3 курс / Гигиена / Sportivnaya_nutritsiologia

Кинетика высвобождения аминокислот из белков

Для понимания и прогнозирования конечных эффектов различных протеинов в отношении орга-

нов и систем организма в условиях физических нагрузок необходимо иметь представление о судьбе аминокислот, содержащихся в протеинах, после приема внутрь. С этой целью L.M. Burke и соав- торами (2012) проведено два перекрестных РКИ: у нетренированных и тренированных лиц. В пер- вом исследовании (n=15, нетренированные лица после ночного голодания) осуществлялся прием 20 г

протеина различного происхождения (молоко, сое- вое молоко, мясо, яйца, жидкая пищевая добавка). Во втором исследовании (n=10, тренированные на выносливость спортсмены, прием пищи натощак) принимали 20 г протеина во время отдыха и после 60-минутной субмаксимальной нагрузки. Анали-

зировались биохимические показатели в плазме крови аминокислот в целом (ТАА), незаменимых аминокислот, ВСАА и лейцина через различные промежутки времени. Несмотря на то что площадь под кривой «время – концентрация ТАА» была схожей при приеме разных источников протеинов, пики концентрации ВСАА, ТАА, ЕАА и лейцина

достигаются значительно быстрее после приема молока (рис. 7), что еще раз доказывает преи- мущества whey-протеинов в плане поддержания мышечной деятельности. Фармакокинетические

параметры для протеинов из сои были значительно хуже по сравнению с другими источниками белка.

При анализе изменения концентраций амино- кислот у тренированных лиц после приема 20 г протеина получены изменения, приведенные на рис. 8.

Как видно из данных, приведенных на рисунках 7 и 8, несмотря на различия в динамике и пиках кон- центрации для аминокислот в целом, для наиболее важных аминокислот (ВСАА, в частности лейцина)

достоверных отличий при приеме протеина во время периода отдыха или после нагрузки не выявлено.

Эффективность применения протеинов в разных видах спорта

Тяжелая атлетика (силовые тренировки).

В 2012 г. в журнале ISSN была опубликована обзор- ная статья M. Stark и соавторов, посвященная ана-

лизу работ влияния протеинов на мышечную силу и гипертрофию мышц в силовых видах спорта. Как известно, для достижения максимальной мышечной гипертрофии тяжелоатлеты нужда- ются в потреблении протеинов в дозе 1,2–2,0 г×кг –1 массы тела в день и более 44–50 ккал×кг –1 массы тела в день (Phillips S.M., 2004; Campbell B. et al., 2007), что в 1,5–2,5 раза выше норм, рекомендо- ванных для обычной популяции. Наиболее часто используемыми белками в тяжелой атлетике явля- ются белки молока и сои. Важным показателем

для белков является содержание лейцина, который

внаибольшей степени стимулирует синтез белка. Необходимо примерно 3–4 г лейцина на порцию принимаемых экзогенных протеинов для макси-

мальной активности процесса синтеза эндогенных белков. В плане эффективности в силовых видах спорта (работа с различными весами и режимами силовых тренировок) исследовались разные типы

протеинов и различные временные параметры их назначения. В целом пищевые добавки протеинов

впре- и постнагрузочных периодах увеличивают физическую готовность тяжелоатлетов, ТМТ, уско- ряют восстановление после тренировок, усили- вают мышечную гипертрофию, силу и мощность

мышц (Cribb P., Hayes А., 2006; Verdijk L. et al., 2009; Hoffman J. et al., 2009, 2010; Tang J. et al., 2009; Josse A. et al., 2010). В то же время прирост пока-

зателей физической и функциональной подготов- ленности атлетов существенно различается в зави- симости от типа протеинов и их количества. Так, применение whey-протеинов увеличивает мышеч- ную силу, в то время как казеин таким эффектом не обладает (Verdijk L. et al., 2009). Дополнение

белка креатином увеличивает эргогенное действие в отношении силы и ТМТ (Cribb P., Hayes А., 2006).

Для тяжелоатлетов, несмотря на общее положение

о целесообразности равномерного распределения приема протеинов в течение дня, более эффектив-

ным в отношении белков молочной сыворотки является прием после нагрузки, что приводит к уве- личению силы, ТМТ, мышечной гипертрофии и снижению жировой массы (Rankin J. et al., 2004; Hartman J. et al., 2007; Wilkinson S. et al., 2007).

Белки молочной сыворотки имеют безусловное

преимущество перед соевыми белками в плане увеличения ТМТ и развития мышечной массы

(Hartman J. et al., 2007; Wilkinson S. et al., 2007).

Небольшое количество работ было посвящено применению незаменимых аминокислот в раз- личные периоды до, во время и после тренировок силовой направленности (Tipton K. et al., 2001, 2007). Авторы выявили бóльшую эффективность ЕАА для процесса синтеза эндогенных протеи- нов при приеме перед силовой тренировкой, чем после нее. Однако эти результаты не подтвердились при использовании приема whey-протеинов, кото- рые, как уже отмечалось, наиболее богаты ЕАА (особенно ВСАА). Однократный прием протеина

приводит к увеличению анаболизма в течение примерно трех часов с пиком на 45–90 мин с после- дующим падением, даже несмотря на повышенное содержание аминокислот в крови. Эти данные

свидетельствуют о существовании ограниченного во времени «анаболического окна». Авторы делают вывод, что в силовых видах спорта в частности

ив период силовых тренировок в целом идеальным является постнагрузочный прием пищевых доба- вок с whey-протеинами (с содержанием лейцина 3–4 г на порцию), которые быстро всасываются в кишечнике в виде коротких («легких») пептидов

иаминокислот, обеспечивая максимизацию MPS. В комбинации с «быстрыми» углеводами (мальто- декстрин или глюкоза) whey-протеины усиливают свое анаболическое действие, поскольку действие

лейцина в отношении синтеза эндогенного белка требует увеличения присутствия инсулина. Поэ- тому прием комбинации белков молочной сыво- ротки (изоляты, концентраты и гидролизаты WP)

иуглеводов после силовой тренировки чрезвы-

чайно широко используется для увеличения ТМТ

иявляется более эффективным, чем отдельный прием протеинов. В противоположность этому, незаменимые аминокислоты (в частности ВСАА)

в отдельности в комбинации с глюкозой наиболее

эффективен в плане стимуляции синтеза эндо- генных белков при приеме до силовых нагрузок.

Циклические виды спорта, требующие прояв- ления скоростной выносливости (бег на длинные дистанции, марафонский бег, шоссейные велогонки и др.). Расчет ежедневных потребностей в протеи- нах для спортсменов в видах спорта, требующих повышенной выносливости, производится, исходя из следующих принципов (Fink H.H. et al., 2011):

• Продолжительность и интенсивность тре- нировок: для любителей достаточно 1,1–1,4 г×кг –1 в день; для высококвалифицированных спортс- менов с ежедневными интенсивными трениров-

ками прием протеина должен составлять не менее 1,8–2 г×кг –1 в день.

•В зависимости от специальных целей контроля веса: 1) в программах снижения массы тела для

увеличения скорости движения по дистанции прием протеинов должен быть на максимально верхней границе – 1,6–2,0 г×кг –1 в день; 2) в про- граммах наращивания мышечной массы –

также максимальное потребление на уровне 1,6–2,0 г×кг –1 в день; 3) для поддержания массы тела – средний уровень потребления белка, равный 1,1–1,5 г×кг –1 в день.

•Состояние перетренированности. Особенно- сти видов спорта и соревновательных дисци- плин, требующих проявления повышенной скоростной выносливости, определяют высокий,

по сравнению с другими видами двигательной активности, риск переутомления и перетре- нированности. Такие спортсмены нуждаются в увеличенной дозировке протеинов для улуч- шения протекания восстановительных процес- сов в скелетной мускулатуре и других тканях.

•В зависимости от потребления углеводов. Недо-

статочное потребление углеводов как главного источника энергии требует повышенного потре- бления белка для сохранения общего энерге- тического баланса (белки идут на образование

энергии). Если обеспечение углеводами доста- точно, потребление белка следует держать на среднем уровне.

Сложно-координационные (эстетические) виды спорта. Адекватный уровень поступления белка

имеет очень большое значение в данных видах спорта, учитывая пол и юный возраст большин- ства спортсменок, а также активное использова- ние программ снижения веса. Частым явлением

вэстетических видах спорта является ОЭН, что обусловлено недостаточным контролем энерге-

тического баланса спортсменов и его коррекции медицинскими департаментами команд (недоо- ценка нутритивного статуса и его роли в подго-

товке) (Mountjoy M. et al., 2014, 2015). Исследова-

ние E. Michopoulou и соавторов (2011) показало, что у элитных гимнасток могут наблюдаться наруше- ния паттерна пищевого поведения и, как резуль- тат, развитие отрицательного энергетического

баланса в ходе их предменструального периода жизни. Эти явления могут переходить на более поздние фазы жизненного цикла – подростковый возраст и совершеннолетие. Важной задачей НМП

всложно-координационных видах спорта явля-

ется профилактика возникновения симптоматики «женской триады» (нарушения питания, аменорея, остеопороз), частота встречаемости которой дости-

гает 5–50% (Mountjoy M. et al., 2014). В официаль-

ных рекомендациях по питанию Международной федерации гимнастики (Binder A.J., 2010) на основе анализа данных клинических исследований ука-

зана необходимость поддержания адекватного количества белка (см. выше), особенно в програм- мах снижения массы тела.

Игровые (командные) виды спорта. Командные виды спорта включают такие популярные дис- циплины, как футбол, баскетбол, хоккей, регби, волейбол и ряд других. В последние годы изме- нился характер игры: увеличилась интенсивность и общий объем выполняемой игроками работы,

количество матчей за сезон, а также возросла частота перемещений команд внутри стран и меж- дународных переездов и перелетов (Bush M. et al., 2015; Anderson L.et al., 2016) со сменой часовых поя-

сов, что увеличивает вероятность развития утом- ления, замедления восстановления после нагрузок и риск возникновения травм. Поэтому в современ-

ных элитных профессиональных командных видах спорта особое внимание обращается на следующие факторы, ставшие неотъемлемой составной частью тренировочного и соревновательного процесса: повышение силы и мощности движений, вынос- ливости игроков; улучшение качества и скорости восстановления после нагрузок; контроль веса; гидратация и регидратация; минимизация риска

получения травм и возникновения заболеваний общего характера и др. Адекватное поступле- ние белка – основа построения костно-мышеч- ной системы в любых условиях, но особенно при постоянном выполнении эксцентрических движе- ний, прерывистой высокоинтенсивной активно- сти с «рваным» механизмом энергообеспечения мышечной деятельности (Гунина Л.М. и соавт., 2013). Как отмечает в своем обзоре P.W. Lemon (1994), игровые виды спорта, в частности футбол, сочетают силовые нагрузки и требования повы- шенной выносливости в течение 90 мин и более.

Базовые цифры рекомендованного потребления протеинов составляют 1,4–1,7 г×кг –1 в день. Основ-

ная часть этого количества может быть получена в составе высокобелкового рациона с протеинами высокого качества (молочные и животные белки, соевый и гороховый протеин). В период соревнова-

ний с повышенной частотой матчей для ускорения восстановления может быть использован допол-

нительный прием протеинов с углеводами после окончания вечерних выступлений или тренировок.

Спортивные единоборства. Хотя каждый из этих видов спорта (борьба вольная и греко-рим- ская, бокс, дзюдо, тхэквондо, рестлинг и др.) имеет

свои отличительные черты, общим является

наличие высокоинтенсивных перемежаюшихся нагрузок, требующих экстренной метаболической адаптации организма. Во всех единоборствах доми-

нирует аэробный метаболизм при чередовании низкоинтенсивных усилий и периодов восстанов- ления. Важным моментом является разделение спортсменов по весовым категориям, что зачастую

привносит в НМП необходимость контроля массы тела как в сторону снижения, так и повышения.

В этом плане потребление протеинов должно иметь гибкий характер, «периодизироваться» в зави-

симости от тренировочных и соревновательных задач, стоящих перед спортсменом. При любых

изменениях необходимо соблюдать азотистый баланс, не допуская его отклонения в отрицатель- ную сторону. Отрицательный азотистый баланс

ипотеря мышечной массы (катаболический статус) во время процесса снижения мышечной массы при-

водят к ухудшению физической подготовленности и, как следствие, сорвновательных результатов

(Artioli G.G. et al., 2011). Напротив, положитель-

ный азотистый баланс улучшает функции мышц

ифизическую подготовленность. В зависимости от квалификации спортсмена, особенностей тре- нировочного и соревновательного периодов раз-

личают три степени необходимого потребления белка: низкую (1,0 г×кг –1 в день; среднюю (1,4 г×кг –1 в день); высокую (2,4 г×кг –1 в день). В то же время избыточное потребление протеинов (3,6 г×кг –1 в день и выше) тормозит синтез мышечных про-

теинов (Bolster D.R. et al., 2005), и этого следует избегать. Общее суточное количество белка сле- дует разделить на 4–5 приемов с равным проме- жутком времени в течение дня, отдавая приоритет их приему после тренировочного занятия (соревно- вательного выступления), а не до них. Сочетание

протеинов с углеводами усиливает анаболический мышечный ответ. При этом равный эффект дости- гается приемом этой смеси как до, так и после

физической нагрузки. Рекомендуемые количества белка для спортсменов-единоборцев составляют

1,8–2,4 г×кг –1 в день.

Используемые в практике подготовки спортс- менов протеины по происхождению можно под- разделить на группы:

1)белки животные;

2)белки растительные.

К 1-й группе относятся коллаген и его гидроли- заты, белки молочной сыворотки, бовинум коло- струм, а также протеины яичного белка, мясные протеины, протеины рыбы. К белкам раститель- ного происхождения – 2-й группе – принадлежат соевые белки, белки гороха, рисовые белки.

Белки животного происхождения

1. Белки молочной сыворотки

На сегодняшний день в спорте «золотым стан- дартом» является использование белков молочной сыворотки (whey-протеинов) и их модификаций – WPC, WPI и гидролизатов (WPH), состав которых приведен в таблице 34.

Суммарные данные исследований особенно- стей применения и эффективности в спорте WP приведены в таблице 35.

Как видно из далеко не полного перечня публи- каций, выполненных с использованием различных

модификаций белков молочной сыворотки при силовых тренировках, неизменным результатом сочетания силовых нагрузок и приема WP явля- ются увеличение мышечной силы и мощности, гипертрофия мышц, увеличение выносливости, снижение частоты проявлений и выраженно- сти EIMD и DOMS, ускорение восстановления. Эффективность отдельных форм WP различалась в зависимости от условий и задач исследователей,

что еще раз говорит о необходимости в процессе нутриционного тренинга индивидуального подбора схем и средств НМП с обязательным включением

WP. Ряд авторов рассматривает гидролизаты WP как наиболее перспективную форму из-за уже

имеющейся в процессе производства определенной степени деградации протеинов до аминокислот и пептидов с различным молекулярным весом (от «легких» ди- и трипептидов до «тяжелых» пептидов). Однако это заключение базируется больше на теоретических положениях, нежели на клинической доказательной базе.

В 2016 году F. Naclerio и E. Larumbe-Zabala про-

вели мета-анализ, посвященный сравнительной оценке эффектов WP в отдельности и в составе мультикомпонентных смесей в отношении резуль- татов силовых тренировок (ТМТ, мышечная сила).

Поиск проводился по электронным базам данных

PubMed, Science Direct, Web of Science, Cochrane Libraries, US National Institutes of Health clinicaltrials. gov, SPORTDiscus и Google Scholar. На основа-

нии полученных результатов авторы пришли к достаточно категоричному заключению, что

«whey-протеин в отдельности или как часть муль-

тикомпонентных белковых смесей способствует максимизации тощей массы тела или росту без- жировой массы тела, а также увеличению силы

мышц верхних и нижних конечностей по сравнению с изоэнергетическими углеводными составами или не-WP протеиновыми добавками у лиц, зани- мающихся регулярными силовыми тренировками.

Уровень доказательности данного положения представляется бо́льшим, если в состав муль- тикомпонентных смесей вместе с WP входит креатин».

Казеин, в отличие от WP, прием которого

быстро повышает концентрацию аминокислот в плазме крови с последующим снижением в тече- ние трех часов, вызывает медленный подъем уров- ней АК (~7 часов) и относится к т. н. «медленным белкам» (Beaufrere B. et al., 2000). Существует устойчивое мнение, что прием казеина на ночь (30– 60 г за 60–90 мин до сна) дает хороший мышечный

анаболический эффект на следующий день (Res P.T. et al., 2012; Madzima T.A. et al., 2014; Kinsey A.W., Ormsbee M.J., 2015). Учитывая важность понимания эффектов длительного приема казеина, J. Antonio

исоавторы (2017) провели 8-недельное сравни- тельное РКИ у мужчин и женщин (n=26, возраст 28–30 лет) влияния ежедневного утреннего или вечернего (за 90 мин или меньше до сна) дополни- тельного к регулярной диете приема 54 г казеина на состав тела и физическую готовность спортс- менов в условиях постоянных силовых тренировок. Не выявлено каких-либо различий по большинству

регистрируемых параметров между утренним

ивечерним приемом казеина. Вместе с тем с прак-

тической точки зрения прием казеина перед сном с целью стимуляции MPS более удобен и целесо- образен, учитывая фармакокинетику вещества.

Новой формой казеина является мицеллярный казеин (МК, micellar casein), который следует отли- чать от казеината. МК – результат неденатура-

ционных механических процессов переработки молока, в то время как казеинаты получают путем химической денатурации. Это придает МК ряд дополнительных положительных свойств: боль- шее содержание ионизированного кальция, что

важно для прочности костной ткани и связочного аппарата; высокое содержание ВСАА, включая лейцин, что обеспечивает стимуляцию MPS; тер- мостабильность. МК, так же как и обычный казеин, относится по фармакокинетике к «медленным» протеинам, и показания к его применению в спорте аналогичны таковым для казеина.

2.Коллаген и его гидролизаты

Гидролизаты коллагена (ГК) как разновидность

белкового питания производятся промышленным способом путем контролируемого энзиматического гидролиза для получения аминокислот и раство- римых пептидов с молекулярным весом в диапа- зоне 2–6 kDa. Уровень качества ГК зависит как

от исходного сырья, так и от степени гидролиза – чем он выше, тем больше процент свободных ами- нокислот и низкомолекулярных («легких») пепти- дов (ди- и трипептиды). Источниками получения ГК являются кожа, суставы и хрящи крупного рога- того скота, кур, рыбы и др. Особенности получения ГК и их физико-химические свойства подробно описаны во многих публикациях (Kucharz E.J. et al., 1992; Fratzl P. et al., 2008; Николаева Т.И.,

Шеховцов П.В., 2014; Мезенова Н.Ю. и соавт., 2014; и др. работы).

Клинические исследования ГК проводились на протяжении многих лет в таких областях меди- цины, как ревматология, косметология, гериатрия, гастроэнтерология, эндокринология и др. Как

макронутриент ГК также применяется в составе нутритивно-метаболической терапии при белко- во-энергетической недостаточности (малнутриции), сопровождающей онкологические заболевания, травмы и ожоги, саркопению, метаболический синдром и пр. (Sibilla S. et al., 2015). ГК при кур-

совом назначении снижает боль и воспаление при остеоартритах и остеопорозе, улучшает состояние кожи (Matsuda N. et al., 2006).

Вспортивной медицине ГК позиционируются

вбольшинстве работ как средство укрепления суставов и связок (профилактическое применение) и лечения нарушений опорно-двигательного аппа- рата в условиях повышенных физических нагру- зок, включая ускорение восстановления, а также

как компонент НМП в программах контроля веса (усиление чувства насыщения) (Heaton L.E. et al., 2017; Baar K., 2017). Кроме того, ГК может исполь- зоваться для улучшения свойств кожи как космето-

логическое средство (Zague V., 2008; Sibilla S. et al., 2015) для наружного и внутреннего применения.

Впользу существования метаболической направленности действия ГК именно в отношении тканей суставов говорит факт накопления его био-

логически активных компонентов в хондроцитах

после перорального приема и всасывания в тонком кишечнике (Bello A.E., Oesser S., 2006).

Эффективной безопасной суточной дозой ГК считается 10 г при любой длительности примене- ния. Фармакокинетические исследования показали, что при приеме внутрь в течение первых 12 часов

вкишечнике абсорбируется 95% компонентов ГК

(Osser S. et al., 1999).

Примерный аминокислотный состав гидроли- зованного ферментами коллагена: пролин/гидрок- сипролин – 25%; глицин – 20%; незаменимые ами- нокислоты – 16%; глутаминовая кислота – 11%; аланин и аргинин по 8%; остальные аминокислоты примерно 12%.

Современные ГК содержат 18 основных ами-

нокислот и идентичны по аминокислотному составу коллагену I типа костей и кожи чело- века. Отличительной особенностью ГК является высокое содержание глицина и пролина/гидрок- сипролина, что и определяет его биохимический

и клинический профиль при регулярном приеме внутрь. Специфические свойства современных ГК: хорошая растворимость в воде при разных температурах; устойчивость в средах с разной температурой и рН; хорошие вкусовые качества; высокая биодоступность; возможность использова-

ния отдельно и в составе комплексных продуктов

вразных формах (пищевые добавки, функциональ- ная пища и напитки, линейка продуктов «спорт- бара», порошки, таблетки, капсулы, косметические товары).

Области использования ГК в спорте и резуль-

таты исследований. Спектр фармакологических и клинических областей в спорте для ГК включает:

• Формирование структуры мышц, силы и мощ- ности, поддержка восстановления.

• Поддержание функции суставов.

• Снижение риска травматизации мышц и суста- вов при резких сменах интенсивности и направ- ленности движений.