6 курс / Диетология и нутрициология / Спортивная_нутрициология_Дмитриев_А_В_,_Гунина_Л_М

С точки зрения спортивной нутрициологии все заменимые и незаменимые аминокислоты важны в поддержании физической формы и общего здоровья, поскольку участвуют в синтезе эндогенных белков (т. е. являются протеиногенными). В то же время дополнительный прием пищевых добавок отдельныхаминокислотилиихкомбинаций, основанныйнаэмпирическихинаучныхданных, имеет разный вес в плане НМП спортсменов. С этих позиций на сегодняшний день доминирующими являются аминокислоты с разветвленной цепью (лейцин, изолейцинивалин), объединенныеобщим названием ВСАА (Branched Chain Amino Acid),

а также аргинин, карнитин, таурин и глутамин. О последней аминокислоте и ее дипептидах подробнорассказываетсявглаве5, обостальных речь пойдет ниже.

Аминокислоты с разветвленной цепью

Позиция Международного общества спортивного питания (ISSN position stand) состоит в том, что аминокислоты с разветвленной цепью, тради- ционновспортивно-медицинской, фармакологической и нутрициологической литературе называемыекоротко«BCAA» (отанглийскойаббревиатуры

Branched Chain Amino Acids), дажеприоднократном

приеместимулируютсинтезпротеиновиресинтез гликогена, отдаляют начало развития утомления, помогают поддерживать ментальные функции при аэробных физических нагрузках. ISSN делает заключение, чтопотреблениеBCAAs (вдополнение к углеводам) перед, в процессе и после тренировочных 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 дополнительный прием ВСАА в чистом виде, если поступлениеворганизмэтихнезаменимыхаминокислот

всоставе высококачественных белков (например, whey-протеинов) способнообеспечитьпотребность

вэтих аминокислотах в покое и при физических нагрузках. Рядэкспертовсчитает, чтодополнительный прием ВСАА (плюс к ВСАА-составляющей белков) целесообразен только в ситуациях очень интенсивных и пролонгированных физических нагрузок (см. в конце данного подраздела), когда поступлениеВСАА(особеннолейцина) извысококачественных протеинов в рамках сбалансированнойдиетынедостаточнодляпокрытияпотребности

внезаменимых аминокислотах.

КлючеваярольВСААвсинтеземышечныхбелков впервые доказана в экспериментальной работе

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

равный эффект в отношении синтеза мышечного белкапотреблениявсехнезаменимыхаминокислот 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, применяющихсявспорте. Сэтойточки зрения различные формы whey-протеина (WP) на сегодняшний день считаются оптимальными (см. подробнее в главе 5). В то же время дополнительное 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. Померепрохожденияпотонкомукишечнику пептиды распадаются на «легкие» пептиды (несколько аминокислот в цепочке), а в финальной стадии переваривания под действием пептидаз – на отдельные аминокислоты. Аминокислоты и ряд «легких» пептидов активно абсорбируются

встенке кишечника специфическими транспортерами, 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 мышечной ткани и небольшой – в жировой. Таким образом, ВСААпроявляюторганоспецифическиесвойства в отношении скелетных мышц.

МетаболизмВСААприэкзогенномпероральном поступлении в организм. Уже при прохождении черезЖКТ(ещедопоступлениявкровоток) 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 извлекается из кишечного содержимого во время первого прохождения пищи. Из этого количества 55% подвергается трансаминированию, а 45% – идет на синтез белка. У человека 20–30% экзогенно введеного лейцина утилизируется в кишечнике вовремяпервого прохождения (Wu G., 1998). Примерно такие же цифры характеризуют снижение объемов изолейцина и валина, направляемые на всасывание и поступление в кровоток, из-за поглощения эндотелием ЖКТ (30–40% от принятого внутрь количества).

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

впроцессе пищеварения во многом определяют динамикувсасывания вкишечникеипоступление

вциркуляторное русло. С другой стороны, когда речь идет о спортивном питании, источниками ВСАА являются гидролизаты, изоляты и концентраты 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 представленыужесвободнымиаминокислотами. Соответственно, использованиеконкретногоисточника ВСААпредполагаетзнаниефармакокинетикикаждого конкретного продукта. Недопустимым является прямое сравнение ценности того или иного источника ВСАА только по их количественному содержанию в продукте, особенно сопоставление сВСААввидеотдельногоаминокислотногокомплекса. Экзогенное поступление ВСАА в чистом виде (включая их добавки в белковых комплексах) уже имеет преимущество перед потреблением белка, поскольку переваривание белка и высвобождение 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 в стенке кишечника являютсяв определенной степени 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.

В работе M.M. Farnfield и соавторов (2009) прослежена динамика концентраций аминокислот

вплазме человекапосле перорального приема раз- личныхфракцийwhey-протеина. ЭтопрямойиндикаторпоступленияВСАА, потребляемыхвсоставе белков, позволяющийсравниватьразныебелкидля применениявспортивнойиклиническоймедицине. WP в процессе производства фракционируются с образованием пептидов различного размера. ТакиеизменениясоставаWP могутоказыватьвлияние на скорость и объем абсорбции аминокислот

вЖКТ и, в конечном счете, изменять синтез белка

ворганизме. ВрутиннойпрактикеспортивныхврачейпринятоописыватьWP как«быстрый» (быстро всасывающийся) белок(подчеркивая«медленный» характервсасыванияаминокислотказеина), однако точныхданныхоскоростипоступленияаминокислот 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 популярных форм WP: b-лактоглобулинобогащенного WP (BLG), whey-протеинаизолятаигидролизован- 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 белковых смесей по суммарному показателю ВСАА был практически идентичен, как и по изолейцину

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

Все три протеиновых напитка, употребленные в объеме 500 мл, вызывали значительное повышение концентрации аминокислот в плазме крови по сравнению с контролем. Динамика изменений концентрации АК была одинаковой во все временны́е отрезки после приема WPI и BLG. ОднакоуровеньлейцинаиВСААвцеломвплазме при приеме BLG в период между 45 и 120 минутами 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 дляWPI) посравнениюсприемом WPI-H (лейцин– неболее20–22 мкг×мл –1, ВСАА– неболее48–50 мкг×мл –1). Такимобразом, динамика

изменений концентраций и площадей под кривыми «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 исследованных напитков, которая составила 25 мкг×мл –1

дляBLG, 18 мкг×мл –1 – дляWPI и15–16 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 частности) в плазме крови с 30 по 90 мин после перорального 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 идентичностьколичественногосодержанияВСАА (в том числе лейцина) в разных формах WP, обеспечение поступления ВСАА в организм может различаться в 2 раза.

Проведенные исследования позволили сделать очень важный в практическом плане вывод: прогностическая оценка пищевой ценности и эффективности протеинового источника ВСАА (и лейцина в частности) должна строиться не только

на основе количественного содержания ВСАА

впротеине, ноинаосновефармакокинетикиВСАА после приема данного протеина.

Однако проблемы с выбором WP для адекватногообеспеченияВСААнаэтомнезаканчиваются. Исходный WP различных производителей существенно отличается по количественным показателям состава, что связано как с характеристиками молочного сырья(сыворотки), такисдобавлением

вконечный продукт дополнительного количества ВСАА (характерно для ряда американских

WP-комплексов). В работе C.C. Almeida и соавторов (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 качествоммолочногосырья, ноинаправленнымдобавлением ВСАА в некоторые конечные продукты, произведенные в США, для усиления анаболическогодействияВСААнасинтезмышечныхбелков.

Ещеодинмомент, затрудняющийпрогностическую оценку, состоит в том, что примерно в 40% продукции из США содержание белка было ниже заявленного на этикетке, в то время как в продуктах из Бразилии в 70% случаев отмечено совпадение декларируемого и реального содержания белка. Сходные результаты получены в незави-

симой частной лаборатории Consumer Lab (2014), специализирующейся на оценке качества пищевой 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 аминокислотному составу проигрывают WP. Однако впроцессепроизводстваонимогутдополнительно 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 осуществляется их обогащение ВСАА. Примером может служить одна из последних разработок компании «Dymatize» – «Dymatize Nutrition Elite

мышц это касается особенно, поскольку пул свободных аминокислот в скелетных мышцах – 75%. ВСАА также могут конвертироваться в мышцах в L-аланин или L-глутамин. Две последних аминокислоты в процессе гликонеогенеза в печени могут превращаться в глюкозу. Лейцин также непосредственно стимулирует синтез протеинов засчетсвоейсигнальнойроли(увеличиваетпоступление аминокислот внутрь клеток). BCAA при приеме в виде свободных аминокислот разделяется на фракцию, идущую в печень и кишечник, атакжефракцию, поступающуюпрямовкровоток. Пищевые добавки ВСАА в свободной форме способствуют 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

(всоставедиетыиливсоставеWP) обеспечитотносительно медленное, но длительное поступление ВСАА в мышцы; ВСАА в чистом виде – быстрое, но кратковременноеанаболическое действие. Роль этого фактора становится особенно важной при снижении запасов гликогена в мышцах и/или при ограничении поступления углеводов в организм в целом (например, низкоуглеводная диета). Пищевые добавки BCAA эффективны при приеме как до, так и после тренировок. Хотя роли лейцина 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 отдельности) представлены в таблице 50.

В соответствии с позицией ISSN (Kreider R.B. et al., 2010) и с точки зрения доказательной медицины, ВСААвходятвгруппустимуляторовнабора мышечной массы (категория «А» – незаменимые аминокислоты в целом – ЕЕА, категория «В» – ВСАА) и в группу веществ, повышающих физическую подготовленность (категория «В» – ЕЕА и ВСАА). Аналогичным образом ВСАА как вещества, обладающие эргогенным действием, включены во все современные классификации средств НМП спортсменов.

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

ние) придлительныхфизическихнагрузкахнаступает обычно в течение первого часа. При высокоинтенсивных коротких (2–7 мин) упражнениях с постоянным изменением направления движений она развиваются преимущественно в быстрых мышечныхволокнах, вотличиеотмедленноготипа волокон. Поскольку активация мышц обусловлена центральными (сигналы из ЦНС) и периферическими (нервно-мышечная передача, реакция непосредственно мышечной ткани) механизмами, тоиусталость(истощение) делитсянапериферическую и центральную. Центральная усталость связана с повышениемнейромедиаторов 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 возможностей мышц и медиаторов нервно-мышечной передачи (Wildman R.E.C., 2004).

Важным положительным свойством ВСАА, дополняющим спектр их эргогенного действия, является способность снижать субъективное чувство усталости и отодвигать порог возникновения чувства полного истощения при длительных сверхинтенсивных тренировках. Превентивный приемВСААдонагрузкиулучшаетпсихомоторное

состояниеспортсмена, чтоотражается, вчастности, в укорочении времени реакции (Mikulski Т. et al., 2002). Доза ВСАА 7 г за час до нагрузки у муж- чин-футболистов укорачивает времяреакциипримерно на 10% до и после тренировки (Wisnik Р. et al., 2011), что является показателем снижения центральной усталости. ВСАА подавляют увеличение концентрации лактата и его высвобождение 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, чембольшеипродолжительнеенагрузки. При отсутствии должного восстановления микроповреждения накапливаются и могут переходить

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

В связи с этим важной характеристикой нутриента, применяемого в спорте, является, наряду с эргогенным действием, способность предупреждать и уменьшать мышечные повреждения (EIMD), вызывающиевременноеснижениемышечной 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). Основойдлятакогоподходаявляютсяданные омеханизмахдействияВСААи, впервуюочередь лейцина, описанныевыше: угнетениереакцийпротеолизавмышечныхструктурах; образованиевпроцессе деаминирования альфа-кето-изокапроата,