Приём кетонового моноэфира и когнитивная и физическая работоспособность при физической нагрузке в условиях жары

Введение: Способность сохранять когнитивную и физическую работоспособность в экстремальных условиях окружающей среды имеет решающее значение для сил специальных операций. Гипертермия ухудшает когнитивные функции из-за снижения мозгового кровотока и доступности субстратов, уменьшения переносимости тепловой нагрузки и увеличения нагрузки на сердечно-сосудистую систему. Хотя для кетоновых моноэфиров показано положительное влияние на когнитивные функции, их эффективность при физической нагрузке в условиях жары не изучалась.

Методы: В рандомизированном двойном слепом перекрёстном исследовании с уравновешенным порядком вмешательств участвовали 17 мужчин, тренированных на выносливость (возраст 23,8 ± 5,2 года; VO₂max 58,6 ± 3,2 мл·кг⁻¹·мин⁻¹). Участники принимали кофеин в дозе 4 мг·кг⁻¹ в сочетании с кетоновым моноэфиром (KET; (R)-3-гидроксибутил-(R)-3-гидроксибутират) или с углеводным контролем (CHO; Cluster Dextrin™) с сопоставимой энергетической ценностью. Каждый экспериментальный визит включал 90 минут ходьбы на беговой дорожке с дополнительной нагрузкой в жарких условиях (34 °C, относительная влажность 45%), после чего проводили высокоинтенсивный тест до истощения (TTE). Когнитивные показатели (задания 1-back и 2-back, время реакции в Dynavision, попадание по объектам и их избегание [OHA]), концентрации метаболитов в крови, среднюю частоту сердечных сокращений и внутреннюю температуру тела оценивали до, во время и после нагрузки. Данные анализировали с помощью ковариационного анализа с линейной смешанной моделью. Продолжительность TTE и максимальную частоту сердечных сокращений во время TTE анализировали с помощью парного t-критерия.

Результаты: По сравнению с CHO при KET общая точность выполнения задания 1-back была выше на 2,8% (p = 0,001), а точность распознавания целевых стимулов — на 8,9% (p < 0,001) во все временные точки. Кроме того, при KET в целом улучшалось различение целевых стимулов (d′: +0,3; p = 0,001) независимо от задания и времени оценки. Для задания 2-back различий между условиями по общей точности и точности распознавания целевых стимулов не выявлено; при этом в целом оно оставалось более сложным, чем задание 1-back. Между условиями также не было различий по времени реакции и показателям OHA. При KET концентрация BHB в крови была выше, чем при CHO, в середине и после нагрузки (+1,7 и +3,5 ммоль/л соответственно; в обоих случаях p < 0,001), а концентрация глюкозы в те же временные точки была ниже на 14,7 и 27,6 мг/дл (p = 0,002 и p < 0,001 соответственно). Средняя частота сердечных сокращений зависела от времени: во время первых 45 минут нагрузки она была на 7,7 уд/мин ниже, чем во время следующих 45 минут (p = 0,01); влияния исследуемого условия не выявлено (p = 0,453). Внутренняя температура тела повышалась со временем в обоих условиях (p < 0,001), но между KET и CHO не различалась (p = 0,065). После KET продолжительность TTE была больше, чем после CHO (8,9 ± 4,6 против 7,0 ± 2,1 мин; p = 0,04); максимальная частота сердечных сокращений во время TTE между условиями не различалась (p = 0,112).

Выводы: Приём кетонового моноэфира в сочетании с кофеином улучшал отдельные показатели рабочей памяти и значимо увеличивал время до истощения по сравнению с углеводным контролем после продолжительной нагрузки с дополнительным отягощением в жарких условиях. Однако эффекты проявлялись не во всех когнитивных показателях: различий между условиями по результатам задания 2-back, времени реакции и OHA не было. Несмотря на различия в работоспособности, средняя и максимальная частота сердечных сокращений, а также внутренняя температура тела между условиями не различались. Эти результаты позволяют предположить, что совместный приём кетонового моноэфира и кофеина может поддерживать отдельные когнитивные и физические показатели при продолжительной физической нагрузке в жарких условиях, не изменяя сердечно-сосудистую или тепловую нагрузку.