Глава 4. Протеины |
161 |
|
|
|
|
Таблица 42. Состав питательных напитков, приготовленных на основе 100 г порошка, по данным РДСПКИ (цит. по: Babault N. et al., 2015)
|
|
|
|
|
|
Показатель |
Плацебо |
PPI |
WPC |
|
|
|
|
|
|
Энергия, ккал |
367 |
387 |
366 |
|
|
|
|
|
|
Протеины, г |
3,7 |
59,2 |
57 |
|
|
|
|
|
|
Углеводы, г |
82,5 |
21,0 |
20,2 |
|
|
|
|
|
|
Жиры, г |
1,5 |
6,3 |
4,9 |
|
|
|
|
|
|
Пищевые волокна, г |
4,4 |
5,1 |
6,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания: PPI – изолят белка гороха; WPC – концентрат whey-протеина; разовая доза на прием для PPI и WPC – 25 г порошка, растворенного в воде. Растворы всех трех видов, включая плацебо (мальтодекстрин), были изоэнергетичными. Прием разовой дозы 2 раза в день (утром и после тренировки); суточный режим приема пищи (диета) контролировался.
исследовались в работе N. Babault и соавторов (2015). Авторами выполнено сравнительное РДСПКИ (n=161, мужчины в возрасте 18–35 лет, 12 недель силовых тренировок мышц верхних конечностей, 3 группы: плацебо – 54 человека, изолят белка гороха PPI – 53, концентрат whey-про- теина WPC – 54) с использованием трех вариантов напитков, состав которых приведен в таблице 42.
В работе регистрировались антропометрические данные, основные показатели силы и мощности
мышц верхних конечностей и их изменения в трех группах на фоне регулярных (3 раза в неделю) силовых тренировок мышц верхних конечнос- тей нарастающего объема. Во всех группах под влиянием силовых тренировок через 12 недель повысилась сила мышц и их объем, причем мак-
симальный положительный эффект наблюдался у лиц с исходно низкими показателями. Примене- ние метода анализа чувствительности к получен-
ным результатам показал тенденцию к большей эффективности изолята белка гороха по сравнению с концентратом whey-протеина в плане увеличения мышечной массы и силы, однако статистически
достоверных различий не было выявлено. На этом основании авторы работы позиционируют изо-
лят белка гороха как альтернативу концентрату whey-протеина (Babault N. et al., 2015). В пользу такого вывода свидетельствует и схожесть нутри- ционных показателей WPC, казеина и PPI (100% для первых двух и 92,8% для PPI). Рекомендуемая доза при этом составляет 50 г в сутки (по 25 г до и после тренировки) в дополнение к регулярной диете.
В 2016 г. S.M. Phillips опубликовал обзор,
посвященный влиянию качества протеинов на эффективность увеличения мышечной массы (гипертрофии мышц) в условиях силовых трени- ровок. Анализу был подвергнут целый ряд работ,
вкоторых использовались разные протеины и их модификации. Высказан ряд критических заме- чаний в адрес исследования N. Babault и соавто- ров (2015): содержание лейцина в разовых дозах PPI (1,6 г) и WPC (2,1 г) при потреблении 2 раза
вдень было ниже, чем необходимо для оптималь- ной стимуляции синтеза мышечных протеинов;
объем тренировочной нагрузки был достаточно небольшим и не соответствовал эффективному для
162 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
максимального наращивания силы и гипертрофии мышц; абсолютные цифры увеличения регистриру- емых показателей также были очень небольшими, что снижает достоверность выводов об PPI как альтернативе WPC. Таким образом, на сегодняш-
ний день эргогенные свойства модификаций белка гороха требуют дальнейших исследований с точки зрения доказательной медицины.
С другой стороны, важным представляется оценка роли протеинов гороха в питании спортс- менов-вегетарианцев и веганов. В обзоре J. Fuhrman
иD.M. Ferreri (2010) предложены схемы и состав
диет и пищевых добавок на основе растительного сырья, полностью компенсирующие потребности в белке. Среди них – продукты и пищевые добавки с белком гороха как одним из важнейших источ- ников протеинов для тренировочной и соревнова- тельной практики.
Разные формы белка гороха редко применя- ются отдельно в чистом виде, а входят в состав поликомпонентных белковых смесей, продук- тов «спорт-бара», функциональной пищи и др. В обзоре J. Krefting (2017) приведены таблицы
сравнения наиболее популярных на рынках Европы
иСША продуктов с белком гороха. Главный аргу- мент – белок гороха не входит в восемь наиболее аллергенных белков пищи (молоко, яйца, арахис, лесные орехи, соя, рыба, моллюски и подобные морепродукты, пшеница), что расширяет спектр диет, в которых он может использоваться.
Клинические предпосылки для применения гидролизата белка гороха в спорте. На рынке питания доминирует изолят белка гороха (PPI), содержащий от 80 до 95% протеина. Сравнительно
новой формой является гидролизат белка гороха (PPH), где представлены в основном пептиды (от коротких до длинных). Но именно РРН счита-
ется на сегодняшний день самой перспективной формой за счет высокой перевариваемости и вса- сываемости в ЖКТ.
В клинической медицине при хирургических вмешательствах интенсивно изучается комбинация гидролизата белка гороха и углеводов (питатель- ная смесь Провайд Экстра) в рамках концепции «Быстрой метаболической оптимизации» (БМО),
которая позволяет сократить срок вынужденного голодания организма до минимума (предопера- ционная подготовка) (Луфт В.М., Дмитриев А.В., 2017). Физиологический стресс перед и во время
операции по своим метаболическим проявлениям во многом схож с таковым в спорте в процессе под- готовки к соревнованиям (преобладание катаболи- ческих реакций, имеющих не только адаптивный, но и дезадаптивный характер). Цель БМО – сокра- щение срока голодания пациента до операции, активация внутриклеточного транспорта глю- козы, преодоление инсулинорезистентности путем применения комбинированных углеводно-проте- ин-глутаминовых напитков. Это создает условия
для быстрого послеоперационного восстановления больных, способствуя снижению частоты ослож- нений и летальности.
По аналогии БМО в спорте потенциально может рассматриваться как один из методов «периоди- зированного питания», получившего широкое распространение в последние годы при нутри- тивно-метаболической поддержке (НМП) спортс- менов высшей квалификации (Close G.L. et al., 2016; Jeukendrup A.E., 2017). В самом простом виде она
означает временную коррекцию суточного рациона питания (по потреблению энергии и макронутри- ентов) с использованием специализированных пищевых добавок, включая фармаконутриенты,
адаптированную к задачам текущего момента (выступление на соревнованиях, отработка нового режима нагрузок и др.). В том или ином виде
периодическое изменение режима поступления нутриентов в соответствии с тренировочным или соревновательным планом существовало всегда.
На практике большинство спортсменов и тренеров
Глава 4. Протеины |
163 |
|
|
|
|
эмпирически формировали такие индивидуальные методики путем проб и ошибок (trial and error). И только в последние годы обязательным пред- варительным условием стало научно-клиническое
обоснование подбора состава и схем применения нутриентов для быстрой адаптации спортсменов к меняющимся условиям тренировок и соревно- ваний.
Цель БМО в спорте – сокращение срока огра- ничения приема пищи перед соревнованиями/ тренировочными занятиями до возможного мини- мума путем применения составов, оказывающих максимальное нутритивное действие при мини- муме нагрузки на организм в процессе перевари-
вания и быстрой эвакуации из желудка до начала физической нагрузки. РРН относится к категории «быстрых» высокобиологически ценных расти- тельных ферментированных до пептидов белков, которые быстро эвакуируются из желудка, легко расщепляются под действием протеаз панкреати- ческого сока и быстро всасываются (Barac M. et al., 2010; Kotlartz A. et al., 2011; Stanisavljević N.S. et al., 2015). Существует гипотеза, что прием РРН
отдельно и особенно в комбинации с углеводами (глюкоза) и L-глутамином за 2 часа до старта позво- лят превентивно создать в организме запас необ-
ходимых нутриентов для развития эргогенного действия во время физической нагрузки и ускорить восстановление после нее, однако она (гипотеза ‒ прим. авт.) требует серьезных доказательных исследований.
3. Протеины картофеля
Белки картофеля как источник пищевых доба-
вок и компонента функциональной пищи стали рассматриваться буквально 2–3 года назад. Поэ- тому данных об их эффективности как макронутри-
ентов при физических нагрузках на сегодняшний день нет. Напомним, что оценка любого протеина в спорте включает следующие этапы:
1.Оценка аминокислотного состава натив- ного белка с акцентом на аминокислоты, имею-
щие наибольшее значение для функционирования мышечной ткани (ВСАА, в первую очередь лей- цин). Оценка тех же показателей для изолятов,
концентратов и гидролизатов нативного белка
исравнение с эталонным whey-протеином.
2.Определение показателей PDCAAS и DIAAS, отражающих биодоступность аминокислот в про- цессе их переваривания в кишечнике.
3.Определение фармакокинетики аминокис-
лот после поступления конкретного протеина в организм (изменение концентрации ключевых аминокислот с разветвленной цепью, в частно- сти и в первую очередь – лейцина, изолейцина
ивалина): максимальная их концентрация в плазме
крови (Cmax), время достижения этой максималь- ной концентрации (Тmax), площадь под кривой «концентрация – время» аминокислоты (AUC).
Оптимальные для анализа данные получают как при однократном, так и многократном приеме белка в течение дня, а также курсовом назначении. Срав- нение данных с фармакокинетикой эталонного WP.
4.Наличие экспериментальных и клинических сравнительных РДСПКИ относительно эргоген- ных и других свойств нового протеина и WP, что
с практической точки зрения является ключевым моментом.
5.Оценка побочных эффектов нового белка при однократном и хроническом (курсовом) при- менении и сравнение с WP.
С этих позиций оценка протеина картофеля (POP – от англ. potato protein) пока не продвинулась дальше второго этапа, поэтому его потенциал как вегапротеина остается под вопросом. Тем не менее аминокислотный состав POP и его биодоступность дают надежду на положительный результат даль- нейших исследований.
Мировой промышленностью выпускаются все необходимые варианты протеинов картофеля:
164 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Рисунок 10. Среднее содержание белка (по оси ординат – % от веса исходного сырья) в различных источниках его получения и в скелетных мышцах человека (рассчитаны из оценки содержания азота специальным методом) (цит. по: Gorissen S.H.M. et al., 2018)
изолят (potato protein isolates – POPI), концентрат (POPC) и гидролизат (POPH).
Содержание белка и аминокислотный состав картофеля. По данным S.H.M. Gorissen и соавто- ров (2018), среди растительных протеинов белок картофеля имеет в исходном сырье самые высо-
кие показатели процентного содержания наравне с гороховым, пшеничным, соевым белками и бел- ком коричневого риса со средним значением, близ- ким к 80% (рис. 10). При этом у молочных белков этот показатель составляет для whey-протеина
72–84%, для казеина – 67–78%.
Сравнительный аминокислотный профиль и содержание незаменимых аминокислот в натив-
ном белке картофеля. Оценка аминокислотного состава РОР была сделана в работе T. He и соав- торов в 2013 г. Как видно из данных таблицы 43, содержание ВСАА (лейцин+изолейцин+валин) в составе высокомолекулярной фракции изоля- тов РОР (HMW) составляет 180 мг×г –1 белка, для низкомолекулярной фракции – 198 мг×г –1 белка, для белка сои – 176 мг×г –1 белка, белка гороха – 179 мг×г –1 белка, whey-протеина – 229 мг×г –1 белка.
По данным S.H.M. Gorissen и соавторов (2018),
по суммарному содержанию незаменимых ами-
нокислот РОР уступает только молочным белкам (WP и казеину), превосходя все растительные про- теины (рис. 11).
Среди незаменимых аминокислот РОР инте- ресен профиль ВСАА (рис. 12): очень высокое содержание валина (выше уровня в молочных белках), высокое – изолейцина (уступает только WP, но превосходит казеин), достаточное (равное казеину) содержание лейцина.
Показатели ЕАА в общем количестве амино- кислот составляют: протеин картофеля – 37%, казеин – 34%, WP – 43%, яичный белок – 32%,
в то время как у большинства других растительных белков (исключая белок гороха) этот показатель существенно ниже. Отличительной особенно-
стью аминокислотного профиля РОР является второе по величине после WP содержание трео- нина; достаточное в соответствии с нормативами WHO/FAO/UNU содержание лизина (уступает только молочным белкам); достаточное в соответ- ствии с нормативами WHO/FAO/UNU содержание
Глава 4. Протеины |
165 |
|
|
|
|
Таблица 43. Количественный аминокислотный состав двух фракций изолятов белка картофеля в сравнении с референтными белками (цит. по: He T. et al., 2013)
|
|
|
|
|
|
|||
|
Аминокислоты |
|
|
Содержание аминокислот, мг×г –1 |
|
|||
|
HMW |
LMW |
|
WP |
Казеин |
Белок сои |
Белок гороха |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изолейцин |
39 |
45 |
|
55 |
58 |
48 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лейцин |
97 |
88 |
|
122 |
101 |
80 |
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лизин |
67 |
65 |
|
112 |
83 |
63 |
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метионин |
25 |
13 |
|
23 |
30 |
14 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цистеин |
7 |
23 |
|
30 |
4 |
12 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фенилаланин |
55 |
59 |
|
36 |
54 |
52 |
** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тирозин |
55 |
52 |
|
37 |
58 |
38 |
** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Треонин |
66 |
44 |
|
45 |
46 |
37 |
39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Триптофан |
10 |
14 |
|
27 |
14 |
11 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Валин |
44 |
65 |
|
52 |
74 |
48 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гистидин |
18 |
14 |
|
22 |
32 |
25 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания: HMW – высокомолекулярная фракция изолята белка картофеля; LMW – низкомолекулярная фракция изолята белка картофеля; WP – whey-протеин; цифры отражают содержание аминокислоты в мг в 1 грамме белка. * – цистеин + метионин = 21; ** – фенилаланин + тирозин = 93.
Рисунок 11. Среднее содержание незаменимых аминокислот (ЕАА в % от общего количества аминокислот) в протеинах различного происхождения и скелетном мышечном белке человека. Бесцветные столбики – белки растительного происхождения, серые – молочные белки, черный столбик – белок мышц человека. Горизонтальная прерывистая линия – линия «отсечения», т.е. уровень требований к содержанию аминокислот в белке для питания взрослых лиц, установленный Экспертным консультативным советом WHO/FAO/UNU (цит. по: Gorissen S.H.M. et al., 2018)
166 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
А
В
С
Рисунок 12. Среднее содержание ВСАА (в % от общего количества аминокислот) в протеинах различного происхождения и скелетном мышечном белке человека. А – график для лейцина. В – график для изолейцина. С – график для валина. Бесцветные столбики – белки растительного происхождения, серые – молочные белки, черный столбик – белок мышц человека. Горизонтальная прерывистая линия – линия «отсечения», т.е. уровень требований к содержанию аминокислот в белке для питания взрослых лиц, установленный Экспертным консультативным советом WHO/FAO/UNU (цит. по: Gorissen S.H.M. et al., 2018)
Глава 4. Протеины |
167 |
|
|
|
|
метионина и гистидина; и только по фенилаланину РОР уступает другим белкам.
Показатели перевариваемости и фармакоки- нетики белка картофеля. Показатели PDCAAS
нативного белка картофеля, полученного методом термической коагуляции, составляют 77–99%, что
соответствует этому показателю для животных протеинов мяса, белка яйца и изолята раститель- ного протеина – соевого (Peksa А., 2006; Peksa А. et al., 2009, 2014).
Современные формы протеинов картофеля.
Усилия по созданию протеинов картофеля с повы-
шенной биодоступностью привели к появлению коммерческих форм, показатели которых, напри- мер, Solanic®, близки к таковым у WP и яичного белка, а среди растительных белков занимают в этом плане первое место. Solanic®100 Avebe пред- ставляет собой 100-процентный растительный протеин, сбалансированный по аминокислотному составу, с высоким содержанием незаменимых аминокислот и показателем PDCAAS, равном 104%,
иDIAAS – 102%, что сопоставимо с аналогичными
показателями молочных белков и значительно выше одного из лучших по этим показателям белка гороха (64–80%) (рис. 10, 11, 12, 14, 15).
Весьма показательными явились сравнитель-
ные перекрестные РДСПКИ фармакокинетики переваривания высокомолекулярных (HMW)
инизкомолекулярных (LMW) фракций изолятов протеинов картофеля (He Т. et al., 2013) в сравне- нии с референтными белками в условиях in vitro
иin vivo. Однократный прием разовой дозы 20 г белка картофеля здоровыми лицами (n=8) пока- зал, что ряд протеинов можно выстроить по мере
убывания скорости переваривания в следующем порядке: whey-протеин; соевый белок; гороховый белок; HMW; казеин и LMW. Соответственно, пики концентрации в плазме крови были макси- мальными для WP. Прием HMW и LMW сопрово-
ждался средним по интенсивности или медленным
нарастанием концентраций аминокислот в плазме крови соответственно. Фармакокинетический про- филь HMW был сходен с казеином, что позволяет отнести HMW к т. н. «медленным» белкам.
Отличительной (от всех молочных белков) чер- той фармакокинетики HMW и LMW фракций бел-
ков картофеля является отсутствие после их приема внутрь каких-либо изменений уровней глюкозы
иинсулина в плазме крови, что присуще whey-про- теинам и казеину. Таким образом, изоляты белка картофеля в любой их форме – протеины выбора при проблемах, связанных с нарушениями угле- водного и жирового обмена.
Очень важно, что белок картофеля сочетает
высокую перевариваемость в ЖКТ без развития дискомфорта, постепенное нарастание сыворо-
точных концентраций аминокислот и длительное поддержание достигнутого уровня аминокислот (включая ВСАА) в плазме крови после однократ- ного и курсового приема, низкий инсулиновый
ответ и сохранение стабильной концентрации глюкозы в плазме крови. Такой спектр (профиль)
фармакологического действия белка картофеля наиболее удобен для нутритивно-метаболической поддержки в циклических видах спорта, требу- ющих повышенной выносливости, а также при наличии метаболического синдрома. Кроме того, РОР, поскольку он не сворачивается под влиянием соляной кислоты желудка, может использоваться в составе как предтренировочных продуктов, так
идля ускорения процесса восстановления после нагрузок.
Гидролизат белка картофеля. Гидролизованная форма (POPH) дает наибольшую концентрацию
коротких пептидов и аминокислот по сравнению с концентратами и изолятами. В работе A. Peksa
иJ. Miedzianka (2014) проводилась оценка амино- кислотного состава изолятов РОР (термическая коагуляция сока картофеля при 80°С), подвергну-
тых энзиматическому расщеплению комбинацией
168 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Рисунок 13. Схема получения Solanic® методом коагуляции
Рисунок 14. Содержание незаменимых аминокислот, ВСАА (лейцин + изолейцин + валин) и лейцина в Solanic® 100
Глава 4. Протеины |
169 |
|
|
|
|
Рисунок 15. Показатели DIAAS (%) в Solanic® 100 и протеинах сравнения: DIAAS = показатель меры участия незаменимых аминокислот в физиологических процессах (от англ. Digestible Indispensable Amino Acid Score); указанные значения DIAAS основаны на схеме оценки подсчета незаменимых аминокислот «Child» в соответствии с рекомендациями экспертов FAO (пищевая и агрономическая Организация ООН), документ 92 (2013)
Рисунок 16. Линейка продуктов Solanic® 100
170 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Рисунок 17. Иллюстрация к пищевой добавке Solanic®100 Avebe (не носит рекламного характера, а лишь дает информацию о производителях и распространителях, имеющих на сегодня эксклюзивные права на продукт)
эндопептидазы (Alcalase) и экзопептидазы (Flavourzyme); при этом глубина гидролиза дости- гала 70%. Содержание белка в полученных образ- цах (высушенный материал) в среднем составляло 80%. Относительные показатели аминокислотного состава гидролизованных РОР (РОРН) в процентах от общего содержания аминокислот (округленные средние значения): АК всего – 100%; незаменимые АК – 55%; ВСАА – 23,3% (лейцин – 10,7%; изолей-
цин – 5,7%; валин – 6,9%); метионин + цистеин – 4,2%; фенилаланин + тирозин – 12,8%; лизин – 9%; аргинин – 5,4%. Это свидетельствует о высоких
питательных свойствах данных форм протеинов картофеля, что делает целесообразным их даль- нейшее исследование в дизайне РДСПКИ в спорте, фитнесе и клинической медицине. Производители данной формы протеинов белка, в соответствии с имеющимися данными литературы, полагают,
что Solanic®100 Avebe может стать «белком № 1» среди растительных протеинов, применяемых в подготовке спортсменов.
4. Другие растительные белки
Протеины риса. Поскольку по содержанию лейцина – основной аминокислоты, необходимой для проявлений эргогенных свойств протеина, растительные белки значительно уступают живот- ным белкам (6–8% против 8–11% соответственно),
то в процессе производства лейцин добавляют в состав смесей. Это несколько уравнивает шансы обоих типов протеинов, но требует доказательств равной клинической эффективности. Рисовый белок, как и белок гороха, относится к протеинам с так называемой «средней» скоростью перевари- вания и имеет очень низкий аллергенный потен- циал, что является плюсом по сравнению с WP.