Протеин: последние исследования

Когда я впервые начал заниматься исследованиями в области спорта ипитания, то поиск последних научных данных не представлял трудностей.Однако с годами задача осложнилась, поскольку результаты новыхисследований публикуются чуть ли не ежедневно....

Когда я впервые начал заниматься исследованиями в области спорта ипитания, то поиск последних научных данных не представлял трудностей.Однако с годами задача осложнилась, поскольку результаты новыхисследований публикуются чуть ли не ежедневно. Особенно многоинформации о влиянии протеина и аминокислот на физические упражнения иметаболизм. Сегодня вашему вниманию предлагается обзор четырехисследований, результаты которых показались мне особенно интересными.Речь пойдет о том, как различные типы аминокислот и протеинов могутповлиять на тренировочную адаптацию.

Правило незаменимых аминокислот

Если вы следите за моими публикациями в нашем журнале, то знаете,что я - сторонник приема углеводов и протеинов сразу же после окончанияинтенсивных упражнений. Уже давно известно, что такая практикаподнимает уровень инсулина, способствуя накоплению гликогена в мышцах(1-4) и ускорению синтеза протеина (3,5-8). Таким образом, создаетсяоптимальная гормональная среда для скорейшего ремонта и восстановлениямышц (9).

Последние несколько лет доктор Боб Вольф (Bob Wolf) с коллегами изМедицинского Филиала Университета Техаса изучали эффекты потреблениянезаменимых аминокислот после тренинга с отягощениями на синтезпротеина. Вначале ученые обнаружили, что внутривенное введение (8) ипероральный прием 30-40 грамм смеси аминокислот (7) после упражненийускоряет синтез протеина. Тогда было не ясно, сколько нужно потреблятьаминокислот, или какая из них играет большую или меньшую роль в этомпроцессе. Однако в процессе экспериментов ученые предположили, чтонезаменимые аминокислоты играют более важную роль, чем заменимые.

Поэтому они провели еще одно исследование (6), в ходе которогоизучали эффекты приема 6 г аминокислот с 35 г углеводов на протеиновыйбаланс. Выяснилось, что такая схема вызвала значительное усилениесинтеза протеина. Эти результаты позволяют предположить, чтоотносительно небольшое количество аминокислот после тренировки сотягощениями может значительно усилить синтез протеина. Однако такиевыводы вызвали сомнение у научного сообщества, поскольку эффектыаминокислот и углеводов не исследовались независимо. То есть, было несовсем ясно, могли ли сами по себе упражнения или только приемуглеводов повлиять на результаты. С тех пор появились доказательстватого, что углеводы, принимаемые после физических упражнений, усиливаютсинтез протеина, а нужды в дополнительном приеме аминокислот нет.

Теперь, познакомившись с историей, перейдем к самым последнимработам ученых из Медицинского Филиала Университета Техаса. В одном изпоследних исследований Борсхайм (Borsheim) и коллеги (10) изучалиэффекты потребления незаменимых аминокислот на синтез протеина послефизических упражнений у шести здоровых субъектов. Они воздерживались отфизической нагрузки на протяжении двух дней, а затем прибывали влабораторию. В руки и ноги субъектов были вставлены катетеры, черезкоторые вводились меченые изотопы аминокислот фенилаланина и лейцина, атакже мочевины. Такая процедура позволяла проследить за влияниемфизической нагрузки и вводимых аминокислот на синтез и распад протеина.Затем субъекты отдыхали несколько часов перед тем, как приступить ктренировке с отягощениями (10 сетов из 10 повторений жимов лежа и 8сетов из 10 повторений экстензии ног с весом в 80% от максимума в одномповторении). Через 1-2 часа участники эксперимента получали 6 гнезаменимых аминокислот. Образцы крови брались до тренировки ичетырнадцать раз после, на протяжении четырехчасовоговосстановительного периода, - для того, чтобы оценить влияниеупражнений и приема аминокислот на динамику протеинов.

Некоторые результаты этого следования представляют для интерес.Во-первых, потребление 6 г незаменимых аминокислот значительно повысилопротеиновый баланс. Это произошло вследствие роста синтеза протеина,потому что уровень его распада изменился незначительно. Интересно, чтопоказатель роста синтеза протеина после приема 6 г незаменимыхаминокислот был в два раза выше, чем в ходе предыдущих исследованийэтой же группы ученых, когда использовалась смесь аминокислот (3 гнезаменимых аминокислот и 3 г заменимых) с 35 г углеводов (6).Базируясь на полученных данных, ученые заключили, что прием заменимыхаминокислот не влияет на протеиновый баланс после упражнений прииспользовании данной модели. Во-вторых, ученые отметили, что результатыэтого эксперимента подтверждают данные другого исследования,указывавшего, что добавление 35 г углеводов к 6 г смеси незаменимых изаменимых аминокислот не ведет к дальнейшему улучшению протеиновогобаланса после физических упражнений. Другими словами, именноаминокислоты, а не углеводы или физические упражнения, стимулируютсинтез протеина после упражнений. Более того, именно незаменимыеаминокислоты ответственны за ускорение синтеза протеина.

Эти и другие данные показывают, что потребление незаменимыхаминокислот после упражнений стимулирует синтез протеина, а добавлениев послетренировочное питание дополнительных калорий в виде заменимыхаминокислот и углеводов оказывает на протеиновый баланс минимальныйэффект. Однако остается неясным, что даст дополнительный толчок ксинтезу протеина - прием большей дозы незаменимых аминокислот(превышающей 6 г) или те же 6 г, но принимаемые более часто.

Соевый протеин повышает инсулиноподобный фактор роста (IGF-1)

Справка: Инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1)- это один из главных, если не самый главный, анаболический гормон. Онрегулирует многие анаболические эффекты гормона роста и некоторыеважные функции тестостерона, играя ключевую роль в процессах построениямышц. Регулярный тренинг с отягощениями не только повышает локальныйуровень IGF-1 в мышцах, но и увеличивает плотность рецепторов IGF-1 вних.

Соевый протеин продемонстрировал свое благотворное влияние накостный метаболизм у женщин, в основном благодаря высокому содержаниюизофлавонов. Теоретически, он может быть полезен и мужчинам. Однаковлияние соевого протеина на маркеры костного метаболизма неизвестно. Входе проведенного учеными эксперимента с двойным контролем (12)изучались эффекты включения в диету 40 г протеина - соевого и молочного- на здоровье костей у 46 мужчин. Соя давала 88 мг изофлавонов в день,тем временем как в "молочной" группе изофлавоны отсутствовали. Вдополнение к тому, обе группы получали по 1400 мг кальция и по 5нанограмм в день витамина D.

Субъекты поддерживали свой нормальный уровень физической активностии питались по фиксированному плану до и после эксперимента. Кроме того,у них брались образцы крови и урины. Выяснилось, что соевый протеин неоказал сколько-нибудь заметного эффекта на маркеры крови и урины.

Однако содержание IGF-1 в плазме выросло в обеих группах, но созначительным перевесом в группе соевого протеина. Из приведенной вотчете таблицы видно, что это было 60% в соевой группе и 15% вмолочной. Кроме того, было отмечено, что пожилые люди получают большепользы от приема соевого протеина в плане подъема уровней IGF-1 в крови.

Такие результаты интересны нам по двум причинам. Первая, повышениеIGF-1 связано с ускорением дифференциации, созревания и включенияостеобластов в работу по восстановлению костей в рассасывающемсяучастке (12,13). Теоретически повышение уровней IGF-1 может улучшитьздоровье костей. Вторая, значительный интерес вызывает влияние IGF-1 наанаболизм. Теоретически, если соевый протеин повышает IGF-1 нафизиологически значительный уровень, то он способен вызвать заметныйрост силы и мышечной массы в условиях тренинга. Однако, для проверкиэтой гипотезы нужны дополнительные исследования, поскольку показателиIGF-1 сильно зависят от возраста (различия - в 4-6 раз).

Не ясно, влияет ли столь малый подъем уровней IGF-1 (около 12наномоль/литр в группе сои) на анаболический отклик в ходе упражнений.Как всегда и бывает, в этом случае есть свои плюсы и минусы. Например,соевый протеин способен привести к некоторому подъему уровней IGF-1, нос другой стороны он содержит довольно много фитоэстрогенов, оказывающихкак позитивное, так и негативное влияние на здоровье (14). Более того,хотя фитоэстрогены полезны для женщин, они способны ослабитьанаболический отклик у мужчин. Необходимы дальнейшие исследования вэтой области.

Последние данные о медленно- и быстроусвояемых протеинах

В предыдущих статьях я уже обсуждал концепцию медленноусвояемых(казеин) и быстроусвояемых (сыворотка) протеинов в плане их влияния насинтез и распад протеина. Если вы помните, сывороточный протеинусваивается быстрее и ускоряет синтез протеина в большей степени, чемказеин (15-21). С другой стороны, благодаря медленному усвоению, казеинслужит лучшим антикатаболическим белком. То есть, различные типыпротеина обладают различными физиологическими эффектами.

Однако любой из протеинов редко потребляется без другихмакронутриентов (углеводов или жиров) или микронутриентов (витаминов,минералов), которые способны повлиять на уровень усвоения самихпротеинов. Возможно, что при болезненных состояниях, а также свозрастом, специфические протеины могут оказывать дополнительныеэффекты на динамику протеинов. Швейцарский ученый Ив Бойри (YvesBoirie) с коллегами последние несколько лет занимаются изучением этихвопросов.

Недавно Дэнгин (Dangin) (22) с коллегами изучали эффекты потребленияказеина и сывороточного протеина вместе с углеводами и жирами, а такжебез них, на молодых и пожилых. Выяснилось, что добавление углеводов ижиров к сывороточному протеину или казеину замедляет их усвоение.Попутно выяснилось, что пожилые люди больше выигрывают от потреблениясывороточного протеина. Благодаря последним данным, мы еще разубеждаемся в том, что различные типы протеина по-разному влияют напротеиновый баланс в организме. Это их свойство можно использовать вделе контроля веса - например, бодибилдерам и тем, кто страдаетзаболеваниями, влекущими за собой потерю мышечной массы.

Сывороточный протеин и сжигание жира

Недавно опубликованы результаты еще одного исследования эффектовпредтренировочного потребления сывороточного протеина, обогащенногоальфа-лакталь-бумином, на наличие аминокислот и оксидацию жиров у крыс(23). Хочу признаться, что мне не совсем нравится экстраполироватьрезультаты экспериментов над животными на бодибилдеров и атлетов, ноданные этого исследования стоят упоминания. Мы знаем, что потреблениеуглеводов, протеинов и жиров перед упражнениями может влиять наутилизацию энергетических субстратов. Более того, прием передтренировкой аминокислот с разветвленными цепочками или незаменимыхаминокислот может затормозить катаболизм во время занятий. В ходеданного эксперимента на протяжении пяти недель крысы получали иливысокоуглеводную пищу, или блюда, состоящие их цельного молочногопротеина, или обогащенный альфа-лакталь-бумином сывороточный протеинперед двухчасовой тренировкой. Выяснилось, что потреблениецельномолочного протеина усилило оксидацию жиров во время занятий вбольшей степени, чем высокоуглеводная пища, не повлияв на композициютела. Наоборот, потребление сывороточного протеина усилило оксидациюлипидов во время упражнений, увеличило вес тела и снизило жировую массупо сравнению с другими группами. Другими словами, животные, получавшиесывороточный протеин перед физическими упражнениями, увеличили мышечнуюмассу и сократили процент жира в организме. Теоретически, такое питаниеможет помочь и человеку, но необходимы дальнейшие исследования.

1. Zawadzk, I.K.M., В.В. Yaspelkis, and J.L. Ivy, Carbohydrate-proteincomplex increases the rate of muscle glycogen storage after exercise.JApplPhysiol, 1992. 72: p. 1854-1859.
2. Chandler, R.M., H.K. Byrne, and J.G. Patterson, Dietarysupplements affect the anabolic hormones after weight trainingexercise. J Appl Physiol, 1994. 76: p. 839-845.
3. Levenhagen, D.K., et al., Postexercise nutrient intake timingin humans is critical to recovery of leg glucose and proteinhomeostasis. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2001. 280(6): p. E982-93.
4. van Hall, G., et al., The effect of free glutamine andpeptide ingestion on the rate of muscle glycogen resynthesis in man.IntJ Sports Med, 2000. 21(1): p. 25-30.
5. Wolfe, R.R., Protein supplements and exercise. Am J ClinNutr. 2000;72 (2 Suppl):551S-7S. Am J Clin Nutr, 2000. 72 (2Suppl): p.551S-557S.
6. Rasmussen, B.B., et al., An oral essential aminoacid-carbohydrate supplement enhances muscle protein anabolism afterresistance exercise. J Appl Physiol, 2000. 88(2): p. 386-92.
7. Tipton, K.D., et al., Timing of amino acidcarbohydrateingestion alters anabolic response of muscle to resistance exercise. AmJ Physiol Endocrinol Metab, 2001. 281 (2): p. E197-206.
8. Biolo, G., et al., Insulin action on muscle protein kineticsand amino acid transport during recovery after resistance exercise.Diabetes, 1999.48(5): p. 949-57.
9. Kraemer, W.J., et al., Hormonal responses to consecutive daysof heavy-resistance exercise with or without nutritionalsupplementation. J Appl Physiol, 1998. 85: p. 1544-55.
10. Borsheim, E., et al., Essential amino acids and muscleprotein recovery from resistance exercise. Am J Physiol EndocrinolMetab, 2002. 283: p. E648-E657.
11. Miller, S.L., et al., Independent and combined effects ofamino acids and glucose ingestion on muscle protein metabolismfollowing resistance exercise. In press.
12. Khalil, D.A., et al., Soy protein supplementation increasesserum insulin-like growth factor-l in young and old men but does notaffect markers of bone metabolism. J Nutr, 2002.132: p. 2605-2608.
13. Rosen, C, L.R. Donahue, and S.J. Hunter, Insulin-like growthfactors and bone: the osteoporosis connection. Proc Soc Exp Biol Med,1994. 208: p. 83-102.
14. Wagner, J.D., M.S. Anthony, and J.M. Cline, Soyphytoestrogens: research on benefits and risks. Clin Obstet Gynecol,2001. 44: p. 843-852.
15. Boirie, Y., et al., Am J Physiol, 1996. 271(6 Pt1): p. E1083-91.
16. Boirie, Y., et al., Slow and fast dietary proteinsdifferentlymodulate postprandial protein accretion. Proc Natl Acad SciUSA, 1997.94(26): p. 14930-5.
17. Boirie, Y., et al., Differential insulinsensitivities of glucose, amino acid, and albumin metabolism in elderlymen and women. J Clin Endocrinol Metab, 2001. 86(2): p. 638-44.
18. Boirie, Y., B. Beaufrere, and P. Ritz, Energetic cost ofprotein turnover in healthy elderly humans. IntJ Obes Relat MetabDisord, 2001. 25(5): p. 601-5.
19. Boirie, Y., et al., Alterations of protein metabolism bymetabolic acidosis in children with chronic renal failure. Kidney Int,2000. 58(1): p. 236-41.
20. Boirie, Y., P. Gachon, and B. Beaufrere, Splanchnic andwhole-body leucine kinetics in young and elderly men. Am J Clin Nutr,1997. 65(2): p. 489-95.
21. Dangin, M., et al., The digestion rate of protein is anindependent regulating factor of postprandial protein retention. Am JPhysiol Endocrinol Metab, 2001. 280(2): p. E340-8.
22. Dangin, M., et al., Influence of the protein digestion rateon protein turnover in young and elderly subjects. J Nutr, 2002. 132:p. 3228S-3233S.
23. Bouthegourd, J.C.J., et al., A pre-exercisealpha-lactalbumin-enriched whey protein meal preserves lipid oxidationand decreases adiposity in rats. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2002.283: p. E565-E572.