3 курс / Гигиена / Sportivnaya_nutritsiologia

С точки зрения спортивной нутрициологии все заменимые и незаменимые аминокислоты важны в поддержании физической формы и общего здо- ровья, поскольку участвуют в синтезе эндогенных белков (т. е. являются протеиногенными). В то же

время дополнительный прием пищевых добавок отдельных аминокислот или их комбинаций, осно- ванный на эмпирических и научных данных, имеет разный вес в плане НМП спортсменов. С этих

позиций на сегодняшний день доминирующими являются аминокислоты с разветвленной цепью (лейцин, изолейцин и валин), объединенные общим названием ВСАА (Branched Chain Amino Acid),

а также аргинин, карнитин, таурин и глутамин. О последней аминокислоте и ее дипептидах под- робно рассказывается в главе 5, об остальных речь пойдет ниже.

Аминокислоты с разветвленной цепью

Позиция Международного общества спортив- ного питания (ISSN position stand) состоит в том, что аминокислоты с разветвленной цепью, тради- ционно в спортивно-медицинской, фармакологиче- ской и нутрициологической литературе называе- мые коротко «BCAA» (от английской аббревиатуры

Branched Chain Amino Acids), даже при однократном

приеме стимулируют синтез протеинов и ресинтез гликогена, отдаляют начало развития утомления,

помогают поддерживать ментальные функции при аэробных физических нагрузках. ISSN делает заключение, что потребление BCAAs (в дополнение к углеводам) перед, в процессе и после трениро-

вочных нагрузок рекомендуется как безопасное и эффективное (уровень доказательности «А»,

наивысший). (Campbell B. et al., 2007; Kreider R.B. et al., 2010). Однако один из главных вопросов заключается в том, целесообразен ли дополни- тельный прием ВСАА в чистом виде, если посту-

пление в организм этих незаменимых аминокислот

всоставе высококачественных белков (например, whey-протеинов) способно обеспечить потребность

вэтих аминокислотах в покое и при физических нагрузках. Ряд экспертов считает, что дополнитель- ный прием ВСАА (плюс к ВСАА-составляющей белков) целесообразен только в ситуациях очень

интенсивных и пролонгированных физических нагрузок (см. в конце данного подраздела), когда поступление ВСАА (особенно лейцина) из высоко- качественных протеинов в рамках сбалансирован-

ной диеты недостаточно для покрытия потребности

внезаменимых аминокислотах.

Ключевая роль ВСАА в синтезе мышечных бел-

ков впервые доказана в экспериментальной работе

P.J. Garlick и I. Grant еще в 1988 г. Они показали

равный эффект в отношении синтеза мышечного белка потребления всех незаменимых аминокислот вместе и ВСАА в отдельности.

ВСАА в составе белков как критерий качества протеина. Количественный состав ВСАА и их соотношение в белках – важный показатель для протеинов, применяющихся в спорте. С этой точки зрения различные формы whey-протеина (WP)

на сегодняшний день считаются оптимальными (см. подробнее в главе 5). В то же время дополни-

тельное введение ВСАА в состав готовых форм протеинов из разных источников – современная стратегия производства, уравнивающая в той или иной степени такие формулы с WP.

Метаболизм ВСАА при поступлении в орга-

низм в составе белков. В процессе переваривания белков в ЖКТ они, как известно, расщепляются на большие белковые молекулы, которые затем

втонком кишечнике под воздействием протеаз панкреатического сока образуют менее длинные пептиды. По мере прохождения по тонкому кишеч- нику пептиды распадаются на «легкие» пептиды (несколько аминокислот в цепочке), а в финаль- ной стадии переваривания под действием пепти- даз – на отдельные аминокислоты. Аминокислоты и ряд «легких» пептидов активно абсорбируются

встенке кишечника специфическими транспорте- рами, циркулируют в кровяном русле и попадают

впечень. Окисление ВСАА в печени приводит к образованию оксо-кетокислот – специфической формы ВСАА. Это означает, что базовые ВСАА не подвергаются прямому метаболизму в печени: наибольшой процент ВСАА окисляется в мышеч- ной ткани и небольшой – в жировой. Таким обра- зом, ВСАА проявляют органоспецифические свой- ства в отношении скелетных мышц.

Метаболизм ВСАА при экзогенном пероральном поступлении в организм. Уже при прохождении через ЖКТ (еще до поступления в кровоток) ВСАА включаются в метаболические процессы в эпите-

лии тонкого кишечника под влиянием двух типов трансаминаз и дегидрогеназы длинноцепочечных альфа-кетокислот. В эксперименте показано, что около 30% от всего потребленного лейцина извле- кается из кишечного содержимого во время пер- вого прохождения пищи. Из этого количества 55% подвергается трансаминированию, а 45% – идет на синтез белка. У человека 20–30% экзогенно

введеного лейцина утилизируется в кишечнике во время первого прохождения (Wu G., 1998). При-

мерно такие же цифры характеризуют снижение объемов изолейцина и валина, направляемые на всасывание и поступление в кровоток, из-за поглощения эндотелием ЖКТ (30–40% от приня- того внутрь количества).

ВСАА могут поступать в организм в составе различных белков. Соответственно, их количе- ство в белке, скорость высвобождения из него

впроцессе пищеварения во многом определяют динамику всасывания в кишечнике и поступление

вциркуляторное русло. С другой стороны, когда речь идет о спортивном питании, источниками ВСАА являются гидролизаты, изоляты и концен- траты протеинов (в первую очередь whey-проте- инов – WPH, WPI, WPC), а также другие транс-

формированные формы белков с их пептидами различной величины и составы, где ВСАА пред- ставлены уже свободными аминокислотами. Соот- ветственно, использование конкретного источника ВСАА предполагает знание фармакокинетики каж- дого конкретного продукта. Недопустимым явля-

ется прямое сравнение ценности того или иного источника ВСАА только по их количественному содержанию в продукте, особенно сопоставление с ВСАА в виде отдельного аминокислотного комп- лекса. Экзогенное поступление ВСАА в чистом виде (включая их добавки в белковых комплексах)

уже имеет преимущество перед потреблением белка, поскольку переваривание белка и высво- бождение из него ВСАА требует энергетиче-

ского и субстратного (ферментного) обеспечения и времени. Кроме того, в процессе переваривания высвобождаются не только ВСАА, но и другие аминокислоты, которые для транспортных белков

встенке кишечника являются в определенной сте- пени конкурентными продуктами. Транспортеры могут иметь неизбирательный характер.

Ключевыми моментами при оценке абсорбции ВСАА в составе белков являются следующие: во-первых, ВСАА абсорбируются быстрее, чем аминокислоты с меньшей длиной цепи; во-вто- рых, незаменимые аминокислоты абсорбируются быстрее, чем заменимые.

Вработе M.M. Farnfield и соавторов (2009) про-

слежена динамика концентраций аминокислот

вплазме человека после перорального приема раз- личных фракций whey-протеина. Это прямой инди- катор поступления ВСАА, потребляемых в составе белков, позволяющий сравнивать разные белки для применения в спортивной и клинической медицине. WP в процессе производства фракционируются с образованием пептидов различного размера. Такие изменения состава WP могут оказывать вли-

яние на скорость и объем абсорбции аминокислот

вЖКТ и, в конечном счете, изменять синтез белка

ворганизме. В рутинной практике спортивных вра- чей принято описывать WP как «быстрый» (быстро всасывающийся) белок (подчеркивая «медленный» характер всасывания аминокислот казеина), однако точных данных о скорости поступления аминокис- лот из WP при применении его различных форм

вбольшинстве работ не приводится. Поэтому целью работы M.M. Farnfield и соавторов была оценка аминокислотного «ответа» плазмы крови на пероральный прием нескольких наиболее попу- лярных форм WP: b-лактоглобулинобогащенного WP (BLG), whey-протеина изолята и гидролизован- ного whey-протеина изолята (H-WPI или WPI-H).

Фармакокинетическое исследование выполнено на 8 здоровых взрослых субъектах (четыре жен-

щины и четверо мужчин, средний возраст 27 лет, рост 170 см, масса тела 72 кг, индекс массы тела ИМТ – 23,2 кг×см –2). Как видно из таблицы 47, аминокислотный состав потребляемых белко-

вых смесей по суммарному показателю ВСАА был практически идентичен, как и по изолейцину

ивалину. Небольшое превышение концентрации лейцина (около 10%) над его концентрацией в дру- гих смесях отмечено у BLG.

Все три протеиновых напитка, употребленные в объеме 500 мл, вызывали значительное повыше-

ние концентрации аминокислот в плазме крови по сравнению с контролем. Динамика измене-

ний концентрации АК была одинаковой во все

временны́е отрезки после приема WPI и BLG.

Однако уровень лейцина и ВСАА в целом в плазме при приеме BLG в период между 45 и 120 мину- тами был достоверно выше (лейцин – максимум 40–42 мкг×мл –1 для BLG и 35–37 мкг×мл –1 для WPI; ВСАА – максимум 80–85 мкг×мл –1 для BLG

и70–75 мкг×мл –1 для WPI) по сравнению с приемом WPI-H (лейцин – не более 20–22 мкг×мл –1, ВСАА – не более 48–50 мкг×мл –1). Таким образом, динамика изменений концентраций и площадей под кри- выми «время – концентрация» (AUC) показывает такую последовательность (по мере увеличения высвобождения АК): BLG > WPI > WPI-H. Даже к 120 минуте после приема напитков сохранялась повышенная концентрация лейцина для исследо- ванных напитков, которая составила 25 мкг×мл –1

для BLG, 18 мкг×мл –1 – для WPI и 15–16 мкг×мл –1 – для H-WPI.

Эти данные показывают, что WPI и особенно BLG обеспечивают в 1,5–2 раза более мощный подъем концентраций ВСАА (и лейцина в част- ности) в плазме крови с 30 по 90 мин после перо- рального приема по сравнению с H-WPI. В то же время до 30-й минуты включительно различий между тремя смесями (напитками) не отмечалось.

В контрольной группе существенных изменений

концентрации АК в плазме крови не выявлено. Таким образом, несмотря на практически полную

идентичность количественного содержания ВСАА (в том числе лейцина) в разных формах WP, обес-

печение поступления ВСАА в организм может различаться в 2 раза.

Проведенные исследования позволили сделать очень важный в практическом плане вывод: про- гностическая оценка пищевой ценности и эффек- тивности протеинового источника ВСАА (и лей- цина в частности) должна строиться не только

на основе количественного содержания ВСАА

впротеине, но и на основе фармакокинетики ВСАА после приема данного протеина.

Однако проблемы с выбором WP для адекват- ного обеспечения ВСАА на этом не заканчиваются. Исходный WP различных производителей суще- ственно отличается по количественным показате- лям состава, что связано как с характеристиками молочного сырья (сыворотки), так и с добавлением

вконечный продукт дополнительного количе- ства ВСАА (характерно для ряда американских

WP-комплексов). В работе C.C. Almeida и соав- торов (2015) очень наглядно показаны различия

ваминокислотном составе WP, произведенных

вСША и Бразилии (табл. 48).

Как видно из данных таблицы 48, различия

по основным АК из группы ВСАА достигают целого порядка, что обусловлено не только каче- ством молочного сырья, но и направленным добав- лением ВСАА в некоторые конечные продукты, произведенные в США, для усиления анаболиче- ского действия ВСАА на синтез мышечных белков.

Еще один момент, затрудняющий прогностиче- скую оценку, состоит в том, что примерно в 40%

продукции из США содержание белка было ниже заявленного на этикетке, в то время как в продук- тах из Бразилии в 70% случаев отмечено совпа-

дение декларируемого и реального содержания белка. Сходные результаты получены в незави-

симой частной лаборатории Consumer Lab (2014), специализирующейся на оценке качества пище- вой продукции: из 24 коммерческих форм WP, произведенных в США, 31% не соответствовал заявленному количеству белка, а следовательно, и аминокислот.

ВСАА из других протеиновых источников.

Природные растительные белки по своему ами- нокислотному составу проигрывают WP. Однако

в процессе производства они могут дополнительно обогащаться незаменимыми (особенно ВСАА) АК таким образом, что их состав в значительной мере приближается к составу WP (табл. 49).

Сходным образом при изготовлении конечной формы современных животных протеинов осу- ществляется их обогащение ВСАА. Примером

может служить одна из последних разработок компании «Dymatize» – «Dymatize Nutrition Elite

мышц это касается особенно, поскольку пул сво- бодных аминокислот в скелетных мышцах – 75%.

ВСАА также могут конвертироваться в мышцах в L-аланин или L-глутамин. Две последних ами-

нокислоты в процессе гликонеогенеза в печени могут превращаться в глюкозу. Лейцин также

непосредственно стимулирует синтез протеинов за счет своей сигнальной роли (увеличивает посту- пление аминокислот внутрь клеток). BCAA при приеме в виде свободных аминокислот разделя- ется на фракцию, идущую в печень и кишечник, а также фракцию, поступающую прямо в кровоток. Пищевые добавки ВСАА в свободной форме спо-

собствуют быстрому повышению концентрации этих незаменимых аминокислот в плазме крови. Этот факт надо помнить, когда спортивный врач рассчитывает время, дозу и форму поступления

ВСАА в организм для решения определенной тренировочной задачи: ВСАА в связанной форме

(в составе диеты или в составе WP) обеспечит отно- сительно медленное, но длительное поступление ВСАА в мышцы; ВСАА в чистом виде – быстрое, но кратковременное анаболическое действие. Роль

этого фактора становится особенно важной при снижении запасов гликогена в мышцах и/или при ограничении поступления углеводов в орга- низм в целом (например, низкоуглеводная диета). Пищевые добавки BCAA эффективны при приеме как до, так и после тренировок. Хотя роли лей- цина отводится ведущее место в этих процессах,

большинство экспертов считает прием данной аминокислоты в составе комплекса ВСАА более эффективным.

Клинические исследования эргогенных свойств ВСАА и влияния на восстановление после физиче-

ских нагрузок. Суммарные данные исследования эргогенных свойств ВСАА (или лейцина в отдель- ности) представлены в таблице 50.

В соответствии с позицией ISSN (Kreider R.B. et al., 2010) и с точки зрения доказательной меди- цины, ВСАА входят в группу стимуляторов набора мышечной массы (категория «А» – незаменимые аминокислоты в целом – ЕЕА, категория «В» – ВСАА) и в группу веществ, повышающих физи- ческую подготовленность (категория «В» – ЕЕА и ВСАА). Аналогичным образом ВСАА как веще- ства, обладающие эргогенным действием, вклю-

чены во все современные классификации средств НМП спортсменов.

Теория «центральной» и «периферической» усталости» и влияние ВСАА. Усталость (утомле-

ние) при длительных физических нагрузках насту- пает обычно в течение первого часа. При высоко- интенсивных коротких (2–7 мин) упражнениях

с постоянным изменением направления движений она развиваются преимущественно в быстрых мышечных волокнах, в отличие от медленного типа волокон. Поскольку активация мышц обусловлена центральными (сигналы из ЦНС) и перифери- ческими (нервно-мышечная передача, реакция непосредственно мышечной ткани) механизмами, то и усталость (истощение) делится на перифериче- скую и центральную. Центральная усталость свя-

зана с повышением нейромедиаторов в различных структурах мозга, в первую очередь серотонина,

образующегося из аминокислоты триптофана

(Newsholme Е.А., Blomstrand Е., 2006). Перифе-

рическая усталость, в отличие от центральной, связана с истощением метаболических возмож- ностей мышц и медиаторов нервно-мышечной передачи (Wildman R.E.C., 2004).

Важным положительным свойством ВСАА, дополняющим спектр их эргогенного действия, является способность снижать субъективное чув- ство усталости и отодвигать порог возникнове-

ния чувства полного истощения при длительных сверхинтенсивных тренировках. Превентивный

прием ВСАА до нагрузки улучшает психомоторное

состояние спортсмена, что отражается, в частности,

вукорочении времени реакции (Mikulski Т. et al., 2002). Доза ВСАА 7 г за час до нагрузки у муж- чин-футболистов укорачивает время реакции при- мерно на 10% до и после тренировки (Wisnik Р. et al., 2011), что является показателем снижения центральной усталости. ВСАА подавляют увели- чение концентрации лактата и его высвобожде- ние в мышцах в процессе физической нагрузки, увеличивают лактатный порог (MacLean D.A. et al., 1996; Matsumoto К. et al., 2009). Механизмом

такого действия ВСАА считается торможение метаболизма триптофана и снижение содержания серотонина в ЦНС.

Влияние ВСАА на мышечные повреждения

вусловиях постоянных нагрузочных тренировок.

Как известно, усиленные тренировки, особенно с отягощениями, вызывают микроповреждения волокон скелетных мышц. Эти микротравмы тем сильнее, чем больше и продолжительнее нагрузки. При отсутствии должного восстановления микро-

повреждения накапливаются и могут переходить

вхроническую фазу, ограничивая возможности спортсмена (Howatson G., van Someren K.A., 2008).

В связи с этим важной характеристикой нутри- ента, применяемого в спорте, является, наряду с эргогенным действием, способность преду-

преждать и уменьшать мышечные повреждения (EIMD), вызывающие временное снижение мышеч- ной силы, повышающие пассивное напряжение мышц и отсроченную их болезненность (DOMS).

С этих позиций ВСАА рассматриваются рядом авторов в качестве перспективного направления предупреждения и снижения проявлений EIMD

и DOMS (Nosaka K. et al., 2006; Shimomura Y. et al., 2006). Основой для такого подхода являются данные о механизмах действия ВСАА и, в первую очередь лейцина, описанные выше: угнетение реакций про- теолиза в мышечных структурах; образование в про- цессе деаминирования альфа-кето-изокапроата,

угнетающего активность комплекса ВСКDH

и ряд других (Harris R.A. et al., 2005; Hutson S.M. et al., 2005; Zanchi N.E. et al., 2008). В обзорной работе C.R. da Luz и соавторов (2011) суммиро-

ваны результаты исследований влияния пищевых добавок ВСАА на развитие мышечных повреж- дений при физических нагрузках. Практически

во всех исследованиях получены положительные результаты (табл. 51). Y. Shimomura и соавторы (2009) использовали однократный прием ВСАА (5,5 г ВСАА с одним граммом зеленого чая) за 15 мин до выполнения серии упражнений (7 под-

ходов по 20 приседаний) с оценкой концентраций свободных аминокислот в сыворотке крови у моло- дых нетренированных женщин. В плацебо-группе

отмечалось значительное снижение концентраций ВСАА, в то время как в опытной группе эти пока- затели были в 2,2 раза выше. Авторы считают,

что такие различия связаны со способностью пищевых добавок предотвращать процесс окис- ления ВСАА под влиянием физической нагрузки.

В другой работе этих же авторов при аналогичных условиях проведения эксперимента обнаружена способность ВСАА на 45% отодвигать пик времени