активное железо
является компонентом ферментов, включая ферменты, участвующие в синтезе ДНК,
митохондриальные и детоксицирующие ферменты и так далее [1]. Это может быть причиной
существования мнения, что если мы потребляем или накапливаем больше железа, тем лучше.

Важно отметить, что железо может быть очень токсичным. Участие железа во многих
физиологических процессах, в основном, связано с его способностью принимать и отдавать
электроны. Например, железо в митохондриальной дыхательной цепи, как часть цитохромов,
переносит электроны из НАДН к кислороду. И наоборот, свободное железо может ускорять
образование активных форм кислорода и участвовать в повреждении клеточных структур, таких
как ДНК, липиды или белки [2]. Было показано, что железо было связывающим звеном в процессе
воспаления, вызванным физическими упражнениями [3]. Ферритин - это белок, который содержит
в себе железо и в то же время защищает организм от его токсичности. Кроме того, увеличение
свободного железа, также называемое лабильным пулом железа (LIP), вызывает адаптивный ответ,
что приводит к увеличению внутриклеточного ферритина [4]. Несмотря на это, есть несколько
свидетельств того, что накопленное железо может иметь пагубные последствия для здоровья и
состояния тела [2, 5]. Например, высокое содержание железа было связано с плохим состоянием
сердечно-сосудистой системы у молодых мужчин [6]. Точный механизм токсичности железа не
совсем понятен, но железо, связанное с трансферрином или ферритином, не стимулирует
образование активных форм кислорода (ROS). Однако у пациентов с диабетом наблюдалось
железо, не связанное с трансферрином [7]. Кроме того, эксперименты, проведенные на клеточных
культурах или на животных, показали, что в условиях стресса, когда активируются
протеинкиназы, ферритин подвергается деградации, что приводит к высвобождению железа и
увеличению железосодержащего ROS -соединения [8]. Эти и другие исследования указывают на
две важные вещи: во-первых, что накопленное железо не является безопасным, а во-вторых, его
количество может определять его токсичность [9]. Поэтому определение механизма,
ответственного за избыточное накопление железа, может иметь решающее значение для лучшего
понимания патомеханизмов связанных с железом болезней.

Среди факторов, которые могут влиять на накопление железа в организме - физические
упражнения и диета.

Диета, богатая железом, безусловно, может способствовать накоплению этого элемента. Более
того, в некоторых статьях показано, что простые сахара могут влиять на поглощение железа в
кишечнике, тем самым изменяя запасы железа в организме. Например, животные на фруктозной
диете накапливают больше железа в печени. Поскольку рацион современных людей богат
сахаром, в большей степени из-за высокого потребления безалкогольных напитков и добавления
сахара во многие продукты, важно знать его влияние на метаболизм железа.

И наоборот, физические упражнения могут привести к уменьшению запасов железа в
организме. Например, снижение его содержания наблюдалось у пожилых женщин после 32
недель обучения скандинавской ходьбе [10]. И напротив, физическая неактивность, которая
была признана эпидемией современного общества, также может влиять на метаболизм
железа [11, 12]. Регулярные упражнения уменьшают запасы железа в организме; поэтому
отсутствие физических упражнений может быть причиной его накопления [10, 13]. Эффект
упражнений на метаболизм железа может быть обусловлен увеличением концентрации
гепсидина [14]. Гепсидин представляет собой пептид, который ингибирует абсорбцию
железа кишечником или его высвобождение из тканей- хранителей, таких как печень и
другие органы [15]. Цель данного исследования состояла в том, чтобы пересмотреть роль
простого сахара в рационе на изменения метаболизма железа, вызванные физическими
нагрузками.

Любой фактор, который изменяет эффекты упражнений на гепсидин в крови, может
способствовать нарушению метаболизма железа. В нашем исследовании мы предположили, что
диета, богатая простыми сахарами (глюкозой и фруктозой), может служить таким фактором.

Кроме того, ферритин крови является хорошим маркером запасов железа в организме, при
отсутствии какого-либо воспаления.
Методы
Субъекты исследования:

В исследовании приняли участие 17 здоровых молодых мужчин, физически активных, но не
профессиональных спортсменов (Таблица 1). Использовался слепой метод исследования.
Субъекты исследования выполнили тестовые упражнения через 3 дня после контрольной
диеты, а затем были случайно переведены на 3 дня диеты, дополненной фруктозой (4 г / кг
BM) или глюкозой (4 г / кг BM). После 1-недельного перерыва, они перешли в
альтернативный режим для последующего трехдневного периода. Во время недельного
перерыва участники утверждали, что распорядок дня и диета не контролировались.

Участники были полностью проинформированы и дали письменное согласие на участие в
этом исследовании, утвержденное Комитетом по этике медицинских исследований
Медицинского университета Гданьска в Польше. Детали, которые могут раскрыть личность
изучаемых предметов, были опущены.
Диета
Питательные компоненты диеты представлены в таблице 2. Участники ели 5 раз в день в
установленное время в течение 3 дней. Респонденты заявили, что они не употребляли другие
блюда, кроме тех, которые попадают в рамки исследования. Суточная калорийность диеты
составляла 3541.90 ккал (14 819,66 кДж) (таблица 2). За час до начала теста все участники
получили завтрак с энергетической ценностью 613 ккал (2565 кДж). Пищевую ценность блюд
оценивали с использованием диетического калькулятора Nutritionist 2012 (Software Jumar 2012),
основанного на данных Польского института еды и питания.
Аэробный тест
Аэробный тест был проведен в начале исследования после трехдневного рациона, который
был одинаковым для всех участников. Следующий - 3 дня после добавления сахара в
рацион. Схема исследования представлена на рисунке 1. Максимальное поглощение
кислорода (VO2 max) определялось с использованием велоэргометрия на
электромагнетизмном эргометре (ER 900 Jaeger, Germany / Viasys Health Care). Участникам
была разрешена 5-минутная разминка с интенсивностью 1,5 Вт кг с движением педалей в
60 об / мин. Сразу же после разминки участники начали тестирование VO2 max путем езды
на велосипеде при всё более высоких нагрузках, в которых сопротивление увеливалось на
25 Вт до тех пор, пока участник не достигал точки волевой усталости. Измерялся обмен
газа между легкими при каждом вдохе на протяжении всего теста (Oxycon-Pro, Jaeger-
Viasys Health Care, Hochberg, Германия). Анализаторы O2 и CO2 были откалиброваны
перед каждым испытанием, используя стандартные газы известных концентраций в
соответствии с рекомендациями производителя.

Таблица 2
Анализ крови
Профессиональная медсестра собирала образцы крови. Образцы были взяты из кубитальной вены
в одноразовые контейнеры с антикоагулянтом (EDTA K2) 1 час до и после аэробного теста.
Уровень гепсидина в сыворотке определяли с использованием набора DRG ELISA CRP, IL6.
Результаты
Из 21 испытуемого, участвовавшего в исследовании, четыре человека были исключены из-за
неспособности завершить второй тренировочный тест (рис.1). Поэтому в анализы включены
только 17 субъектов. Между рационами с добавками фруктозы и глюкозы не было обнаружено
различий в общем количестве килокалорий и содержании белка. Как было указано ранее,
участники придерживались одной диеты 3 дня до тренировочного теста.
Влияние добавления фруктозы и глюкозы на гепсидин крови
Чтобы оценить влияние добавки фруктозы или глюкозы на метаболизм железа, испытуемые
подверглись нагрузочный тест на измождение, и затем был измерен гепсидин крови. Как показано
на рисунке 2, упражнение вызвало значительное повышение уровня гепсидина в крови у
пациентов, которые находились на диете без добавок (плацебо). И напротив, никаких изменений
концентрации гепсидина у пациентов, чей рацион дополнялся фруктозой или глюкозой, не
наблюдалось. Примечательно, что 3 дня специальной диеты не влияли на гепсидин крови в
состоянии покоя. Биосинтез гепсидина стимулируется IL-6; поэтому его концентрация
оценивалась до и после тренировки. Физическое упражнение вызвало значительное увеличение
IL-6 в группе фруктозы и не оказывало влияния на группу глюкозы. Небольшое увеличение IL-6
наблюдалось в группе плацебо; однако изменения были незначительными (рис.3). Ни упражнения,
ни диета не влияли на концентрацию CRP в крови (рис.4).
Рисунок 2
Добавка фруктозы или глюкозы отменяет действие индуцированного гепсидина. Средний уровень
IL-6 у молодых мужчин 1 час до (I) и 1 час после аэробного теста (II) по группе добавок. Метки представляют
средние значения, кадры - стандартные отклонения, * - статистически значимые различия между (I) и (II), p <0,05
Рисунок 3
Добавки к фруктозе дополняют индуцированный физической нагрузкой IL-6. Средний уровень IL-6 у
молодых мужчин 1 час до (I) и 1 час после аэробного теста (II) по группе добавок. Метки представляют средние
значения, кадры - стандартные отклонения, * - статистически значимые различия между (I) и (II), p <0,05
Обсуждение
В настоящем исследовании мы продемонстрировали, что диета, богатая простыми
сахарами, фруктозой или глюкозой, снижает метаболизм железа у молодых людей. Сахар
может стимулировать всасывание железа в кишечнике; однако механизм этого не был
полностью выяснен [16]. Предполагается, что фруктоза увеличивает диетическое
поглощение железа без гема, возможно, путем хелатирования и / или восстановления
железа в железистую форму [17].

Во многих научных статьях говорится, что дефицит железа является наиболее
распространенным дефицитом питания в мире. В западном мире, наоборот, чаще
встречается избыток железна. Например, исследование пожилых людей показало, что у
12,9% изученной группы был избыток железа (сывороточный ферритин (SF)> 300 мкг/л у
мужчин и 200 мкг/л у женщин), тогда как только 3% испытывали дефицит этого элемента (
SF <12 мкг/л) [18].

Исследование, проведенное над молодыми людьми, показало, что у большинства из них
концентрация ферритина в крови выше 150 мкг/л, что связано с плохим состоянием
сердечно-сосудистой системы [6]. По оценкам авторов, только в США примерно у 24,8 млн
молодых людей показатель ферритина выше этого значения. Примечательно, что среднее
содержание ферритина составляет от 16 до 300 мкг/л; однако все большее число
исследований подтверждает, что люди с концентрацией его выше 100 мкг/л подвержены
риску таких заболеваний, как диабет, сердечный приступ и др. [19-21]. Поэтому важно
определить причину избыточного накопления железа у многих людей. Конечно, знание
диеты и физических упражнений очень важно для определения железа в организме. Недавно
мы продемонстрировали, что регулярные тренировки уменьшали содержание железа в
организме у пожилых людей [10].
Рисунок 4
Добавки фруктозы или глюкозы не влияют на CRP.
Средний уровень CRP у молодых мужчин 1 час до (I) и 1 час после аэробного теста (II) по группе добавок. Метки представляют собой средние значения, фреймы - стандартные отклонения
Кроме того, у молодых людей, серьёзно занимающихся спортом, заметно более низкое
содержание железа в организме по сравнению с ненатренированными молодыми мужчинами
[14]. Почему регулярные физические упражнения уменьшают запасы железа в организме,
точно не понятно; однако увеличение гепсидина в крови может быть важной причиной.
Одна тренировка может увеличить уровень гепсидина [14, 22], что может привести к
снижению абсорбции железа кишечником, поскольку он блокирует ферропортин, белок,
который экспортирует железо из энтероцитов в кровь [15].
Высокое потребление сахара характерно для высокоразвитых стран. Среднее потребление
сахара в Соединенных Штатах составляет приблизительно 70 кг на человека в год [23].
Диета, богатая сахаром, может повысить физическую работоспособность, стимулируя
биосинтез гликогена. Это одна из причин, почему многие спортсмены потребляют богатые
сахаром диеты. Если нужно восполнять гликоген, то диета должна содержать
приблизительно 70% углеводов. К сожалению, часто сладости или другие продукты,
богатые сахарозой или простыми сахарами, являются неотъемлемой частью диеты
спортсменов. Поэтому эта диета в данном исследовании дополнялась фруктозой или
глюкозой. Дозы рассчитывались в соотношении 4 г на кг массы тела в день. Здесь мы
приводим доказательства того, что добавление к диете фруктозы или глюкозы останавливает
увеличение гепсидина крови после тренировки. Ранее сообщалось, что не все субъекты
исследования реагируют одинаково; поэтому они были разделены на респондентов и
нереспондентов, чей гепсидин в крови, соответственно, увеличивался или не менялся после
тренировки. Причины этого неизвестны. Пилинг и соавторы предположили, что это связано
с изначальным различием в содержании железа в организме, а люди с низким показателем
не реагируют на физические нагрузки, увеличивая биосинтез гепсидина. В соответствии с
этим, гепсидин крови не изменился после 100 км у бегунов, у которых наблюдался
относительно низкий уровень ферритина (53 мкг/л) [24]. Результаты этого исследования
показывают, что разница может быть результатом диеты.

Упражнения стимулируют высвобождение IL-6 из скелетной мышцы и вызывают биосинтез
гепсидина в печени [25]. Мы наблюдали, что тренировки значительно увеличивали
концентрацию IL-6 только у пациентов, чей рацион был дополнен фруктозой. Если это так,
то можно считать, что источником IL-6 являются скелетные мышцы [26], эти данные
свидетельствуют о том, что фруктоза оказывает определенное влияние на метаболизм
мышц, отличное от глюкозы. Кроме того, она скорее исключает роль IL-6 в увеличении
уровня гепсидина после тренировки, и эти данные согласуются с нашими предыдущими
исследованиями ультрамарафонцев, у которых увеличение IL-6 не сопровождалось
изменениями в крови гепсидина [24].
Вывод
В данном исследовании было показано, что высокое потребление фруктозы или глюкозы
аннулирует вызванное упражнением повышение уровня гепсидина в крови. Эти данные
свидетельствуют о том, что высокий уровень сахара является причиной избыточного накопления
железа в организме.
Источники:
1. Alaunyte I, Stojceska V, Plunkett A, Derbyshire E. Dietary iron intervention using a staple food product for improvement of iron status in female runners. J Int Soc Sports Nutr. 2014;11:50.
2. Kell DB. Iron behaving badly: inappropriate iron chelation as a major contributor to the aetiology of vascular and other progressive inflammatory and degenerative diseases. BMC Med Genomics. 2009;2:2.
3. Punduk Z, Oral O, Ozkayin N, Rahman K, Varol R. Single dose of intra-muscular platelet rich plasma reverses the increase in plasma iron levels in exercise- induced muscle damage: a pilot study. J Sport Health Sci. 2016;5:109–14.
4. Kruszewski M. Labile iron pool: the main determinant of cellular response to oxidative stress. Mutat Res. 2003;531:81–92.
5. Howard CT, Mckakpo US, Quakyi IA, Bosompem KM, Addison EA, Sun K, Sullivan D, Semba RD. Relationship of hepcidin with parasitemia and anemia among patients with uncomplicated plasmodium falciparum malaria in Ghana. Am J Trop Med Hyg. 2007;77:623–6.
6. Mainous 3rd AG, Diaz VA. Relation of serum ferritin level to cardiovascular fitness among young men. Am J Cardiol. 2009;103:115–8.
7. Lee DH, Liu DY, Jacobs Jr DR, Shin HR, Song K, Lee IK, Kim B, Hider RC. Common presence of non-transferrin-bound iron among patients with type 2 diabetes. Diabetes Care. 2006;29:1090–5.
8. Antosiewicz J, Ziolkowski W, Kaczor JJ, Herman-Antosiewicz A. Tumor necrosis factor-alpha-induced reactive oxygen species formation is mediated by jnk1-dependent ferritin degradation and elevation of labile iron pool. Free Radic Biol Med. 2007;43:265–70.
9. Sullivan JL. Is stored iron safe? J Lab Clin Med. 2004;144:280–4.
10. Kortas J, Prusik K, Flis D, Prusik K, Ziemann E, Leaver N, Antosiewicz J. Effect of Nordic walking training on iron metabolism in elderly women. Clin Interv Aging. 2015;10:1889–96.
11. Lee IM, Shiroma EJ, Lobelo F, Puska P, Blair SN, Katzmarzyk PT, Lancet Physical Activity Series Working G. Effect of physical inactivity on major non-communicable diseases worldwide: an analysis of burden of disease and life expectancy. Lancet. 2012;380:219–29.
12. Li L. The financial burden of physical inactivity. J Sport Health Sci. 2014;3:58–9.
13. Lakka TA, Nyyssonen K, Salonen JT. Higher levels of conditioning leisure time physical activity are associated with reduced levels of stored iron in Finnish men. Am J Epidemiol. 1994;140:148–60.
14. Antosiewicz J, Kaczor JJ, Kasprowicz K, Laskowski R, Kujach S, Luszczyk M, Radziminski L, Ziemann E. Repeated "all out" interval exercise causes an increase in serum hepcidin concentration in both trained and untrained men. Cell Immunol. 2013;283:12–7.
15. Nemeth E, Tuttle MS, Powelson J, Vaughn MB, Donovan A, Ward DM, Ganz T, Kaplan J. Hepcidin regulates cellular iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization. Science. 2004;306:2090–3.
16. Charley PJ, Sarkar B, Stitt CF, Saltman P. Chelation of iron by sugars. Biochim Biophys Acta. 1963;69:313–21.
17. O'Dell BL. Fructose and mineral metabolism. Am J Clin Nutr. 1993;58:771S–8S.
18. Fleming DJ, Tucker KL, Jacques PF, Dallal GE, Wilson PW, Wood RJ. Dietary factors associated with the risk of high iron stores in the elderly Framingham heart study cohort. Am J Clin Nutr. 2002;76:1375–84.
19. Zacharski LR, Chow BK, Howes PS, Shamayeva G, Baron JA, Dalman RL, Malenka DJ, Ozaki CK, Lavori PW. Decreased cancer risk after iron reduction in patients with peripheral arterial disease: results from a randomized trial. J Natl Cancer Inst. 2008;100:996–1002.
20. Salonen JT, Nyyssonen K, Korpela H, Tuomilehto J, Seppanen R, Salonen R. High stored iron levels are associated with excess risk of myocardial infarction in eastern Finnish men. Circulation. 1992;86:803–11.
21. Tuomainen TP, Nyyssonen K, Salonen R, Tervahauta A, Korpela H, Lakka T, Kaplan GA, Salonen JT. Body iron stores are associated with serum insulin and blood glucose concentrations. Population study in 1,013 eastern Finnish men. Diabetes Care. 1997;20:426–8.
22. Peeling P, SimM, BadenhorstCE, Dawson B, Govus AD, AbbissCR, Swinkels DW, Trinder D. Iron status and the acute post-exercise hepcidin response in athletes. Plos One. 2014;9:e93002.
23. Johnson RJ, Segal MS, Sautin Y, Nakagawa T, Feig DI, Kang DH, Gersch MS, Benner S, Sanchez-Lozada LG. Potential role of sugar (fructose) in the epidemic of hypertension, obesity and the metabolic syndrome, diabetes, kidney disease, and cardiovascular disease. Am J Clin Nutr. 2007;86:899–906.
24. Kasprowicz K, Ziemann E, Ratkowski W, Laskowski R, Kaczor JJ, Dadci R, Antosiewicz J. Running a 100-km ultra-marathon induces an inflammatory response but does not raise the level of the plasma iron-regulatory protein hepcidin. J Sports Med Phys Fitness. 2013;53:533–7.
25. Nemeth E, Rivera S, Gabayan V, Keller C, Taudorf S, Pedersen BK, Ganz T. Il-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin. J Clin Invest. 2004;113:1271–6.
26. Pedersen BK, Febbraio M. Muscle-derived interleukin-6—a possible link between skeletal muscle, adipose tissue, liver, and brain. Brain Behav Immun. 2005;19:371–6.