[крайний]

Ацидоз

Думаю, всем известен термин «ацидоз» – избыточное закисление организма и снижение рН крови. Многие заболевания связаны с этим процессом. Все мы знаем про временный ацидоз, возникающий при выполнении интенсивной физической нагрузки, обусловленный попаданием в кровь молочной кислоты. Кто-то слышал про ацидоз, возникающий в процессе лечебного голодания. Название процесса, обратного ацидозу, гораздо менее известно рядовому читателю, поскольку в повседневной жизни он встречается гораздо реже. Алкалоз – это нарушение кислотно-щелочного равновесия организма и увеличение рН крови за счет накопления щелочных веществ. И эта статья об использовании алкалоза для повышения спортивной работоспособности.

Вообще-то понятие «спортивная работоспособность» исключительно педагогическое и никакого биологического смысла не имеет. Рассматривая ее с точки зрения биологических наук, мы должны определиться, о какой именно работоспособности идет речь. В данной статье речь пойдет о выносливости. Как мы знаем, в первую очередь выносливость лимитируется митохондриальной массой в рабочих мышцах. У спортсменов циклических видов спорта ограничителями могут быть размер сердца и митохондриальная масса диафрагмы. При многочасовых нагрузках ограничителем может быть запас энергетических ресурсов – гликогена и жиров в мышцах. Но при налаженном питании на дистанции этот фактор можно не учитывать.

Нас в силовых видах спорта в первую очередь интересует снижение работоспособности при работе высокой интенсивности. Когда уровень нагрузки превышает уровень анаэробного порога, в мышцах неизбежно начинается накопление лактата (La) и ионов водорода (Н+). Из мышечных волокон в кровоток они могут выйти, только соединившись в молекулу молочной кислоты. Мембрана клеток не пропускает отдельно катионы и анионы, только нейтральные молекулы. Поэтому надо помнить, что молочная кислота и лактат – это не одно и то же, как нам неправильно пишут об этом многие интернет-ресурсы, например «Википедия». Лактат – это либо катион La+ (Ла, La), о котором мы писали, либо соль молочной кислоты. Чем дольше продолжается работа на уровне выше анаэробного порога, тем больше молочной кислоты выходит в кровоток, закисляя кровь.
У человека за норму принят диапазон колебаний pH крови 7,37–7,44 со средней величиной 7,4. Термином рН (от латинского pondus Hydrogenii – «вес водорода») обозначают водородный показатель – мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность. В более знакомом варианте это звучит как кислотно-щелочное равновесие, хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. Значение рН показывает число водородных атомов в данном растворе и измеряется в границах от 0 до 14. Абсолютно нейтральную среду обозначает рН, равный 7. Чем ниже уровень рН, тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0). Как видите, наша кровь имеет слабощелочную реакцию. Постоянство рН крови крайне важно для человека. Значение рН крови 7,3 классифицируется как ацидоз, а рН крови ниже 7,0 считается смертельно опасным. При рН крови 6,95 наступает потеря сознания и смерть. Поэтому наша кровеносная система имеет свои механизмы поддержания гомеостаза. В кровеносной системе этому служат буферные системы крови. В крови есть четыре буферные системы: гемоглобиновая, бикарбонатная, фосфатная, белковая. Каждая система состоит из двух соединений – слабой кислоты и соли этой кислоты и сильного основания. Буферный эффект обусловлен связыванием и нейтрализацией ионов, поступающих соответствующим составом буфера. В связи с тем, что в естественных условиях организм чаще встречается с поступлением в кровь недоокисленных продуктов обмена, антикислотные свойства буферных систем преобладают по сравнению с антиосновными (антищелочными).

Наиболее важной в нашем случае является бикарбонатная буферная система. Мощнейшая и вместе с тем самая управляемая система внеклеточной жидкости и крови, на долю которой приходится около 10 % всей буферной емкости крови. Представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из молекулы угольной кислоты H2CO3, являющуюся источником протона и бикарбоната аниона HCO3−, выполняющего роль акцептора протона. Молочная кислота, выходя их работающих мышц в общий кровоток, распадается на Ла и Н+. Ионы Н+ взаимодействуют с анионами бикарбоната НСО3–, что приводит к образованию слабо диссоциирующей угольной кислоты Н2СО3, вызывая резкое повышение уровня углекислого газа (СО2) в крови. СО2 расслабляет мышцы стенок кровеносных сосудов и расширяет их, именно благодаря этому эффекту на силовых тренировках мышцы раздуваются и увеличиваются в объеме. Также СО2 интенсифицирует внешнее дыхание и повышает ЧСС. Это прекрасно можно наблюдать при занятиях на любом кардиотренажере. При увеличении нагрузки повышается ЧСС и учащается дыхание. И гликоген, и жирные кислоты расщепляются в митохондриях полностью до образования СО2 и воды. Уровень СО2 в крови при такой работе называется метаболическим, потому что обусловлен метаболизмом энергетических субстратов клетки при выполнении работы. Но если в кровь начинает поступать молочная кислота и Н+ взаимодействует с бикарбонатным буфером, то уровень СО2 в крови становится гораздо выше метаболического, сердце начинается колотиться, появляется сильнейшая одышка. Это своего рода защита организма, потому что на фоне нехватки воздуха и повышенной ЧСС любой человек будет вынужден прекратить работу и перестать разрушать организм огромным количеством ионов водорода. Многие, испытав такое состояние, полагают, что это результат недостаточной подготовки сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Как видим, они здесь ни при чем. Это просто защитная реакция организма на избыток молочной кислоты в крови.
Зная это, для снижения закисления мышечных клеток и крови ученые (Williams M., 1995) пробовали использовать щелочи, полагая, что если перед выполнением работы на уровне выше анаэробного порога привести кровь спортсмена в состояние алкалоза, то его выносливость увеличится.
Прием пищевой соды (бикарбоната натрия – NaHCO2) в крахмальных обкладках из расчета 0,3 г на 1 кг массы тела (запивались двумя стаканами теплой воды) за 3 часа до эксперимента показал следующее. У десяти испытуемых в состоянии покоя после прохождения 60 мин. рН крови стабилизировалось на уровне 7,444–7,700. Выполнение упражнения с мощностью 130 % МПК (380–400 Вт) продолжалось 2–5 мин. в контрольном опыте, а с применением бикарбоната продолжительность выполнения упражнения увеличилась на 21,6 %. Сразу после работы до отказа концентрация лактата в мышцах во всех случаях оказалась статистически неразличимой. В крови концентрация лактата была максимальной на 5–7 мин. и статистически достоверно больше в экспериментальном случае (15,5 мМ/л против 12,9 мМ/л при б=1,1 мМ/л). Величина рН была систематически выше в случае применения щелочи (7,193 против 7,256 на 7 мин. восстановления, б=0,01.

Как мы видим, продолжительность выполнения работы экспериментальной группы на достаточно большую величину – 21,6 % – была обеспечена тем, что бикарбонатный буфер крови сработал гораздо позже. В экспериментальной группе – 15,5 мМ/л, в контрольной – 12,9 мМ/л. Большее содержание лактата в экспериментальной группе показывает, что в общий кровоток из работающих мышц вышло больше молочной кислоты. Как мы помним, сам по себе Ла безвреден. Закисляют кровь и взаимодействуют с буферными системами крови ионы Н+. А Ла, превратившись в пируват, прекрасно усвоится митохондриями миокарда, диафрагмы, работающих мышц или печени. Таким образом, снижение степени закисления мышц и крови приводит к росту работоспособности спортсменов при выполнении работы на велоэргометре.
Надо сказать, что мембрана мышечного волокна непроницаема для ионов бикарбоната (Stewart, 1983), поэтому прием соды на работоспособности самих мышечных волокон сказаться не может. Если отказ – в мышцах, они не справляются с отягощением, прием соды будет бесполезен. Но если лимитирующее звено в выступлении – как раз одышка и повышенная ЧСС (при условии, что нет проблем с сердцем, конечно!), то данный метод можно попробовать.

Что необходимо знать?
Первое. Сода должна попасть в 12-перстную кишку в виде щелочи. В 12-перстной кишке среда щелочная, а в желудке – кислая. Поэтому сода должна проскочить желудок, не вступив в реакцию с соляной кислотой, содержащейся в желудочном соке. Поэтому соду следует принимать в капсулах, лучше крахмальных. Хотя профессор, д. м. н. И. П. Неумывакин, практикующий лечение содой и перекисью водорода от ряда заболеваний, предлагал использовать соду в виде раствора 1 ч. л. на стакан воды на голодный желудок. Но обязательное условие – вода должна быть теплой, 45–50 градусов. Холодная вода задерживается в желудке для нагревания, и сода неизбежно вступит в реакцию. Хоть и считается, что в пустом желудке среда нейтральная, а не кислая, но лучше не рисковать.

Второе. Прием соды допустим только перед соревнованиями. Принимать ее перед тренировками нерационально. Повышение выносливости обуславливается повышением рН крови. Но мышцы при этой работе продолжают вырабатывать молочную кислоту. В итоге закисление мышц большее, чем без соды. И ионы водорода могут значительно разрушить и митохондрии, и миофибриллы. Такая тренировка пойдет только во вред и не прибавит выносливости, а, наоборот, убьет ее. Принимая соду, вы будете чувствовать себя менее утомленным, но мышцам будет нанесен больший вред ввиду большего времени нахождения предельно высокой концентрации ионов водорода. Отказ из-за повышенной ЧСС и дыхания – это инструмент защиты организма от чрезмерного закисления мышц, а вы его обманываете, отодвигая путем ощелачивания крови. На соревнованиях это допустимо – там важен результат. Но на тренировке вы будете перезакислять мышечные волокна в большей степени, чем ваши товарищи по тренажерному залу и спарринг-партнеры, хотя переносить нагрузку вам будет легче, чем им.

Третье. Сода обладает сильным слабительным эффектом. От этого никуда не деться. Поэтому надо поэкспериментировать с дозой и временем приема, чтобы не попасть впросак на соревнованиях. Именно этот негативный момент при приеме соды вынудил профессора В. Н. Селуянова взяться за эксперименты с цитратом натрия, который, также способствуя алкалозу крови, лишен сопутствующего слабительного эффекта. Но об этом препарате и экспериментах с ним – в следующий раз.

Источник