Насколько важна роль белка в здоровом питании?

Остапенко Леонид

"АМИНОКИСЛОТЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ЖИЗНИ"

Немного биохимии

Живой организм (мы будем вести далее речь лишь об организме человека) — макромолекулярная система, осуществляющая обмен веществ, энергии и самовоспроизведение. Минимальная структурная единица этой системы — клетка, в которой обнаружены шесть обязательных надмолекулярных образований или органелл (субклеточных — с позиций морфологии и надмолекулярных — с позиций химии):

- мембрана, отграничивающая клетку от окружения и разделяющая ее внутреннее пространство на функционально различающиеся отсеки, где происходят разнообразные биохимические процессы;

- митохондрии — образования, высвобождающие и запасающие энергию химических связей; это так называемые «энергетические станции» клеток;

- ядро, где локализованы молекулы-носители генетической информации; именно здесь записана информация о том, какого спортивного «потолка» вы можете достигнуть;

- рибосомы, где генетическая информация реализуется путем синтеза биологически активных молекул в согласии с «инструкцией», доставляемой сюда из ядра;

- лизосомы, переваривающие сложные питательные вещества и посторонние частицы;

- аппарат Гольджи, участвующий в биогенезе мембран и лизосом, в синтезе гликолипидов и фосфолипидов.

Благодаря разработке методов выделения субклеточных структур стало возможным изучение их химического состава. Оказалось, что все многообразие молекул, обнаруживаемых в этих частицах из разных по происхождению клеток, можно свести к небольшому числу классов:

1) макромолекулы (белки, углеводы, липиды);

2) низкомолекулярные биологически активные органические соединения;

3) минеральные вещества.

Живой организм осуществляет следующие функции:

1. Извлечение из внешней среды и превращение в приемлемые для организма формы химических соединений — материала для возобновления структур. Эта функция реализуется через прием пищевых продуктов, воды, и через дыхание.

2. Химическое преобразование оказавшихся во внутренней среде соединений (расщепление и синтез, трансформация) и выведение во внешнюю среду продуктов, которые более не используются (конечные продукты).

3. Высвобождение энергии, заключенной в поступающих извне соединениях, ее запасание в приемлемой для организма форме и использование в процессах жизнедеятельности.

Реализуются эти функции в общем виде следующим образом:

1. Источниками материалов для возобновления структур и энергообеспечения служат пищевые продукты, в составе которых организм получает углеводы (карбогидраты), липиды (жиры), белки (протеины), некоторые биологически активные соединения (например, витамины) и минеральные вещества. Белки, углеводы и липиды в усваиваемые формы преобразуются в пищеварительном тракте при участии активных компонентов, которые выделяются соответствующими железами желудка, кишечника, поджелудочной железы и поступают с желчью. Преобразование макромолекул заключается в их деполимеризации, т. е. в разрушении полимеров до мономеров (белков — до аминокислот, углеводов — до простых сахаров, липидов — до свободных жирных кислот и глицерола). Низкомолекулярные биологически активные и минеральные вещества всасываются во внутреннюю среду преимущественно без какой-либо предварительной химической трансформации.

2. Химические соединения с током крови поступают в органы (ткани), где включаются в процессы синтеза (образование специфических для тканей организма человека белков, углеводов, липидов и регуляторных соединений), процессы окислительно-восстановительного распада, в ходе которого высвобождается энергия химических связей. Промежуточные продукты используются в синтезе биологически активных веществ или выполняют регуляторные функции.

3. Высвобождение энергии в ходе окислительно-восстановительного распада сопряжено с ее запасанием в форме универсальных носителей. Они используются как источники энергии для выполнения всех видов работы, свойственных живому. Все перечисленные процессы протекают в организме повсеместно, однако можно отметить и локализацию их в отдельных органах и тканях.

Далее нам придется детальнее познакомиться с понятием биомолекулы.

Биомолекулы — обязательные компоненты живых организмов, создающие их характерные свойства — способность к обмену веществ и энергии, самовоспроизведению. Они выступают в качестве субстратов этих процессов или факторов, обеспечивающих их осуществление и (или) регуляцию. Вот их типы:

Нутриенты:

— Белки

— Липиды

— Углеводы

— Витамины

Регуляторы:

— Витамины

— Гормоны

Первые четыре типа биомолекул объединены понятием «нутриенты» — пищевые вещества, к их числу относятся также и минеральные соединения. Гормоны, выполняющие в организме регуляторную роль, в отличие от нутриентов образуются в специализированных органах — эндокринных железах. Витамины — по происхождению нутриенты, по функции — регуляторные соединения.

Остановимся немного на белках, так как именно белки (полипептиды) — это длинные протеиновые цепи, которые соединены отдельными звеньями — аминокислотами. Не напрасно аминокислоты называют строительными блоками организма! Большинство белков человеческого организма находятся в постоянном процессе синтеза и распада. Неизменный состав белка является выражением динамического равновесия. Каждая клетка нашего организма содержит очень много белка, который является «строительным материалом» для стенок клеток, мышц и волокон. Известно, что в организме человека в день синтезируется от 400 до 800 граммов белка, но только около 20 граммов из них представляет собой белок сократительных элементов мышечных тканей. Приблизительно через 8 дней весь протеин в организме обновляется. У клеток мозга, печени, почечных тканей время этого обновления — 10 дней. Конечным продуктом аминокислотного обмена выступает азот. Азотистый баланс организма соответствует темпам синтеза и распада. Негативный азотистый баланс сигнализирует, что разрушение белка в организме превалирует.

Интересно узнать, что многие тысячи различных видов белков, встречающиеся во всех живых земных организмах — растениях, животных, людях — состоят всего лишь из 20 аминокислот.

Всего же биохимикам известно около 200 различных природных аминокислот, а упомянутые выше 20, обнаруживаемые в белках — это протеиногенные аминокислоты. Классифицировать их можно по разным признакам. С наших позиций предпочтительнее упомянуть классификации, основанные на биологической роли аминокислот:

1. По строению соединений, получающихся при расщеплении углеродной цепи аминокислоты в организме, различают:

а) глюкопластичные (глюкогенные) — при недостаточном поступлении углеводов или нарушении их превращения они через щавелевоуксусную и фосфоэнолпировиноградную кислоты превращаются в глюкозу (глюкогенез) или гликоген. Это крайне нежелательное явление, если ваша цель — наращивание мышечной массы и силы! К этой группе относятся глицин, аланин, серин, треонин, валин, аспарагиновая и глутаминовая кислота, аргинин, гистидин и метионин;

б) кетопластичные (кетогенные) — ускоряют образование кетоновых тел — лейцин, изолейцин, тирозин и фенилаланин (три последние могут быть и глюкогенными).

2. В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме или обязательно должны поступать в составе пищи, различают:

а) заменимые;

б) незаменимые.

К незаменимым относятся изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин. В детском возрасте незаменимы также аргинин и гистидин (взрослый организм не требует их поступления с пищей). Существуют и другие классификации, которые не имеют особого значения применительно к тому аспекту, в котором мы будем далее рассматривать аминокислоты.

Антикатаболические влияния

Ценность BCAA, конечно, является большей, чем простое предотвращение утомления. Оказалось, что BCAA могут также снижать катаболизм (расщепление) мышечного протеина, который происходит в ходе интенсивных упражнений. В то время как BCAA не могут вносить мощный вклад в энергопродукцию (как мы упоминали, всего 5-10 %), каждая малая толика идет в расчет, когда мы говорим о столь медленном процессе, каким является мышечный рост. Цель высокоинтенсивного культуристического упражнения — рекрутировать и разрушить как можно больше мышечных волокон, с целью их последующей компенсации и суперкомпенсации, которая и ведет к росту сократительных структур мышц.

Больше всего данных имеется в отношении лейцина, который служит субстратом мышечного метаболизма во время периодов истощения клеточной энергии, таким образом, щадя важные сократительные и энзиматические мышечные протеины от деградации для восполнения потребностей в лейцине.

В силу того, что лейцин содействует синтезу глутамина, прием лейцина в добавках перед и во время интенсивного тренинга и между приемами пищи может помочь нормализовать уровни глутамина и в сыворотке, и в мышцах, таким образом, способствуя антикатаболическому мышечному метаболизму, так же как и поддержке иммунной функции.

Когда Вы участвуете в трех или большем числе тренировок в течение семидневного периода, их влияния будут неизбежно кумулятивными. Тренировка в понедельник будет воздействовать на вторник, вторник будет воздействовать на среду и так далее. Травмирующий эпизод каждой последующей тренировки добавляет еще одно требование к списку запросов к уже обремененным клеточным усилиям по восстановлению, при одновременном прерывании процесса качественного восстановления и прогресса.

Скомбинируйте с этим факты, что: 1) в зависимости от вашего времени тренировки (раннее утро, или же вечер), динамика накопления и расходования топливных субстратов может быть весьма различной, и 2), что большинство людей не имеет привилегии планировать приемы пищи согласно точно рассчитанным, оптимизирующим рост временным отрезкам, — и Вы сможете отдать должное тому, насколько ценным может оказаться научно обоснованное нутрициональное вмешательство, нацеленное на борьбу с центральным утомлением и катаболизмом протеина.

Отрадно, что, в то время как ряд предполагаемых полезных свойств BCAA остается не полностью понятым не только спортсменами и производителями пищевых добавок, но и спортивными биохимиками и другими учеными, антикатаболические их свойства определенно подают надежды. Однако опыты, проведенные к настоящему времени, подсказывают, что вы будете должны экспериментировать с дозировками BCAA точно так же, как вы делаете с диетой в целом и другими добавками в частности.

Индивидуальные потребности для оптимальной эффективности будут варьироваться в зависимости от вашего статуса гликогена, тренировочного опыта, интенсивности и продолжительности тренировочной деятельности, и множества других факторов. Они даже будут изменяться со дня на день.

Будущее, очевидно, предложит нам намного больше ответов на вопросы, касающиеся питания, отдельных нутриентов или биологически активных веществ и их роли в человеческой «оптимизации». Тем временем, научный и практический опыт показывает, что предтренировочный прием BCAA может с успехом быть использован для достижения максимальной мышечной гипертрофии.

Гормональные связи

Оказалось, что аминокислоты с разветвленными цепями могут не только предотвращать центральное утомление и распад мышечных структур, но способны также оставлять неблагоприятные гормональные колебания, вызванные интенсивным упражнением.

Например, один только лейцин способен стимулировать высвобождение и/или активацию гормона роста, соматомединов и инсулина. Это оказывает прямой анаболический и антикатаболический эффект на мышцу.

В опытах, проведенных в течение 1992 года (European Journal of Applied Physiology, 64: 272), исследователи обеспечивали испытуемых спортсменов коммерческим диетическим продуктом, содержащим 5,14 граммов лейцина, 2,57 граммов изолейцина и 2,57 граммов валина (соотношение 2:1:1). Кроме BCAA, в этот продукт были включены 12 граммов молочных протеинов, 20 граммов фруктозы, 8,8 граммов других карбогидратов и 1,08 граммов жира.

Цель ученых состояла в том, чтобы определить, могло ли бы дополнение BCAA воздействовать на гормональную реакцию, обнаруживаемую их субъектами (мужчинами-марафонцами) при беге с постоянной скоростью. Для того чтобы результаты опыта были «чистыми», атлеты голодали в течение 12 часов перед тестированием и принимали их смеси BCAA за 90 минут перед тестовым забегом.

Результаты опытов показали, что некоторые субъекты обнаруживали существенный подъем BCAA в их крови в течение нескольких часов после потребления смеси. Исследователи заключили, что BCAA могут с гарантией оказывать антикатаболическое влияние, потому что соотношение тестостерона к кортизолу — главный индикатор анаболического статуса — было улучшено. Вы знаете, что кортизол — это мощнейший катаболический гормон, повышенный уровень которого в организме буквально «пожирает» ваши с таким трудом взращенные мышцы.

В другом опыте (European Journal of Applied Physiology, 65: 394, 1992) исследователи давали шестнадцати скалолазам в целом 11,52 граммов BCAA — 5,76 граммов лейцина, 2,88 граммов изолейцина и 2,88 граммов валина каждый день. Результаты опыта блестяще подтвердили, что дополнение диеты с помощью BCAA помогало предотвращать потерю мышц, когда эти 16 человек совершали изнурительный переход через Перуанские Анды.

Честное слово, по-хорошему позавидуешь всем этим кроссовикам, марафонцам и альпинистам — все ученые занимаются ими, и только несчастный культурист вынужден на свой страх и риск вгонять в себя совершенно немыслимые сочетания всего того, что хотя бы на миг приблизило бы его заветную цель — стать сильным и большим! Но, кажется, мы отвлеклись на эмоции, а этого делать при серьезном разговоре нельзя… Вернемся к нашей теме.

Итак, BCAA оказались обладающими антикатаболическим воздействием и, следовательно, могут считаться ключевым фактором в повышении анаболической стимуляции. На этот счет имеется некоторая научная аргументация.

Один из серьезных опытов, проведенный американским ученым Ferrando и его коллегами в NASA в Хьюстоне, США, — был освещен в Journal of Parenteral and Enteral Nutrition (JPEN). Имейте в виду, что JPEN — главный журнал, мнение которого безоговорочно принимается ортодоксальными нутриционистами, — содержит многочисленные статьи о нутрициональной терапии, особенно в отношении аминокислот.

Этот опыт сравнивал влияние 11 г BCAA с влиянием 11 г трех незаменимых аминокислот (треонина, гистидина и метионина) на синтез протеина и расщепление его у 4 здоровых мужчин. Каждый дневная доза напитка с этими BCAA также включала 50 г карбогидратов.

В результате получены три важных наблюдения:

Первое — диетическое дополнение любой смесью аминокислот значительно увеличивало (в три-четыре раза) уровни соответствующей аминокислоты в крови.

Второе — добавление BCAA (но не другой аминокислотной формулы) значительно увеличивала внутриклеточные концентрации BCAA в мышце.

Третье (но с самым большим значением) — дополнение питания аминокислотами значительно угнетало во всем теле расщепление протеина (протеолиз) — при этом BCAA обеспечивали большую защиту, чем формулы «незаменимых» аминокислот.

По-моему, за результаты этого опыта мы вполне могли бы порадоваться вместе с множеством других людей, заинтересованных в такой защите своей мускулатуры.

Ложка дегтя

Нельзя, чтобы все время все было очень хорошо. Так в жизни не бывает. Не бывает этого и в мире биохимии, особенно, если речь идет об опытах.

Как мы уже знаем, нервная релаксация транслируется в преждевременное утомление в ходе тренировки, и одним из рекомендованных средств исправления этого состояния является прием аминокислотами с разветвленными цепями, или BCAA, перед тренировкой. Как упоминалось выше, триптофан конкурирует с другими аминокислотами за поступление в мозг, и обычно проигрывает большим нейтральным аминокислотам, таким, как BCAA. Прошлые исследования показали, что прием BCAA перед тренировкой отставляет совокупное влияние карбогидратов, инсулина и триптофана, таким образом отставляя нежелательное утомлению центральной нервной системы.

Однако недавно исследование, проведенное, к счастью, пока на крысах, оказалось противоречащим этой рекомендации. Группа крыс, которая принимала BCAA, показала значительный уровень утомления в течение физической нагрузки, и ученые заключили, что BCAA вызывают большее высвобождение инсулина, чем глюкоза, и это ведет к преждевременному утомлению за счет двух механизмов:

1) удаления инсулином глюкозы из крови; и 2) снижения темпа расщепления и высвобождения накопленного печеночного гликогена, который нужен для поддержания правильного уровня глюкозы крови.

Пока всего лишь теоретический урок, который следует извлечь из этого опыта, таков, что комбинация высокого уровня карбогидратов и высокого уровня BCAA перед занятиями может вызвать преждевременное утомление в ходе тренировки, особенно при нагрузке, длящейся более двух часов. После тренировки, конечно, эта ситуация развивается в обратном порядке. Вот когда вам нужен мощный приток инсулина для содействия синтезу мышечного протеина. В действительности, если вы принимаете добавку, подобную одному из метаболических оптимизаторов, богатую и карбогидратами, и BCAA, вам нужно было бы принимать ее после вашего тренинга, если вы хотите сохранить высокий уровень энергии в ходе тренировки. К счастью, это только предположения, и они нуждаются в проверке, а пока все атлеты элитного уровня, принимающие аминокислоты с разветвленными цепями и до, и после тренировок, отмечают позитивные сдвиги и в энергии, и в сохранении мышечной массы.

Как и когда принимать BCAA

Стандартные рекомендации по поводу момента приема BCAA — периоды непосредственно перед и после тренировочного занятия. В пределах получаса до тренировки очень полезно принять пару капсул этих аминокислот. Они подстрахуют вас, на случай, если у вас маловато гликогена в мышцах и печени, так чтобы вам не пришлось расплачиваться расщеплением ценных аминокислот, из которых состоят ваши мышечные клетки.

Естественно, после тренировки, когда уровень аминокислот и глюкозы в крови достигают очень низких отметок, их нужно немедленно возмещать, ибо только восстановив энергопотенциал клетки, можно рассчитывать на то, что она начнет разворачивать пластические процессы, то есть регенерацию и суперрегенерацию сократительных элементов.

Наиболее благоприятным периодом для такого возмещения являются первые полчаса после занятия. Сразу же после занятия примите еще пару капсул BCAA, чтобы продолжающийся по инерции повышенный темп обменных процессов не «сожрал» в интересах ликвидации энергетической ямы ценные, строящие мышечные клетки аминокислоты.

Ли Хэйни, один из «долгожителей» на троне Mr. Olympia, например, принимал после тяжелых тренировок смесь валина, лейцина и изолейцина в соотношении 2:2:1, а в абсолютных величинах это выражалось в 5 граммах валина и лейцина, и 2,5 граммах изолейцина, а после аэробных тренировок эта дозировка снижалась наполовину.

Некоторые специалисты полагают, что идеальное время для приема добавок BCAA — немедленно после еды, что помогает вам сохранять высокие уровни инсулина, и немедленно после каждой тренировки, что ускоряет поступление BCAA в ваши изголодавшиеся мышцы, когда они находятся в истощенном состоянии. Следует, однако, принимать их с некоторой формой комплексных карбогидратов в одно и то же время, однако не с простыми сахарами, которые неэффективны для восстановления мышечного гликогена. В любом случае, вам никогда не следует принимать BCAA на пустой желудок — в этом единодушны практически все исследователи и практики.

Есть еще некоторые хитрости, без знания которых даже самые мощные дозировки BCAA не «сыграют» вам на руку. Пожалуйста, имейте в виду, что главным моментом в усвоении любых аминокислот является повышенный сахар в крови и инсулин. Вне всякого сомнения, инсулин является главным анаболическим гормоном в теле. Вопрос в том, как наилучше скомбинировать высокие уровни инсулина с BCAA?

Прежде всего, позаботьтесь, чтобы в вашей диете и плане добавок присутствовали важные кофакторы. Одним из наиболее важных из этих кофакторов является хром, и наиболее желательная форма этого микроэлемента — пиколинат хрома. Хром увеличивает эффективность инсулина, а поскольку инсулин транспортирует аминокислоты в ваши мышцы, вы будете получать результаты, ниже идеальных, когда принимаете BCAA, испытывая недостаточность в хроме.

Другие важные кофакторы включают цинк, который является регулятором инсулина, витамины B6 и B12, которые важны для метаболизма протеина, а также биотин. Значительная доля этих кофакторов будет поступать из хорошей чистой диеты. Но даже при этом неплохо также принимать хорошие формулы мультивитаминов и мультиминералий для подстраховки, в случае, если вы получаете недостаточное их количество.

Безусловно, для того, чтобы BCAA работали эффективно, вам следует ориентироваться на их комплексные добавки, включающие все три из указанных аминокислот. Они все должны присутствовать в одно и то же время для того, чтобы обеспечить максимальное их усвоение мышечной системой.

Остапенко Леонид

"АМИНОКИСЛОТЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ЖИЗНИ"

Немного биохимии

- лизосомы, переваривающие сложные питательные вещества и посторонние частицы;

- аппарат Гольджи, участвующий в биогенезе мембран и лизосом, в синтезе гликолипидов и фосфолипидов.

1) макромолекулы (белки, углеводы, липиды);

2) низкомолекулярные биологически активные органические соединения;

3) минеральные вещества.

Живой организм осуществляет следующие функции:

Реализуются эти функции в общем виде следующим образом:

Далее нам придется детальнее познакомиться с понятием биомолекулы.

Нутриенты:

— Белки

— Липиды

— Углеводы

— Витамины

Регуляторы:

— Витамины

— Гормоны

1. По строению соединений, получающихся при расщеплении углеродной цепи аминокислоты в организме, различают: