НАПИТОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
BEVERAGE FOR PROMOTION OF HUMAN PHYSICAL WORK CAPACITY

Изобретение относится к области медицины, в частности к области гигиены питания, и может быть использовано для медицинской реабилитации, в области физиологии спорта и экстремальных ситуаций. Предлагаемый напиток относится к пищевым продуктам, в частности безалкогольным напиткам, и может быть использован для подготовки человека к выполнению значительных физических нагрузок, особенно в экстремальных и экологически неблагоприятных условиях.
1
2
Известна смесь (для лечебного и профилактического питания) «Нутринор», содержащая: белки, жиры, углеводы, витамины: С, B, В, A, D, Е, K, Р, холин, инозит, липоевую кислоту, микроэлементы.
1
3
Известна смесь (для коррекции нарушений метаболического и иммунного статуса пациентов с угнетенной иммунной системой) «Нутримун», которая содержит: белки, жиры, углеводы, витамины С, B, В, микроэлементы (Специализированное лечебное питание в лечебно-профилактических учреждениях: методические рекомендации. // Под ред. В.А.Тутельяна. - М.: Министерство здравоохранения и социального развития РФ, Департамент развития медицинской помощи и курортного дела, 2005. - 45 с.; Тутельян В.А., Гаппаров М.Г., Погожева А.В. и др. Способ определения пищевого статуса больных и методы его коррекции специализированными продуктами лечебного питания в условиях стационарного и санаторно-курортного лечения: методическое письмо. - М.: Министерство здравоохранения и социального развития РФ, Департамент развития медицинской помощи и курортного дела, 2004. - 40 с.; Тутельян В.А., Гаппаров М.Г., Погожева А.В. и др. Организация лечебного питания в лечебно-профилактических учреждениях: методические рекомендации. - М.: Министерство здравоохранения и социального развития РФ, Российская академия медицинских наук, 2005. - 41 с.).
Недостатком указанных смесей является их большая стоимость, а также отсутствие у них значимого эффекта при применении для повышения физической работоспособности человека. Количество витаминно-минеральной составляющей смеси «Нутринор» не соответствует потребностям в микронутриентах при значительных физических нагрузках, а смесь «Нутримун» не содержит в своем составе целого ряда необходимых для нормального функционирования иммунной системы нутриентов.
Известен сухой безалкогольный напиток, содержащий сахар, концентрированный яблочный сок и натуральный пищевой краситель желтый сафроловый; дополнительно он содержит водно-спиртовые экстракты донника, сушеницы топяной и зубровки, аскорбиновую кислоту и пищевую эссенцию, а в качестве пищевой кислоты - винную или лимонную кислоту (авторское свидетельство №1576143, А23В 2/38).
Недостатком указанного напитка является необходимость его длительного использования для достижения у человека значимых адаптационных резервов к повышенным физическим нагрузкам.
Цель изобретения - разработать экономически приемлемую пищевую рецептуру, обладающую лечебно-профилактическими свойствами и быстро повышающую устойчивость человека к повышенным физическим нагрузкам, особенно в экстремальных и экологически неблагоприятных условиях.
1
2
Цель достигается тем, что лицам, при выполнении повышенных физических нагрузок в соответствующих неблагоприятных условиях, назначают напиток, содержащий плодовый или ягодный сок (нектар), в который дополнительно добавляют: пектин - 200 мг%, витамины: С - 15 мг%, B - 0,04 мг%, В - 0,03 мг%, РР - 0,3 мг%, β-каротин - 0,15 мг%, калий - 240 мг%, кальций - 2,0 мг%, магний - 1,5 мг%, фосфор - 2,0 мг%, цинк - 0,3 мг%, железо - 0,01 мг%. Напиток назначают по 100 мл три раза в день за 13-15 суток в период подготовки человека к выполнению физических нагрузок, а также во время их выполнения.
1
2
Способ реализуется следующим образом. Лицам перед выполнением повышенных физических нагрузок в соответствующих неблагоприятных условиях и в период их выполнения назначают напиток, содержащий плодовый или ягодный сок (нектар), в который дополнительно добавляют: пектин - 200 мг%, витамины: С - 15 мг%, B - 0,04 мг%, В - 0,03 мг%, РР - 0,3 мг%, β - каротин - 0,15 мг%, калий - 240 мг%, кальций - 2,0 мг%, магний - 1,5 мг%, фосфор - 2,0 мг%, цинк - 0,3 мг%, железо - 0,01 мг%. Напиток назначают по 100 мл три раза в день за 13-15 суток до выполнения физических нагрузок и в период их выполнения.
Пектины - это группа высокомолекулярных соединений, построенных по типу полисахаридов, которые в основном содержатся в овощах, сухофруктах и ягодах. Являясь их составной частью, пектин всегда был компонентом пищи со времени происхождения человека. Всемирной Организацией Здравоохранения пектин признан токсикологически безопасным продуктом. Он не имеет ограничений по применению и признан в подавляющем большинстве стран как ценный пищевой продукт (Использование в лечебно-профилактических целях пектинов и пектиносодержащих продуктов: методические указания. - Киев: НИИ микробиологии и вирусологии АН УССР, 1990. - 24 с.; применение соков дикорастущих ягод Сибири и Севера, обогащенных пектином, на снижение неблагоприятного воздействия производственных факторов на здоровье у работающих на промышленных предприятиях: методические рекомендации. - Новокузнецк, 2005. - 26 с.).
Пектин используют в качестве студне- и структурообразователя при производстве кондитерских изделий, мармеладов, пастилы, джемов, конфитюров, желе, фруктовых напитков, соков, майонезов, йогуртов и других масложировых и молочных продуктов.
Чистый пектин при употреблении с пищей не создает энергетического запаса в организме, он нейтрален, чем функционально отличается от других полисахаридов. Благодаря тому, что в основе пектина лежат молекулы полигалактуроновой кислоты, он представляет собой уникальный биологически активный продукт с лечебно-профилактическими свойствами (Запорожец Т.С., Беседнова Н.Н., Лямкин Г.П. // Антибиотики и химиотерапия. - 1991. - №4. - С.24-26).
Результаты проведенных научных исследований свидетельствуют об эффективности применения пектинов при заболеваниях, связанных с нарушением обмена веществ, особенно липидного и углеводного обмена, сопровождающихся эндогенной интоксикацией: сахарный диабет, панкреатит, гепатит, энтероколит и др. Пектин используют для лечения атеросклероза, гемофилии, при заживлении ран и ожогов, при лечении бактериальных инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта, интоксикаций и т.д. (Мешалова А.Н., Килессо В.А., Каляев А.В. // Журн. микробиол. - 1969. - №5. - С.67-72; Княжев В.А., Суханов В.П., Тутельян В.А. Правильное питание. Биодобавки, которые вам необходимы. - М.: Медицина, 1998. - 86 с.).
«Методические указания по использованию в лечебно-профилактических целях пектинов и пектиносодержащих продуктов №5049-89», утвержденные Министерством здравоохранения СССР 12.07.89 г., устанавливают минимальные дозы потребления человеком пектина в сутки: низкометоксилированного - 4-6 г; высокометоксилированного - 8-15 г. В настоящее время одним из важнейших оздоровительных мероприятий, направленных на ограничение неблагоприятного воздействия физических, химических и биологических факторов окружающей среды на здоровье человека, стало применение пектиновых препаратов в лечебно-профилактическом питании всех групп населения. Применение пектиновых препаратов одобрено Министерством здравоохранения и социального развития РФ.
Несмотря на очевидную пищевую ценность и необходимость приема продуктов, содержащих пектины, нет единого мнения об их положительном влиянии на физическую работоспособность человека.
12
Так, при применении спортсменами цитрусового пектина с целью ускорения процессов восстановления обнаружено, что у них происходит снижение показателей красной крови и ухудшение параметров, отражающих экономичность энергообеспечения мышечной деятельности (Макарова Г.А., Артемьева Н.К., Шкеля В.А. и др. // Вопр. питания. - 1991. - №6: Деп. рук. 02.12.91). Вероятно, это может быть объяснено экспериментальными данными, в которых было показано, что пектин, включенный в диету вместо крахмала, ухудшает абсорбцию белка, а в высокой концентрации (5%) может сорбировать витамин В (Kasperowicz A. // Acta Microbiol. Pol. - 1994. - Vol.43, №1. - P.47-56.; Kohn R., Tibensky V. // Collection of Czech. Chem. Commun. - 1971.- Vol.36. - P.92-100).
В свою очередь при обследовании детей грудного возраста, получавших пищевой пектин из хлопковых коробочек, напротив, обнаружено положительное влияние на показатели физического развития и красного ростка кроветворения (Саломов И.Т., Ашуров А.Р., Облакулов Х.М. и др. // Вопр. питания. - 1994. - №6. - С.16-18).
По-видимому, вышеуказанный негативный эффект цитрусового пектина у спортсменов был обусловлен его банальной «передозировкой». Это, в частности, подтверждается данными литературы (Кашинцев П.А., Залевский В.И., Мазанчук В.П., Перевязка А.В. Пищевые волокна в рациональном питании человека. - М.: 1989. - 155 с.; Кунаева И.Б., Орлова Н.Г., Тамм А.О. Пищевые волокна в рациональном питании человека. - Киев, 1989. - 122 с.).
Существующие в настоящее время дорогостоящие пектиносодержащие препараты в основном импортируются из-за рубежа. Самым доступным из них является «Витапект», разработанный с помощью австрийских и немецких фармацевтов, и включает в свой состав пектиносодержащую пищевую добавку, а также 7 витаминов и 4 микроэлемента (K, Ca, Zn, Se). Его стоимость достаточно высока, однако она в 2-3 раза ниже, чем аналогичных пищевых добавок, производимых во Франции и Украине. «Витапект» эффективно связывает и выводит из организма радионуклиды и ионы тяжелых металлов, восстанавливает деятельность поврежденных радиацией клеток; нормализует содержание холестерина в крови; препятствует развитию атеросклероза; повышает иммунитет, улучшает обмен веществ, оказывает общеукрепляющее действие на организм.
Тем не менее, в настоящее время отсутствуют убедительные данные о позитивном влиянии пектиноподобных препаратов на физическую работоспособность человека, особенно в экстремальных и экологически неблагоприятных условиях.
Новая Военная доктрина РФ, в частности переход Вооруженных Сил на контрактную основу комплектования, определила более жесткие условия профессиональной деятельности различных групп военнослужащих.
Выполнение военнослужащими боевых и учебно-боевых задач в экстремальных условиях связаны с интенсивными физическими нагрузками и выраженным психоэмоциональным напряжением, что приводит к негативным изменениям функционального состояния практически всех органов и систем организма, нарушениям обменных процессов и теплового состояния. Проблема сохранения в этих условиях здоровья военнослужащих, поддержания должного уровня их работоспособности, высокой устойчивости к неблагоприятным эколого-профессиональным факторам требует своего решения, в частности алиментарной коррекции.
Одним из перспективных направлений оптимизации качества и структуры питания военнослужащих, военно-профессиональная деятельность которых связана с высокими физическими нагрузками, в том числе в неблагоприятных условиях внешней среды, является использование специально разработанных продуктов функционального назначения повышенной биологической ценности, главной целью которых является максимально возможная коррекция нарушений всех видов обмена веществ, а также микронутриентной обеспеченности организма.
С этой точки зрения наибольший интерес представляют продукты повышенной биологической ценности, обогащенные сбалансированным составом как витаминов и минералов, так и биологически активными веществами, способствующими повышению резистентности организма военнослужащих к интенсивным физическим нагрузкам и улучшению их военно-профессиональной работоспособности.
Для доказательства достижения цели изобретения нами на базе одной из войсковых частей постоянной боевой готовности были проведены натурные исследования, посвященные оценке эффективности использования соков и нектаров, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ (пектином, витаминами, микроэлементами), для повышения работоспособности военнослужащих, находящихся в условиях хронического воздействия неблагоприятных военно-профессиональных и экологических факторов.
Объектом исследования являлись военнослужащие, проходящие службу по контракту в одной из воинских частей Ленинградского военного округа. Были сформированы две группы испытуемых: группа наблюдения и контрольная группа. Группы формировались из числа военнослужащих, добровольно согласившихся принять участие в исследовании. Численность каждой группы составляла 20 человек, что являлось достаточным для получения репрезентативных выводов по результатам исследований.
Питание военнослужащих осуществлялось по действующей для данного контингента норме продовольственного пайка (норма №1 - общевойсковой паек). В дополнение к этому участники группы наблюдения в течение 4 недель употребляли соки и нектары, обогащенные сбалансированной рецептурой биологически активных веществ (пектином, витаминами, микроэлементами).
Изучение эффективности использования соков и нектаров проводилось на основании данных клинических, физиологических и гигиенических исследований, полученных до начала применения напитков и после.
Оценка функционального состояния организма участников испытаний осуществлялась общепринятыми методами и основывалась на изучении показателей, характеризующих состояние сердечно-сосудистой (ССС) и дыхательной систем (ДС). Функциональное состояние ССС оценивали по изменению частоты сердечных сокращений (ЧСС) и величины периферического артериального давления (АД). Состояние внешнего дыхания участников испытаний оценивали по результатам спирометрии и функциональных проб.
170
Физическую работоспособность участников испытаний изучали по динамике общепринятых показателей, характеризующих силовую выносливость: велоэргометрия (PWC), отжимание от пола, приседание, подтягивание (показатели военно-спортивного комплекса). Уровень работоспособности участников испытаний оценивали по результатам марш-броска на 3 км.
1
2
Содержание как витаминов (C, B, B, PP, β-каротин), так и макро-, микроэлементов (K, Ca, Zn, Fe, P, Mg) в биологических жидкостях испытуемых определяли гостированными методами.
Клинический анализ крови участников испытаний проводили традиционными способами в начале и на завершающем этапе исследований.
Математический анализ оцениваемых показателей осуществляли посредством стандартных методов линейной статистики с использованием пакета компьютерной программы Excel, что обеспечивало определение средних величин и остальных характеристик распределения. При помощи пакета прикладных программ Mathcad осуществляли графический анализ искомой зависимости средних величин и доверительных интервалов. Для оценки достоверности полученных результатов и их взаимоотношений использовали критерий Стьюдента при 95% уровне вероятности.
В процессе исследования было установлено, что ЧСС у лиц в опытной группе наблюдения поддерживалась на достаточно стабильном уровне. Так, во время испытания у участников опытной группы тенденция к ее увеличению по сравнению с фоновыми значениями была статистически незначима и составила 4,5%. В контрольной группе величина этого показателя достоверно увеличилась на 15,6%. Динамика величин периферического АД у военнослужащих опытной и контрольной групп наблюдения носила однонаправленный характер. Однако ее выраженность существенно различалась. В опытной группе наблюдения эти изменения были статистически незначительными. По сравнению с фоновыми значениями тенденция к увеличению систолического АД составила всего 3,1%, диастолического - 4,3%. В контрольной группе наблюдения изменения этих величин были статистически значимыми, особенно значений диастолического АД. Так, систолическое давление у лиц данной группы увеличилось на 8,7%, диастолическое - на 15,4%.
Рассмотренная динамика изученных показателей ССС указывает на позитивное изменение ее функционального состояния у испытуемых в опытной группе наблюдения, что обусловлено действием биологически активных веществ, входящих в состав напитков, которые они употребляли. Изменения, выявленные у участников контрольной группы наблюдения, особенно увеличение диастолического АД, свидетельствует об ухудшении функционального состояния ССС, истощении адаптационных возможностей организма в условиях интенсивных физических нагрузок, имевших место в процессе проведенного исследования.
Установлено, что динамика показателей, отражающих функциональное состояние ДС, значимо различалась у участников опытной и контрольной групп наблюдения. При этом в опытной группе имело место их значимое увеличение. Так, жизненная емкость легких у лиц в опытной группе в процессе исследования увеличилась по сравнению с фоновыми величинами на 10,7%, задержка дыхания на вдохе - на 7,3%, задержка дыхания на выдохе - на 18,5%. В контрольной группе наблюдения величины всех изученных показателей в процессе исследования поддерживались на стабильном уровне по сравнению с фоновыми значениями.
Позитивная динамика функционального состояния ДС у участников опытной группы наблюдения связана как с постоянной тренировкой в условиях интенсивной повседневной физической нагрузки, так и с улучшением качественной адекватности их питания за счет использования соков и нектаров, обогащенных биологически активными веществами, в целом оптимизирующими окислительно-восстановительные процессы в организме.
Динамика показателей функционального состояния ССС и ДС у испытуемых как в опытной, так и в контрольных группах в процессе проведенных исследований хорошо согласуется с изменениями их физической работоспособности, которая является важным критерием оценки состояния здоровья военнослужащих.
170
Определение физической работоспособности обследуемых по тесту PWC позволило получить следующую информацию. Так, величина абсолютной механической мощности у лиц в опытной группе наблюдения значимо увеличилась по сравнению с фоновыми значениями на 9,6%. Значения показателей удельной механической мощности у них также значимо выросли на 6,9%. В контрольной группе наблюдения величины этих показателей имели тенденцию к снижению на 5,1% и 4,8% соответственно. Помимо изложенного, в процессе наблюдения было установлено, что показатели, характеризующие силу и силовую выносливость, у участников опытной группы существенно улучшились. Так, результаты выполнения отжимания от пола значимо увеличились по сравнению с фоновыми величинами в среднем на 17,5%, количество приседаний - на 17,8%, количество подтягиваний на перекладине - на 16,4%. В свою очередь в контрольной группе наблюдения количество отжиманий от пола и количество приседаний имели тенденцию к уменьшению на 3,5% и 4,9% соответственно, а количество подтягиваний на перекладина значимо уменьшалось на 7,8%. Продолжительность выполнения участниками опытной группы марш-броска на 3 км в полной индивидуальной боевой экипировке оставалась, по сравнению с фоновыми значениями, на стабильном уровне с тенденцией к ее снижению. В контрольной группе наблюдения продолжительность марш-броска значимо увеличилась на 12,7%.
Таким образом, положительные изменения уровня физической работоспособности у участников опытной группы наблюдения свидетельствуют о лучшей адекватности химического состава рациона питания при включении в его состав соков и нектаров, обогащенных биологически активными веществами, способствующих повышению адаптации организма к экстремальным условиям, связанным с высокой интенсивностью физической активности и неблагоприятными условиями окружающей среды.
1
2
Анализ обеспеченности организма военнослужащих исследуемыми витаминами выявил следующее. Так, в организме лиц обеих групп дефицит витамина С имел место у 63% человек, B - у 23%, В - у 25%, β - каротина - у 65%, а РР - у 19%. При этом только у 15% обследуемых содержание в организме исследуемых витаминов находилось в пределах физиологической нормы. Дефицит одного какого-либо витамина встречался в 32% случаев, а 52% обследованных имели сочетанный недостаток двух или трех витаминов.
1
2
1
2
Установлено, что на фоне применения соков и нектаров, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, к концу наблюдения концентрация в плазме крови витамина С увеличилась на 18%, β-каротина достоверно повысилась на 26%, витамина РР - на 20,7%. В то же время концентрация витаминов B и В имела только тенденцию к увеличению (лишь на 9,3% и 10,4% соответственно). Общее количество полигиповитаминозных состояний сократилось в 2,5 раза. Соответствующее исследование, проведенное в отношении лиц контрольной группы, в динамике выявило устойчивую тенденцию к снижению содержания в плазме крови военнослужащих витаминов С, РР и β-каротина (в среднем на 9-15%). Концентрация витаминов B и В значимо снижалась на 12,1% и 13,4% соответственно. К концу наблюдения количество лиц с полигиповитаминозными состояниями имело тенденцию к увеличению.
Таким образом, полученные результаты показали, что при выполнении военнослужащими учебно-боевых задач в полевых условиях размещения или иных экстремальных условиях, значительно повышающих алиментарные потребности организма, использование рассмотренных напитков, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, существенно позволяет корригировать развитие у них витаминной недостаточности.
При анализе показателей, характеризующих минеральный обмен у обследованных военнослужащих, изначально был выявлен хороший баланс в организме данных лиц K, Ca и Fe (значения концентрации находились в границах нормы). В свою очередь исходный уровень Zn (10,62±1,22 мкмоль/л), Р (0,86±0,04 ммоль/л) и Mg (0,64±0,06 ммоль/л) был несколько ниже нормы. Установлено, что на фоне применения соков и нектаров, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, к концу наблюдения концентрация в плазме крови Zn, P и Mg у лиц опытной группы полностью нормализовывалось. Также была отмечена некоторая тенденция к увеличению (в пределах нормальных значений) концентрации K. В контрольной группе испытуемых соответствующие показатели рассмотренных минеральных веществ практически не изменились. Однако можно говорить о том, что в данном случае все-таки имела место незначительная тенденция к деградации их пула.
Таким образом, использование напитков, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, военнослужащими на фоне повышенного уровня физических нагрузок и неблагоприятного воздействия окружающей среды позволяет нормализовать у них состояние минерального обмена в отношении Zn, P и Mg как наиболее дефицитных минералов в фактическом питании участников исследования.
Клинический анализ крови у участников испытаний проводили в начале и на завершающем этапе исследований. Было установлено, что как у лиц в контрольной, так и в опытной группе величины изученных показателей в динамике наблюдения оставались в пределах нормальных физиологических значений. Тем не менее, было показано, что у участников опытной группы в крови имела место тенденция к повышению концентрации гемоглобина на 4,1% и количества эритроцитов - на 4,0%. В свою очередь у лиц контрольной группы наблюдения величины этих показателей оставались на относительно стабильном уровне.
Таким образом, употребление соков и нектаров, обогащенных сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, на фоне интенсивных физических нагрузок, которые выполняли участники испытаний, косвенно способствовало улучшению транспортной функции крови, а следовательно, снабжению органов и тканей организма кислородом, что является необходимым условием для нормального течения окислительно-восстановительных процессов в организме.
Кроме того, следует отметить положительную динамику абсолютного количества лимфоцитов в крови военнослужащих опытной группы наблюдения, учитывая то, что этот показатель в определенной степени характеризует состояние клеточного иммунитета и иммунорезистентность организма. Так, средняя величина абсолютного их количества в крови по сравнению с фоновыми значениями у участников опытной группы наблюдения значимо увеличилась на 12,4%. У лиц контрольной группы абсолютное количество лимфоцитов значимо снизилось на 10,6%, что косвенно указывает на напряженность процесса адаптации их организма к тяжелым физическим нагрузкам и ослабление иммунитета.
Таким образом, изучение результатов клинического анализа крови испытателей-добровольцев показало благоприятный характер изменений изученных показателей у военнослужащих в опытной группе наблюдения, участники которой употребляли соки и нектары, обогащенные сбалансированной рецептурой биологически активных веществ.
Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать, что использование соков и нектаров, обогащенных сбалансированным комплексом биологически активных веществ, позволяет сохранить и даже повысить работоспособность человека в чрезвычайных условиях воинской деятельности, ускорить течение восстановительных процессов, расширить границы адаптационных возможностей организма.
Предлагаемая рецептура напитка позволяет компенсировать дефицит витаминов и минералов у военнослужащих, действующих в полевых и экстремальных условиях, что способствует нормализации обменных процессов в организме, улучшению функционального состояния различных органов и систем и работоспособности в целом.
Естественно, что изученные напитки не могут и не должны полностью обеспечивать физиологические потребности организма во всех питательных веществах и энергии. Основная цель их применения - это максимально возможная коррекция различных нарушений обменных процессов, которые возникают при стрессовых ситуациях. Соки и нектары, обогащенные сбалансированной рецептурой биологически активных веществ, оказывают профилактическое и адаптационное воздействие на организм человека, в первую очередь за счет улучшения качественной адекватности питания в результате оптимизации поступления ряда биологически активных компонентов, эссенциальных макро- и микронутриентов.