Ваш гид в мире фитнесса
Меню сайта

Витамины и микроэлементы

Направления фитнесса

Питание

Статьи о фитнессе

Тренировки

Фитнесс глазами врачей

Фитнесс и диеты

Лечебная физкультура

Оздоровительный комплекс

Подвижные игры

Укрепления здоровья

Дыхательная гимнастика

Оздоровительный бег



Новости фитнеса
 
 
  Главная страница » Питание » BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками »

BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками


Сегодня среди существующих на рынке 30 тысяч (!!!) спортивных добавок и натуральных пищевых продуктов, многие из которых обещают улучшить композицию тела или качество спортивной подготовки, лишь немногие из этих обещаний выполняются. Неудивительно, что иногда спортсменам трудно определить, какие из них действительно помогают, а какие нет.

В данной статье мы обсудим эффективность одного из предполагаемых вспомогательных средств, повышающих работоспособность - аминокислот с разветвленными цепочками (BCAA). И хотя BCAA – далеко не новинка, ученые проявили новый интерес к изучению того, как эта уникальная группа аминокислот влияет на композицию тела и качество подготовки спортсменов. В результате исследований стало ясно, что в некоторых ситуациях BCAA может улучшить композицию тела и качество подготовки.

В данной статье мы рассмотрим три возможных механизма действия BCAA, которые могут повлиять на качество спортивной подготовки:

1) усиление синтеза мышечного протеина в ответ на силовую тренировку и прием BCAA.
2) улучшение контроля за весом тела и снижение жировых отложений во время низкоуглеводной диеты с приемом достаточного количества протеина и BCAA.
3) улучшение выносливости организма во время тренировки путем укрепления центральной нервной системы с помощью BCAA.


BCAAАминокислоты с разветвленными цепочками состоят из трех основных аминокислот:

1) лейцина
2) изолейцина
3) валина

Эти гидрофобные аминокислоты (боятся воды) называются «алифатическими», т.к. их центральный атом углерода присоединен к нециклической открытой углеродной цепи с лейцином, как показано на рисунке ниже.
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками

Было доказано, что BCAA содержит до одной трети мышечного протеина (Меро, 1999). Из всех BCAA активнее всего ученые исследуют лейцин. Как оказалось, именно эта аминокислота активно влияет на физические возможности спортсменов.

Мы знаем, что самая высокая степень окисления лейцина происходит в скелетных мышцах из-за их химической структуры. Лейцин играет важную роль в синтезе протеина и обладает уникальной способностью участвовать в нескольких метаболических процессах. В частности ученые считают, что BCAA, в особенности лейцин, вырабатываются в результате:

1) Изменения секреции инсулина
2) Регулирования транспортировки мышечного протеина
3) Преобразования азота в аланин и глутамин
4) Предупреждение попадания в мозг и центральную нервную систему свободного триптофана, содержащегося в плазме крови
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками


Лейцин и упражнения с отягощениямиСреди физиологов является общепринятым тот факт, что упражнения с отягощениями приводят к гипертрофии тренируемых мышц в основном из-за того, что степень синтеза протеина превосходит его расщепление в несколько раз. Исследования также показали, что во время силовых упражнений также усиливается расщепление протеина, и только при условии правильного питания наблюдается прирост чистого протеина, что в свою очередь приводит к увеличению мышечной массы (Blomstrand, 2006).

Один только этот факт уже подчеркивает важную роль питания в росте мышц.

Некоторые ученые считают, что большое количество свободных аминокислот в мышцах непосредственно стимулирует синтез протеина. Другие полагают, что синтез мышечного протеина увеличивается посредством стимулирующего эффекта отдельной аминокислоты или группы аминокислот, таких как BCAA (Blomstrand, 2006).

Также есть мнение, что некоторые аминокислоты (такие как BCAA) способны стимулировать разнообразные пути метаболизма, включая изменение секреции инсулина, и именно анаболический потенциал инсулина в присутствии аминокислот стимулируют рост мышц.


Лейцин и изменение секреции инсулинаКак многие знают, секреция инсулина обладает многими анаболическими свойствами, связанными с ростом тканей. Доказано, что инсулин стимулирует синтез протеина и тормозит расщепление протеина, если его вводить во время и после тренировок (Manninen, 2006).

Интересен тот факт, что исследование, проведенное в 2006 году доктором Мэнниненом (Manninen), показало, что прием добавки из смеси углеводов, гидролизата протеина и лейцина во время тренировок приводит к большему увеличению силы и гипертрофии скелетных мышц, чем прием добавки из плацебо.

Когда-то считалось, что секреция инсулина практически полностью контролируется концентрацией глюкозы в крови. С настоящего момента становится очевидным, что аминокислоты играют решающую роль в регулировании секреции инсулина. Было доказано, что некоторые аминокислоты вызывают секрецию инсулина в человеческом теле, даже если уровень сахара в крови находится в норме (Manninen, 2006).

Конечно, для того чтобы аминокислоты эффективно стимулировали секрецию инсулина в бета-клетках поджелудочной железы, уровень глюкозы в крови должен быть допустимым (2,5 – 5,0 ммоль). Интересно то, что лейцин - исключение из этого правила, так как он является единственной аминокислотой, которая способна увеличить циркулирующий уровень инсулина независимо от концентрации глюкозы в крови (Manninen, 2006). Было доказано, что увеличение секреции инсулина приводит к снижению расщепления мышечного протеина.

Лейцин замедляет расщепление протеина, и, благодаря этому, происходит синтез чистого протеина в период после тренировок, что в свою очередь приводит к увеличению мышечной гипертрофии. Важно, что такая ответная реакция инсулина создает условия для роста тканей, а не для их распада.

Но тут возникает важный вопрос: если секреция инсулина стимулирует рост мышц, то почему бы просто не пить углеводную смесь, тем самым заставить инсулин действовать нужным образом?

Исследование, изучающее секрецию инсулина в плазме крови, показало, что инсулиновая реакция увеличивалась на 221 %, если спортсменам вводили раствор с высоким содержанием простых углеводов, гидролизата протеина и лейцина в отличие от раствора, содержащего только углеводы. Если спортсменам вводили раствор, содержащий углеводы и гидролизат протеина, но без лейцина, то секреция инсулина увеличивалась на 66 % больше, чем при введении раствора, содержащего только углеводы (Manninen, 2006).

Основываясь на этих результатах, очевидно, что прием лейцина во время тренировок с отягощениями приносит больше пользы из-за его способности влиять на секрецию инсулина. После тренировки, благодаря высокому уровню инсулина и аминокислот, вызванного всасыванием гидролизата протеина и лейцина, увеличивается концентрация чистого протеина в мышцах, что в свою очередь приводит к увеличению силы и гипертрофии скелетных мышц (Manninen, 2006).

Итак, вывод таков: во время и после тренировок лучше всего принимать быстро усваиваемую смесь из гидролизированного протеина, простых углеводов и BCAA (в особенности лейцина).

Кроме того, основываясь на результатах исследования, такой напиток не только способствует изменению секреции инсулина. Лейцин стимулирует рост мышц, т.к. он является основным элементом активизации путей трансляции, отвечающих за рост мышц.


Лейцин и начало трансляцииВкратце, трансляция (синтез полипептидной цепи белковой молекулы) - это синтез протеина, управляемый информационной РНК. Это первая из трех стадий синтеза протеина. Другие стадии - удлинение и завершение цепи (Norton, 2006). Без трансляции не может происходить синтез протеина или рост мышц.

Ранее ученые обсуждали зависимость упражнений с отягощением и баланса протеина. Они выяснили, что после истощающих силы упражнений с отягощением тело находится в катаболическом состоянии до принятия пищи, активирующей процесс восстановления. Когда тело находится в катаболическом состоянии, снижается синтез протеина в мышцах (на клеточном уровне) из-за торможения специфических факторов начала трансляции.

Эти факторы, в частности eIF4G, eIF4E and rpS6, включают процесс трансляции и, в конечном счете, синтез протеина. Как Вы, наверняка, догадались, их контролирует внутриклеточная секреция инсулина и концентрация лейцина (Norton, 2006). Поэтому, вероятнее всего, анаболический эффект от упражнений и питания достигается активированием сигнальной трансдукции факторов начала трансляции.

Оказалось, что активация таких путей трансляции (как показано ниже, Layman, 2006) важна для восстановления скелетных мышц и гипертрофии.
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками

Как видите, лейцин необходим для активации некоторых факторов начала трансляции. При введении лейцина, ткань начинает расти. Это означает, что прекращается торможение вышеупомянутых факторов начала трансляции.

Совместно, инсулин и лейцин позволяют скелетным мышцам согласовывать синтез протеина. Данные, приведенные ниже, свидетельствуют о подтверждении данной гипотезы.
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками

Из вышеприведенных данных видно, что прием BCAA в период после упражнений с отягощениями значительно повлиял на такие факторы начала трансляции как p70S6 киназа и mTOR. Задача лейцина и других BCAA – фосфорилировать протеиновый серин и треонин, которые в свою очередь создают фосфорилирующий поток, который в конечном итоге дает начало трансляции синтеза протеина.

Главное, что нужно запомнить, что BCAA, в особенности лейцин, не тормозят, а инициируют трансляцию, которая происходит в результате упражнений с отягощением. Благодаря этому, увеличивается гипертрофия мышц, так как увеличивается уровень синтеза протеина.

Сейчас у Вас должен возникнуть вопрос: зачем необходимо дополнительно вводить лейцин, если скелетные мышцы почти на треть состоят из BCAA? Вообще-то, во время упражнений с отягощением увеличивается окисление BCAA в скелетных мышцах посредством активации дегидрогеназовой кетокислоты с разветвленными цепочками. Это означает, что снижается концентрация лейцина в плазме крови и внутри клеток. Следовательно, также снижается способность лейцина стимулировать секрецию инсулина и инициировать трансляцию до тех пор, пока не будет введена добавка, во время или после упражнений.


BCAA, упражнения с отягощениями и синтез протеина. – Каков вердикт?Итак, в конце концов, встает такой вопрос: является ли лейцин добавкой, повышающей выносливость, при упражнениях с отягощением?

Основываясь на имеющихся данных и вышеприведенной информации, ответ – да. Лейцин действует как вспомогательное средство, повышающее работоспособность спортсменов, во время упражнений с отягощением, так как он обладает способностью изменять секрецию инсулина и инициировать трансляцию синтеза протеина. Оба этих фактора способствуют увеличению силы и гипертрофии скелетных мышц.


Лейцин и упражнения на выносливостьКаждый спортсмен и тренер знает, что утомление снижает качество подготовки. Кроме мышечного утомления, вызванного падением уровня гликогена и обезвоживанием, страдает также и нервная система.

Утомление центральной нервной системы является одной из форм истощения. Предотвращение данного вида истощения также играет важную роль в спортивной подготовке. Огромное количество исследований направлено на исследование BCAA и их способности отложить наступление утомления центральной нервной системы и улучшить качество подготовки при тренировках на выносливость.


Гипотеза об утомлении центральной нервной системыИдея о том, что аминокислоты с разветвленными цепочками могут тормозить наступление утомление центральной нервной системы, не нова. Многие ученые и тренеры предполагали, что BCAA могут улучшить качество подготовки, отложив наступление утомление центральной нервной системы.

Именно поэтому считается, что BCAA могут бороться со свободным триптофаном. Триптофан является исходным материалом для образования серотонина. Концентрация триптофана увеличивается во время продолжительных тренировок и вызывает чувство усталости.

Во время тренировок на выносливость нагрузки, переносимые организмом, вызывают значительные гормональные изменения (Meeusen, 2006). В особенности, повышенный уровень гормонов адреналина и эпинефрина стимулирует липолиз, т.е. гидролиз жиров в жирные кислоты, и образование глицерина (жир высвобождается из жировых отложений).

В связи с тем, что свободные жирные кислоты (СЖК) становятся подвижными, повышается уровень свободного триптофана в крови, т.к. повышающаяся концентрация СЖК в крови может вытеснить свободный триптофан из его протеинового носителя, альбумина. Поскольку СЖК связаны с альбумином, то свободный триптофан может передвигаться по гематоэнцефалическому барьеру, что приводит к повышению уровня серотонина (Meeusen, 2006).

Высокая концентрация серотонина в мозгу приводит к снижению качества тренировки. Этот феномен известен, как утомление центральной нервной системы (Crowe, 2006). Соответственно, если BCAA борются со свободным триптофаном, то уровень серотонина остается низким, тем самым, уменьшается утомление центральной нервной системы и качество тренировки улучшается.

Классная теория, правда? К сожалению, результаты исследований на эту тему довольно противоречивы. Большинство исследований, проведенных на животных, показали положительный результат, а вот большинство исследований, проведенных на людях, не обнаружили значительного эффекта от приема BCAA для предотвращения утомления центральной нервной системы.

Недавно было проведено исследование, цель которого – определение влияние BCAA на гребцов каноэ. Особое внимание исследователи уделяли утомлению центральной нервной системы. Гребцы принимали лейцин в качестве диетической добавки в течение 6 недель с целью улучшить выносливость.

Результаты показали, что выносливость гребцов действительно возросла! Таким образом, было доказано, что лейцин повышает работоспособность спортсменов. Впрочем, результаты не показали никакой связи между повышением выносливости и утомлением центральной нервной системы, т.к. не было зафиксировано значительного снижения соотношения в крови свободного триптофана по отношению к BCAA (Crowe, 2006). Наоборот, было высказано предположение, что повышение работоспособности является результатом снижения повреждения скелетных мышц во время упражнений и усиления синтеза в скелетных мышцах.


BCAA и упражнения на выносливость - вердикт
Не смотря на то, что эта теория довольно многообещающая, результаты проведенных исследований показали, что BCAA не является средством, повышающим работоспособность за счет предотвращения утомления центральной нервной системы. Тем не менее, как видно из всего выше описанного, BCAA обладают другими достоинствами.


BCAA и контроль весаМногие популярные способы контроля за весом и похудения сходятся в одном – необходимо контролировать энергетический баланс. Если человек стремится похудеть, то его цель – достичь отрицательного энергетического баланса, т.е. когда расходование энергии превышает ее потребление. Популярные методики похудения заключаются в ограничении потребления жиров и быстрых углеводов и одновременном приеме количества протеина, достаточного для поддержания азотистого баланса. Но мы пойдем еще дальше!

Современный подход к питанию во время похудения, который поддерживают многие диетологи, состоит в потреблении минимального количества протеина и жиров, а оставшееся количество необходимой энергии восполняют углеводы. Основываясь на современных методиках похудения, если человеку необходимо потреблять 2100 ккал в день, то приблизительно 820 ккал будут получены из протеина и жиров, а оставшиеся 1280 ккал – из углеводов (Layman, 2003).

Пример диетического питания, приведенный выше, показывает соотношение углеводов к протеину больше чем 3,5. Для диеты, цель которой – похудеть, это соотношение может быть слишком высоким. Ученые установили, что диета с высоким содержание углеводов приводит к:

1) снижению окисления жиров
2) повышению уровня триглицеридов в крови
3) уменьшению чувства насыщенности (чувства полного желудка)

Это не соответствует цели похудеть, и поэтому возникают новые вопросы об оптимальном соотношении макронутриентов для энергетического баланса, особенно, что касается приема углеводов.

Ранее, при похудении все внимание уделялось соотношению углеводов и жиров, но современные исследования сосредотачиваются на соотношении углеводов и протеина (Layman, 2003). Причина таких изменений очевидна:
а) диета с высоким содержанием углеводов может помешать попыткам похудеть;
б) некоторые аминокислоты участвуют в дополнительных обменных процессах, а для этого требуются, чтобы уровень их в плазме и внутриклеточный уровень были выше, чем тот, который получается в результате установленного ежедневного рациона (УЕР).

Это выдвигает на первый план лейцин и его роль в метаболизме. Основная функция лейцина – синтез мышечного протеина, для чего необходимо 1-4 граммов лейцина в день. И только после того как эта потребность удовлетворена, лейцин может участвовать в других метаболических процессах, для которых необходимо 7-12 граммов лейцина в день. В среднем, организму необходимо приблизительно 8-16 граммов лейцина в день, тогда как жалких 3 грамма лейцина, получаемого из текущего УЕР (установленный ежедневный рациона) недостаточно.


Лейцин и регулирование уровня глюкозы в кровиКогда в скелетной мышце распадается BCAA (в особенности лейцин, так как он быстрее окисляется), это приводит к образованию аланина и глутамина, которые становятся важными элементами для поддержания равновесия глюкозы в организме.
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками

Цикл глюкоза-аланин (Layman, 2006) демонстрирует взаимодействие между BCAA и метаболизмом глюкозы. На рисунке сверху видно, что BCAA не разрушаются печенью, так как они движутся по кровеносным сосудам до соединения со скелетной мышцей.

После окисления BCAA образуется аланин, который попадает в кровеносные сосуды и движется к печени, чтобы поддержать печеночный гликонеогенез – образование глюкозы из неуглеводных ресурсов (Layman, 2003).

Глутамин, еще один продукт окисления BCAA, также преобразуется в аланин в малой кишке и движется к печени в качестве исходного материала для процесса гликонеогенеза. Благодаря продолжительному циклу «аланин -> пируват -> глюкоза -> пируват -> аланин» образуется печеночная глюкоза и поддерживается уровень глюкозы в крови.

Поэтому, как было упомянуто выше, лейцин косвенно является исходным материалом для образования печеночной глюкозы. Значимость этого факта заключается в том, что во время голодания организма ночью или в ситуациях нехватки калорий, таких как похудение, гликонеогенез обеспечивает секрецию большого количества печеночной глюкозы (70 % во время голодания организма ночью, Layman, 2003).

Теоретически, это позволяет человеку воспользоваться низко углеводной диетой для поддержания нормального и здорового уровня глюкозы в крови, что является обычной опасностью низкоуглеводных диет. Было вычислено, что в среднем 100 граммов углеводов в день удовлетворяют потребность в энергии органов, которые в обязательном порядке должны получать углеводы. Это мозг, нервные ткани и кровяные клетки (Layman, 2003). Следовательно, если человеку рекомендована низкоуглеводная диета, теоретически он может отлично себя чувствовать, употребляя всего лишь 100 граммов углеводов для того, чтобы гликонеогенез снабжал глюкозой нуждающиеся в ней органы (мозг, нервные ткани и кровяные клетки) и поддерживал нормальный уровень глюкозы в крови. В конечном счете, это позволяет человеку достичь более высоких результатов в процессе похудения посредством потребления умеренного количества диетических жиров, снижения общего количества потребляемых углеводов и увеличением потребления протеина, таким образом, что новое соотношение углеводов и протеинов будет 1,5-2,0.

Конечно, этот метод подходит не всем, но он заслуживает внимания.


Начало трансляцииПомимо участия в гликонеогенезе, у лейцина есть вторая роль, имеющая отношение к похудению. Это - регулирование путей трансляции, которое было упомянуто нами раньше.

Как было сказано выше, в ситуациях нехватки калорий, таких как похудение, необходим отрицательный энергетический баланс. Следовательно, катаболическое состояние тела во время похудения часто приводит к потере мышечных тканей. Так как лейцин обладает способностью изменять на противоположное торможение трансляции в период пребывания тела в катаболическом состоянии, то он может предотвращать потерю мышечных тканей, тем самым, позволяя поддерживать мышечную массу, когда жировые отложения уменьшаются.


BCAA, уровень сахара в крови, трансляция и похудение – исследованиеВ исследовании, которое было опубликовано в 2003 (Layman, 2003) рассматривали процесс похудения и ответные метаболические реакции в двух группах испытуемых. Группы потребляли углеводы и протеины в соотношении 3,5 и 1,5 соответственно. Первая группа занималась спортом 5 дней в неделю, вторая не занималась спортом вообще.

Все испытуемые потребляли 1700 ккал в день, дефицит жиров составлял 50 ккал в день, а дефицит энергии как минимум 500 ккал в день.
Потребление одной группой испытуемых углеводов и протеинов в соотношении 3,5 основывалось на современном методе похудения, включавшем потребления жира (30 %), а также 0,8 граммов протеина на 1 кг массы тела в день, включая 5 граммов лейцина.
Группа, потреблявшая углеводы и протеины в соотношении 1.5, потребляла больше протеина (1,5 грамма на 1 кг тела в день), а также дополнительные 5 граммов лейцина в день (всего 10 граммов).

Всего было 2 исследования. В первом обе группы поддерживали обычную ежедневную деятельность, не занимаясь спортом. Во время второго исследования группы тренировались 2 раза в день 5 дней в неделю в соответствии со специальным режимом, во время которого дополнительно расходовали до 300 ккал в день.

Таблица внизу иллюстрирует преимущества, связанные с высоким уровнем потребления протеина как во время занятий спортом, так и без них.
BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками

В группе, принимавшей протеин, была зафиксирована более значительная потеря веса при меньших потерях мышечных тканей и более значительная потеря жировых отложений. Эффект усиливался при условии, что испытуемые занимались спортом.


Каков вердикт?Итак, является ли лейцин вспомогательным средством, повышающим работоспособность, во время похудения? В соответствии с исследованием, рассмотренным нами выше, очевидно, что диеты с высоким содержанием протеина (и приемом большего количества лейцина) приносят пользу спортсменам, которые хотят уменьшить жировые отложения, и вместе с тем поддерживать или как можно больше увеличить количество мышечных тканей.

Аминокислоты с разветвленными цепочками являются полезной добавкой, но пока возможные эффекты BCAA до конца не изучены. Способность BCAA (в особенности лейцина) изменять секрецию инсулина, инициировать пути трансляции и косвенно образовывать аланин и глутамин, отличает их от добавок, содержащих другие аминокислоты.

И хотя исследования, проведенные на животных, показали, что аминокислоты с разветвленными цепочками могут отложить наступление утомления центральной нервной системы, борясь со свободным триптофаном, не было обнаружено свидетельств подобного эффекта у людей. Тем не менее, прием аминокислот с разветвленными цепочками может помочь спортсменам увеличить мышечную массу, уменьшить жировые отложения и улучшить качество выполнения упражнений в силовых видах спорта и видах спорта на выносливость.

Спортсмены, которые ищет пути, чтобы выделиться и добиться успехов, обязательно должны получать оптимальное количество BCAA из пищи и принимать дополнительно BCAA, так как может быть сложно получать рекомендуемые 8-16 граммов лейцина в день только из пищи.BCAA - свежий взгляд на аминокислоты с разветвленными цепочками
Авторские права на эту статью принадлежат порталу www.fitness-online.by
Условия перепечатки



Похожие статьи и советы:

Аминокислоты
Белок организм напрямую не использует. Сначала белок расщепляется (гидролизуется) до аминокислот и аминокислотных групп (пептидов) и только затем эти «кирпичики» используются для восстановления/синтеза мышечных белков, это позволяет...

Главная | Витамины и микроэлементы | Направления фитнесса | Питание
Статьи о фитнессе | Тренировки | Фитнесс глазами врачей | Фитнесс и диеты