18 апреля 2021

Обзор рассматривает отношение между сном и питанием. Доказано, что питание способно улучшить сон. Для восстановительного эффекта сон должен иметь адекватную продолжительность и качество. В частности, для спортсменов, чьи потребности в физическом и психическом восстановлении могут быть энергозатратнее. Связано это с высокими физиологическими и психологическими требованиями, возложенными на спортсменов в период тренировок. Доказано, что сон оказывает восстановительное влияние на иммунную, эндокринную, нервную системы и метаболический процесс во время активных занятий. Сон играет большую роль в обучении, памяти, восстановлении и производительности спортсмена. Взаимодействие сна и питания, рассмотренные в данной статье, покажут, как качество и количество сна влияет на способность к обучению и/или восстановлению спортсмена.

Что такое сон

Сон - сложное поведенческое состояние, в котором человек становится не восприимчив к раздражителям окружающей среды. Сон имеет два состояния: медленный сон (NREM) и быстрый сон (REM). NREM обычно связан с минимальной или фрагментированной умственной деятельностью. NREM был определен как «относительно неактивной, но активно регулирующий мозг в подвижном теле». С точки зрения активности мозга электроэнцефалограмма (ЭЭГ) NREM, описывается как синхронная с характерными сигналами.

Напротив, REM определяется активацией ЭЭГ, как мышечная слабость с эпизодическими вспышками быстрого движения зрачков. REM ассоциируется с когнитивной активностью, в то время как механизмы мозга ограничивают движение. Следовательно, REM - активный мозг в парализованном теле.

Здоровый сон - многомерная структура, адаптированная к индивидуальным, социальным и экологическим требованиям, которые способствуют физическому и психическому благосостоянию. Здоровый сон характеризуется удовлетворением и высокой эффективностью, и стрессоустойчивостью. Лишение сна отрицательно сказывается на метаболизме глюкозы и нейроэндокринной функции, которая может повлиять на метаболизм углевода, аппетит, потребление энергии и синтез белка. Эти факторы могут негативно сказаться на метаболическом и эндокринном статусе спортсмена, воздействующие на спортивные характеристики и выздоровление. Например, нарушение метаболизма глюкозы снижает трансформацию гликогена в энергию нервного импульса. Нарушение синтеза белка - восстановление и адаптацию.

Как и почему возникает сон

Мозг является электрической системой с цепями, включающимися и выключающимися, чтобы либо бодрствовать, либо спать.

Сон — это динамичный процесс, в значительной степени регулирующийся двумя факторами; циркадной системой (C) и гомеостатическим процессом (S). Было изучено взаимодействие гомеостатического сна (желание спать, которое накапливается во время бодрствования) и циркадной системы (система эндогенной синхронизации) в синхронизации и продолжительности сна. Гомеостатический процесс — это функция сна и пробуждения, в то время как циркадный ритм контролируется сменой дня и ночи. Гомеостатический процесс увеличивается во время пробуждения и снижения во время сна. Например, во время сна понижается базальная температура, артериальное давление, объем циркулирующей крови и пр. Он взаимодействует с циркадным ритмом, который не зависит от сна и просыпания и получает сигналы (например, свет) из окружающей среды. Супрахиазматическое ядро (SCN) в мозге является центральным для этого процесса. Оно помогает управлять выработкой мелатонина в эпифизе и синхронизирует работу «биологических» часов организма.

Процесс S - эндогенный механизм, опирающийся на экзогенные подсказки. Он представляет собой нехватку сна, которая увеличивается во время пробуждения и уменьшается во время сна. Когда S достигает нижней границы диапазона, начинается пробуждение. Температура тела и ритмы мелатонина являются маркерами процесса C.

Сон имеет восстановительный эффект на иммунную и эндокринную системы, облегчает восстановление нервной и метаболической системы и играет неотъемлемую роль в обучении, памяти. Медленный волновой сон в начале ночи способствует выработке пролактина, в то время как противовоспалительные действия кортизола и катехоламинов уменьшаются. Лишение и нарушение сна нарушает адаптивный иммунитет, который связан с уменьшенным реакции на прививки и уязвимость к инфекционным заболеваниям. Это связано со снижением выделения гормона роста во время глубокого сна. Коэффициент некроза опухоли вместе с другими цитокинами считается ключом к регулированию сна в нормальных физиологических условиях. Доказано, что нарушение сна (бессонница) влияет на факторы риска воспалительных заболеваний.

Потребление кофеина, алкоголя и продолжительность сна могут привести к изменениям в сигналах, которые отрицательно воздействуют на циркадные ритмы. Что приводит к негативным физиологическим последствиям.

Сон и спортсмены

Классический взгляд на сон состоит в том, что это процесс восстановления, с циркадной системой, регулирующей чувства сонливости и бодрствования в течение дня. Отношения между сном, производительностью и восстановлением рассматривают с точки зрения 3-х ключевых факторов, влияющих на результат:

  • Длина сна (общая продолжительность сна; часы / ночь);
  • Качество сна (опыт и воспринимаемая адекватность сна);
  • Фаза сна (циркадианное время сна).

Восстановление после тренировки жизненно важно для всех спортсменов. Если баланс между тренировочным стрессом и физическим восстановлением является неадекватным, производительность становится отрицательной. Мышечная усталость или болезненность отрицательно влияют на сон. Неадекватное восстановление снижает ресурсы вегетативной нервной системы (ANS), изменение частоты сердечных сокращений (HRV) и повышенной частоты сердечных сокращений. Лишение сна связано с повышенными катаболическими и сниженными анаболическими гормонами, которые приводят к нарушению синтеза мышечного белка.

2.1. Сон, питание и спортсмены

Питание должно соответствовать требованиям ежедневных тренировок и общих целей питания. Целью питания является содействие адаптации организма к увеличивающимся нагрузкам. На циркадные ритмы сна могут повлиять:

  • Углеводный канал (высокий гликемический индекс вечернего питания, сниженные задержки наступления сна);
  • Белок (потребление молочных источников увеличивает продолжительность сна);
  • Этанол (уменьшенный REM);
  • Кофеин (повышенная задержка сна, снижена общая продолжительность сна),
  • Сроки и количество пищи (большие порции и / или блюда поздно вечером негативно воздействуют на сон).

Кофеин может привести к плохому сну, который, в свою очередь, увеличивает потребление кофеина. Кофеин стимулирует, центральную нервную систему, аденозиновые [1] рецепторы, что приводит к снижению сна. Алкоголь связан с ухудшением качества и количества сна. Подобно питанию, нарушения сна - это факторы риска для воспаления, которые можно лечить или управлять способностью продвигать восстановление и / или производительность. Сон оказывает восстановительный эффект на организм только если его продолжительность является адекватной. Рекомендации сна: подростки (8-10 ч), взрослые (7-9 ч) и пожилые люди (7-8 часов).

2.2. Хрононерция

Недавно введенный термин хрононутриция означает взаимодействие между пищей и циркадной системой. Хрононутриция характеризуется как:

  • Время потребления пищи и её питательная ценность для организма;
  • Сроки потребления пищи или питательная ценность компонентов в быстрые изменения или систему внутренних часов человека.

Несколько нейротрансмиттеров связаны с циклом сна, включая окситриптан, меланин, холинергический, галанин, норадреналин и гистамин. Поэтому питание, которое действует на эти нейротрансмиттеры, положительно воздействует на сон. Диетические прекурсоры влияют на скорость синтеза и функции нейротрансмиттеров (например, синтез серотонина зависит от наличия триптофана в мозге). Триптофан транспортируется через мозговой барьер в крови системой, которая допускает транспортировку с несколькими крупными нейтральными аминокислотами (LNAA). Количество триптофана в крови важно для его транспортировки в мозг. Увеличить долю аминокислоты в крови может: потребление сложных углеводов; низкобелковая диетой; сывороточный белок.

2.3. Углеводы

Доказано что потребление углеводов увеличивает концентрацию триптофана в плазме. Углеводы влияют на триптофан и могут дополнить эффект сна. Инсулин влияет на транспортировку триптофана через гематоэнцефалический барьер после богатой углеводами еды. Потребление углевода с высоким содержанием гликемического индекса (GI) повышает соотношение циркуляционного триптофана. Это увеличивает наличие триптофана для синтеза серотонина и в конечном итоге мелатонина. GI влияет на задержку наступления сна. Еда с высоким гликемическим индексом потребленная за четыре часа до сна, значительно задерживает наступление сна (9,0 ± 6,2 мин) по сравнению с едой с низким гликемическим индексом (17,5 ± 6,2 мин). Доказано, что низкое потребление углеводов связано с симптомами бессонницы.

2.4. Мелатонин

Эндогенный мелатонин влияет на сон, а повышенный экзогенный мелатонин может повлиять на изменения в улучшении качества сна. Мелатонин - это естественное соединение в коровьем молоке, но его концентрация значительно возрастает, если коров доили ночью. Доказано, что высокие концентрации мелатонина необходимы для молока, чтобы повлиять на концентрации мелатонина в крови. В ночное время молоко дополнено триптофаном (2,5 г / л) и циркулирующие концентрации мелатонина значительно повышаются (35,5%).

Мелатонин имеет чрезвычайно низкую токсичность даже при относительно высоких дозах и может легко пересекать физиологические барьеры. Добавка мелатонина влияет на сон и обладает гипнотическими эффектами, улучшающими качество и продолжительность сна, фармакологический мелатонин может быть использован для манипулирования циркадными ритмами. Положительный эффект низких доз (0,3 мг или 1 мг) экзогенного мелатонина (желатиновые капсулы) на задержках сна наблюдалось в небольшой группе здоровых мужчин, при введении в 6:00 вечера (0,3 Mg 16,5 ± 19,9 мин; 1 мг 12,3 ± 13,6 мин; плацебо 23,1 ± 22,7 мин) и 8:00 вечера (0,3 мг 19,6 ± 14,1 мин; 1 мг 20,7 ± 17,7 мин; плацебо 53,4 ± 51,9 мин). Однако влияние зависело от времени и дозы 0,3 мг, повышенная задержка наступления сна при использовании в 9:00 вечера (0,3 мг 25,1 ± 10,5 мин; 1 мг 12,1 ± 7,4 мин; плацебо 8,8 ± 4 мин) и не было никаких доказательств эффекта, когда доза 1 мг вводилась в 9:00. Результаты указывают на то, что даже низкая доза мелатонина может вызвать эффект, вызывающий сон.

Важно: мелатонин не вызывает привыкания.

2.5. Триптофан

Триптофан представляет собой аминокислоту, предшествующую серотонину и мелатонину, он может пересечь барьер мозга. Эта аминокислота конкурирует за транспортировку с другими LNAA . Диетические источники триптофана включают молоко, индейку, курицу, рыбу, яйца, тыквенные семена, бобы, арахис, сыр и зеленые овощи. Диетический триптофан улучшает сон. Молочный белок был зарегистрирован как имеющий высочайшие натуральные уровни триптофана среди всех источников пищи белков. Добавка молочного белка, обогащенного сывороточным белком, значительно увеличивает триптофан: LNAA на 48% по сравнению с обогащенной казеином диетой. В аналогичном исследовании здоровые взрослые с жалобами на качество сна потребляли молочные коктейли, содержащие либо молочный белок (20 г), либо плацебо для казеина.

2.6. Антиоксиданты

Антиоксиданты - это любое вещество, которое значительно задерживает или предотвращает окислительное повреждение. Тот факт, что мышцы производят свободные радикалы мотивировало многих спортсмеов, чтобы применять антиоксидантные добавки в попытке сократить мышечную усталость. Антиоксидантная мощность нескольких пищевых микроэлементов представляет собой зону, ослабляющую негативные последствия окислительного ущерба из-за свободных радикалов. Потребление антиоксидантов влияет на восстановление от физических упражнений, но сказывается на качестве сна, поскольку регулирование сна зависит от воспалительных цитокинов. Диетические антиоксиданты (например, витамин С и витамин Е) увеличивают эндогенное антиоксидантное содержание в мышцах. Витамин Е представляет собой жирорастворимый витамин, состоящий из нескольких изоформах, известных как токоферолы. Витамин Е является важным антиоксидантом из-за его изобилия в клетках, митохондриальных мембранах и его способности действовать непосредственно на реактивных видах кислорода. Витамин Е взаимодействует с другими антиоксидантами, такими как витамин С и бета-каротин, которые имеют возможность восстановить витамин Е из его окисленной формы.

Витамин А представляет собой жирорастворимый витамин, присутствующий во многих липидных веществах. Бета-каротин может быть преобразован в витамин А. Витамин С является водорастворимым витамином и чрезвычайно эффективен во внеклеточных жидкостях. Потребление антиоксиданта не гарантирует, что соединение будет действовать в качестве антиоксиданта внутри организма, поэтому положительные результаты от одного или комбинации антиоксидантов не могут быть обобщены. Антиоксиданты играют ключевую роль в иммунитете и могут улучшить восстановление после тренировок.

2.7. Витамины группы В и магний

Витамин В12 способствует секреции мелатонина, витамин B6 участвует в синтезе серотонина из триптофана, а ниацин (витамин B3) вызывает расщепление триптофана. Ниацин может быть синтезирован эндогенно, поэтому потребление достаточного количества ниацина необходимо ингибировать. Витамин B9 и пиридоксин участвуют в превращении триптофана в серотонин. Наблюдались смешанные эффекты с различными дозами кобаламина (витамин В12) на ритмах сна и задержанного фазового синдрома сна (значительная задержка в циркадном ритме), в то время как никакого эффекта не наблюдалось для продолжительности сна.

Считается, что магний укрепляет секрецию мелатонина, способствуя началу сна и выступает в качестве агониста GABA, основной ингибирующий нейротрансмиттер. Магний важен для производства фермента N-Acetytransferase, который преобразует 5-HT в N-ацетил-5-гидрокситроптамин, трансформируется в мелатонин. Двойное слепое исследование плацебо на пожилых взрослых (N = 43), продемонстрировало что пищевая добавка, содержащая 5 мг мелатонина, 225 мг магния и 11,25 мг цинка, значительно улучшает субъективные оценки качества сна в группе вмешательства. Данный эффект был отнесен к синергии между магнием, цинком и мелатонином. Следует отметить, что дополнение этих питательных веществ, скорее всего, будет влиять только в случаях дефицита или недостаточности.

Выводы

Питательные вещества, такие как антиоксиданты, белки, углеводы, мелатонин, микроэлементы и фрукты могут повлиять на сон. Сон может быть спровоцирован либо путем ингибирования механизмов продвижения или увеличением факторов содействия сну благодаря вмешательствам в питание. Основываясь на этом обзоре существующей научной литературы, можно говорить о значительном объеме информации для дальнейших исследований вмешательств в питание, предназначенных для повышения качества и количества сна.

Источники

1. Halson S.L. Sleep in elite athletes and nutritional interventions to enhance sleep. Sports Med. 2014;44:13–23. doi: 10.1007/s40279-014-0147-0. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2. Carskadon M.A., Dement W.C. Monitoring and Staging Human Sleep. In: Kryger M.H., Roth R., Dement W.C., editors. Principles and Practice of Sleep Medicine. 5th ed. Elsevier; Philadelphia, PA, USA: 2011. pp. 16–26. [Google Scholar]

3. Irwin M.R., Opp M. Sleep health: Reciprocal regulation of sleep and innate immunity. Neuropsychopharmacology. 2017;42:129–155. doi: 10.1038/npp.2016.148. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Kryger M.H., Roth T., Dement W.C. Principles and Practice of Sleep Medicine. 5th ed. Elsevier; Philadelphia, PA, USA: 2011. pp. 1–15. [Google Scholar]

5. Berry R.B., Brooks R., Gamaldo C.E., Harding S.M., Lloyd R.M., Marcus C.L., Vaughn B.V. The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events: Rules, Terminology and Technical Specifications: Version 2.3. American Academy of Sleep Medicine; Darien, IL, USA: 2017. [Google Scholar]

6. Buysse D.J. Sleep health: Can we define it? Does it matter? Sleep. 2014;37:9–17. doi: 10.5665/sleep.3298. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Saper C.B., Scammell T.E., Lu J. Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms. Nature. 2005;437:1257–1263. doi: 10.1038/nature04284. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

8. Saper C.B., Chou T.C., Scammell T.E. The sleep switch: Hypothalamic control of sleep and wakefulness. Trends Neurosci. 2001;24:726–731. doi: 10.1016/S0166-2236(00)02002-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

9. McGinty D., Szymusiak R. Sleep-promoting mechanisms in mammals. In: Kryger M.H., Roth R., Dement W.C., editors. Principles and Practice of Sleep Medicine. 4th ed. Elsevier; Philadelphia, PA, USA: 2005. pp. 169–184. [Google Scholar]

[1] Аденозин играет важную роль в биохимических процессах, таких как передача энергии и сигналов.