Все ли экзогенные кетоны одинаковы?

Растет интерес к влиянию кетонов на работоспособность спортсменов. Мы знаем, что, придерживаясь диеты с очень низким содержанием углеводов – менее 50 граммов в день или около того – мы можем войти в кетоз или увеличить концентрацию циркулирующих кетонов в крови. Вот почему эти диеты называются «кетогенными» (1, 8). В последние годы были разработаны добавки, которые позволяют нам увеличивать концентрацию циркулирующих кетонов независимо от нашего привычного рациона. Это так называемые «добавки экзогенных кетонов» (9).

Существуют различные типы добавок экзогенных кетонов, включая сложные эфиры кетонов, соли кетонов и предшественники кетонов (которые в организме превращаются в кетоны). Кетоновые соли объединяют кетоны с натрием, калием, кальцием или магнием и, как ожидается, могут обеспечить очень высокую солевую нагрузку. Кетоновые соли имеют тенденцию обеспечивать умеренное повышение концентрации кетонов в крови, особенно D-βHB.

С другой стороны, кетоновые эфиры связаны с предшественником кетона (например, бутандиолом) через сложноэфирную связь. Существует три сложноэфирных связи: моноэфирная (одна), диэфирная (две) и триэфирная (три). Все сложные эфиры повышают уровень кетонов выше базовых значений. Прием внутрь бутандиола, предшественника кетонов, приводит к столь же умеренному повышению концентрации D-βHB в крови без солевой нагрузки. Прием внутрь сложных эфиров кетонов (моноэфиров, диэфиров и триэфиров) приводит к гораздо большему увеличению количества циркулирующих кетонов (9). Большинство коммерчески доступных сложных эфиров кетонов, представленных сегодня на рынке, представляют собой моноэфиры, например, таких брендов, как Delta G. На рисунке 1 ниже показана зависимость от времени трех различных кетонов солей по сравнению с моноэфиром. Как видите, разница в эффекте довольно существенная.

Метаболизм различных кетоновых добавок сложен, но я пытаюсь проиллюстрировать здесь то, что не все кетоновые добавки одинаковы, и поэтому разные добавки могут иметь разные эффекты.

В любом случае, основное обоснование приема экзогенных кетонов во время упражнений на выносливость двоякое. Во-первых, экзогенные кетоны могут служить альтернативным источником топлива (вероятно, не в значительной степени (3)) или модулировать метаболизм топлива таким образом, чтобы это было благоприятно для работоспособности (2), например, стабилизируя уровень глюкозы в крови и предотвращая усталость от гипогликемии. Во-вторых, кетоны являются «эффективным» источником топлива, производя более высокий выход энергии на единицу углерода, чем углеводы (11). Таким образом, часто предполагалось, что добавление экзогенных кетонов улучшает производительность за счет метаболических механизмов.

Я участвовал в исследовании, опубликованном еще в 2019 году, в котором изучалось влияние приема экзогенной кетоновой добавки R,S-1,3-бутандиола на результаты гонок на время у велосипедистов (10). Эта добавка всасывается в кишечнике после приема внутрь, где в печени превращается в кетон βHB. В ходе исследования группа хорошо тренированных велосипедистов-мужчин ехала с 85% от VT2 в течение 85 минут – что, вероятно, составляет примерно половину мощности Ironman – прежде чем выполнить фиксированный объем работы, 7 кДж.кг-1, т.е. как можно быстрее. Испытание на время было рассчитано на ~25-30 минут.

Велосипедисты дважды проводили эти тесты производительности; один раз с дозой бутандиола, принятой за 30 минут до тренировки и через 60 минут фазы преднагрузки, и один раз с плацебо. В ходе испытаний мы измеряли ряд физиологических и перцептивных переменных, а также производительность.

Мы проверяли гипотезу о том, что прием бутандиола до и во время тренировки улучшит последующие показатели выносливости за счет эффекта экономии гликогена во время фазы устойчивого состояния, оставляя больше углеводного топлива доступным для фазы высокоинтенсивных гонок на время. К сожалению, наши данные не показали этого эффекта – результаты испытаний на время были одинаковыми в исследованиях с бутандиолом и плацебо, без различий во времени завершения или средней выходной мощности. Добавка действительно увеличила концентрацию D-βHB в крови, но только до ~1 ммоль/л во время тренировки, что не является особенно высоким. Интересно, что были некоторые свидетельства снижения эффективности во время стационарной фазы исследования бутандиола с более высокими темпами потребления кислорода на 20-минутном этапе стационарной фазы по сравнению с исследованием плацебо.