Скорость пищеварения.
Существует три основных формы белка в которых их можно употреблять: целые белки (сюда входит питание, белковые концентраты и изоляты), гидролизаты (частично приготовленные к употреблению протеиновые порошки) и свободные аминокислоты (в форме капсул или в порошкообразной форме). Так же ди-и три-пептиды могут быть включены вместе с свободной формой аминокислот. Всегда можно найти аргументы за или против любого типа с точки зрения того, что это оптимальное спортивное питание.
Как правило, целые белки состоят из самых длинных аминокислотных цепочек. Жидкие белки, такие как белковые изоляты и концентраты, перевариваются несколько быстрее, чем твердые целые белки (курица, говядина и т.д.), они более легко расщепляются в желудке (им нужно меньше механической обработки).
Есть утверждение что гидролизат белка обеспечит поступление аминокислот к системе значительно быстрее, чем порошковый белок и изолят. Таким образом, было предположено, что потребление белковых гидролизатов для тренинга может иметь преимущества с точки зрения синтеза белка или гликогена (23). Но так ли это на самом деле, что гидролизат поглощается значительно быстрее, чем целые белки?
В недавнем исследовании сравнивали поглощение комплексного протеина, казеина и сыворотки и их гидролизатов (24). Сывороточноый гидролизат не дал аминокислоты в кровоток чем протеин. Гидролизат казеина действительно повысил уровень аминокислот примерно на пять десять минут быстрее, чем просто казеин и произвел более высокий пик уровня аминокислот, но разница была невелика. Я считаю маловероятным, что эта разница в скорости переваривания повлияет по любым аспектам обмена веществ, синтеза белка, или гликогена.
В другом исследовании той же группой, гидролизат сывороточного белка гороха доставил аминокислоты в кровь быстрее, чем цельное молоко (25). Тем не менее, молоко также содержит значительное количество жиров и более высокую плотность калорий, оба из факторов влияют на медленное опорожнение желудка.
Если предположить что имело значение в первую очередь примерно на 5-10 минут разница в скорости между пищеварением казеина и его гидролизата, то это может быть компенсировано просто поглощением казеина на пять десять минут раньше. Кроме того появляется все больше доказательств, который говорят о том, что медленые белки (или комбинация быстрых и медленных белков) превосходят более быстрые.
Это правда, что свободные аминокислоты всасываются быстрее, чем целые белки, показывая быстрое увеличение в крови уровня аминокислот и столь же быстрое снижение (26), это преимущество зависит от контекста. Хотя вполне логично, что отдельные аминокислоты будут поглощаться более быстрее, ди-и три-пептиды фактически поглощаются довольно быстро в связи с наличием специфических транспортеров для ди - и три-пептидов, как указано выше (2,3).
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.7: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Быстрые и медленные протеины.
Всегда было предположение, что белок из различных источников усваивается примерно с одинаковой скоростью. Ситуация изменилась в 1997 году, когда исследования показали, что две различные фракции белка сыворотка и казеин, содержащиеся в молоке, показали различную скорость пищеварения. Это было положено в идею, имеющую отношение как к спортивному питанию так и к общему состоянию здоровья, идея о "быстрых" и "медленных" белках (27, 28).
В исследовании 10 мужчин с нормальным потреблением белка не кормили в течение 10 часов и затем давали либо 43 граммов казеина или 30 граммов сыворотки (это было сделано, чтобы уравнять содержание аминокислоты лейцина в сыворотке и казеине, которые отличаются лейцин содержанием).
Исследователи отслеживали кровь на уровень аминокислот, наряду с изменениями всего синтеза белка в теле. Значительные различия были обнаружены между сывороткой и казеином для всех измеряемых параметров.
Сыворотка вызвала пик лейцина в крови за один час, возврат к исходному состоянию был в течение 4 часов. В противоположность этому, казеин показал более медленный рост, вызвав гораздо более низкий максимальный пик за час, но поддерживая тот же уровень лейцина в течение почти 7 часов. На рисунке 1 показана схема концентрации в крови лейцина после приема каждого белка.
Разница содержания аминокислот в крови была заслугой прежде всего различиями в скорости переваривания между белками, структура сыворотки приводит к быстрой скорости переваривания, а казеин стремится к "сгущению" в желудке, задержке пищеварения..
Кроме того исследователи обнаружили, что сывороточный протеин стимулировал синтез белка (строительство больших белков из отдельных аминокислот) при отсутствии эффекта торможения распада белка (распада больших белков на отдельные аминокислоты). Казеин имел противоположный эффект, подавляя распад белка без влияния на синтез белка. Другой факт заключается в том, что сывороточный протеин стимулировал окисление аминокислот в несколько большей степени, чем казеин.Баланс лейцина мера того, сколько белка фактически сохранено в теле, от казеина было больше чем от сыворотки. Это важный и часто упускается момент, когда люди рассматривают это исследование: сохранение белка, измеряемого с точки зрения баланса лейцина, был выше от казеина чем от сыворотки. Это говорит о том, что снижение распада белков, а не стимуляция синтеза белка, могут иметь большее влияние на общие количество белка в организме.
На основании этих данных, казеин стал известен как медленный, антикатаболический белок, а сыворотка как быстрый, анаболический белок. Общая рекомендацией стало потреблять быстрые белки такие как от сыворотки, вокруг тренировок или первым делом утром после сна (когда есть необходимость получить в кровь аминокислоты быстро). Казеин был рекомендован в период, когда спортсмен хотел чтобы предотвратить катаболизм или необходимый медленный темп пищеварения (например перед сном).
Некоторые авторы утверждают, что казеино-сывороточные смеси влияют на распад и синтез белка. Идея состоит в том, что сыворотка будет обеспечить быстрый всплеск аминокислот (стимулирующий синтез белка) в то время как казеин будет поддерживать постоянный низкий уровень аминокислот (ингибируя распад белка).
Предварительные данные представленные с 2005 на Международной конференции, предполагает что смесь 50/50 сыворотки и казеина может обеспечить оптимальные результаты в плане набора мышечной массы тела с тренингом (29). Как и выше, идея состоит в том, что сыворотка обеспечивает больше стимула синтезу белка, в то время как казеин ограничивает распад белков.
Сочетание стимуляции синтеза белка с одновременным ингибированием распада белка, имеет наибольшее влияние на общее количество белка в теле. Это интересно отметить, что культуристы уже давно потребляют обильное количество молока, чтобы набрать мышечную массу, молоко содержит около 80% казеина и 20% сыворотки, обеспечивая смесь обоих "медленных" и "быстрых" белков.
Но все ли эти выводы действительно оправданы на основе этого одного исследования? Некоторые ключевые факторы: испытуемых должны были кормить в течении ночи (которая влияет на синтез и распад белка), не было подготовки, только один приём пищи был измерен на синтез и распад белка, и никакие другие питательные вещества не были даны с белком. Таким образом опыт имеет ограниченное значение для сыворотки и казеина для сочетаний с другими питательными веществами, для сочетания с тренировками, или потребления после одного или нескольких блюд. Дальнейшие исследования с тех пор рассмотрели некоторые из этих факторов.
Когда казеин или сывороточный белок рассматриваются как часть смешанной пищи, то разница становится гораздо менее выраженным (30). В исследовании смешанная пища с сывороткой, дала аминокислоты в кровоток несколько быстрее, чем смешанная пища с казеином. Однако как и в исходном исследовании группы с сывороткой получали меньше общего белка, чем группа с казеином. С казеином показали большее общего роста белка за счет большего количества белка съеденного, а не из за различий в скорости пищеварения.
В последующем исследовании одинаковое количество казеина и сывороточного белка дали с углеводами и жирами для молодых и старых людей (31). Смешанная пища содержащая сыворотку дали небольшое преимущество для молодых людей по сравнению с казеин, и гораздо больший эффект у пожилых людей.
Еще одно исследование показало, что сывороточный протеин, если замедлить усваивание, начинает вести себя как казеин и фактически имеет наибольшее влияние на синтез белка по сравнению сывороткой и казеином употреблённых вместе (32). В исследовании в общей сложности 30гр сывороточного белка дано в 13 отдельных напитках (2,3 грамма белка молочной сыворотки пили каждые 20 минут) в течение 4 часов; синтез белка был выше, чем в любом из других групп. Этот тип дозирования кажется довольно нереальным для большинства людей. Однако, это действительно поддерживает идею, что большие различия между сывороткой и казеином были из-за различий в скорости переваривания, как упоминалось выше.
Во всех исследованиях проведенных до сих пор, исследователи измеряли синтеза и распад белков тела. Хотя популярные авторы склонны считать, что эффект преимущественно рассматривается в скелетных мышцах, но так же логично предположить, что синтез белков был так же в печени или кишечнике, выясняется что различные источники белка делают преимущественное воздействие на различные ткани в теле.
Например, по сравнению с молочным белком, соевый имеет тенденцию быть использованным в большей степени в кишечнике и печени, обеспечивая меньше аминокислот в периферических тканях, таких как мышцы (33, 34). Это может быть из-за скорости, с которой соевый белок переваривается (соевый также быстрый белок), а также из за общего профиля аминокислот; белки которые имеют низкое содержание необходимых аминокислот могут быть преимущественно использованы в кишечнике. В то время как обслуживание существующих тканей безусловно важно для спортсменов, но в конечном счете связан с воздействием белка на скелетные мышцы с точки зрения синтеза и распада.
Для выяснения как на тренинг может влиять быстрый белок по сравнению с медленным, проводили исследования, где давали казеин или сывороточный белок через час после тренировки с отягощениями, оба имели одинаковый эффект на синтез белков мышц, несмотря на различные профили аминокислот белков (35).Другое исследование показало, что обезжиренное и цельное молоко потребляемое после тренировки положительно воздействует на синтез белка (у цельного молока имеется немного больший эффект), так что может быть, как упоминалось выше, что смесь казеина с сывороткой превосходит раздельный белок (36). Обезжиренное молоко превосходит соевый белок для поддержания мышечной массы, что недавно показали исследования(37).
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.8: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Скорость поглощения других белков.
А как насчет скорости переваривания других белков? К сожалению, не так много данных существует, хотя один исследователь собрал данные из различных исследований, чтобы сделать грубую оценку скорости усваивания белка (38). Пожалуйста, обратите внимание, что цифры ниже носят весьма предварительный характер, поскольку некоторые исследования использовали довольно косвенные измерения для оценки скорости переваривания белков. Резюме его результатов появляется в таблице 2
• Эти измерения должны рассматриваться как самые грубые оценки, поскольку исследования использовали косвенные измерения переваривания белков.
Очевидно что есть значительные различия в скорости переваривания различных белков, но в реальных условиях значения могут отличаться. При средней скорости переваривания примерно 6-7гр/ч для белка, то есть за 24 часа можно потенциально переварить максимально 168 гр/сутки белка(38). Для 100 кг (220 фунт) человека, это будет означать максимальная суточная доза белка 1,68 гр/кг (0,75 гр/фунт).
Хотя это удивительно согласуется с некоторыми оценками потребностей в белке, но есть множество спортсменов, которые потребляют гораздо больше белка на постоянной основе. Основная рекомендация 2,5-3,0 гр/кг (1,1-1,4 гр/фунт) и более не являются необычным после ряда исследований. Рассказы о 300-400 гр/сутки (или более) потребление белка не являются редкостью среди культуристов.
Если 100 кг (220 фунт) спортсмен потребляет относительно стандартные 2,0 гр/кг (0,9 гр/фунт), то значит будет по-прежнему потреблять 200 граммов белка в день, это выше чем расчетная максимальная норма. При 3,0 гр/кг (1,4 гр/фунт) или 300 граммов белка в день, это будет почти в два раза выше оценочного теоретического максимума основанного на пищеварении в таблице 2. Кажется маловероятным что весь белок свыше 168 гр/день просто не переварится.
В некоторых исследованиях аминокислоты вводили через вены, это позволило предположить сколько скелетные мышцы могут усваивать, оказалось что гораздо больше белка усвоилось чем ожидалось. В одном исследовании темпы синтеза белка были исследованы с разной скоростью инфузии и максимальной ответной реакцией была скорость усваивания 150 мг/кг/час (39). Это приравнивается к пищевому потреблению 288 гр/день или 2,88 гр/кг для 100 кг спортсмена; для этого потребуется скорость переваривания белков примерно 12 гр/час. Это скорость переваривания выше, чем любое из значений перечисленных в таблице 2. С физиологической точки зрения представляется маловероятным, что скелетные мышцы смогут усвоить больше количество протеина, чем физиологическая способность организма переваривать.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.9: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Объясняя противоречие.
Оценка переваривания белков не в состоянии показать, что пищеварительная система человека может адаптироваться с точки зрения скорости опорожнения желудка (как быстро питательные вещества уходят из желудка), а также максимального расхода этих питательных веществ. Желудочно-кишечный тракта (ЖКТ) адаптируется к изменениям в диете (40). Изменения в потреблении белка влияют только на усваивание белка, изменение в потреблении углеводов влияют только на усваивание углеводов, изменение жиров влияют только на всасывание жиров. В то время как большая часть данных получена от опытов на животных, есть так же и опыты с людьми и данные подтверждают этот эффект.
В одном из исследований изучили скорость прохождения питательных веществ через ЖКТ у физически активных лиц (в том числе у спортсменов) с разнообразным потреблениям калорий (41). Жидкую пищу содержащую 250 ккал давали людям с различной величиной потребления пищевых веществ.
Калорийность возросла с 1250 до 5300 ккал/день, время прохождения жидкой пищи сократилось с 150-200 минут до 50 минут, это трёх- четырёх-кратное увеличение. Чем больше калорий спортсмены регулярно потребляют, тем быстрее они усваиваются у них.
В исследованиях с использованием конкретных питательных веществ, были получены аналогичные результаты. Две недели высокожировой диеты увеличивает скорость опорожнения желудка и поглощения жиров на примерно 25% (42). Кроме того, три дня с высоким содержанием углеводов в питании, увеличили поглощение углеводов примерно на 30% без влияния на скорость абсорбции белка (43). Нет исследований на потребление и скорость поглощения белка сделанных у людей.
Крыс кормили пищей с высоким содержанием белка в течение 3 недель, при этом увеличилась скорость опорожнения желудка высокобелковой муки примерно на 20% (44). Это значение, по крайней мере аналогичны изменениям в организме человека для углеводов и жиров, что мы и могли бы предположить и у человека. Отсюда вывод, что спортсмены, которые обычно потребляют больше количество белка, скорее всего показали бы более высокую скорость переваривания этих белков, чем значения указанные в таблице 2.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.10: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Воздействие предыдущей еды на скорость пищеварения.
Другой вопрос в отношении скорости пищеварения, это то насколько влияет эффект предыдущей еды. Как упоминалось выше, большинство исследований на эту тему (и многие другие связанные с белковый обменом) осуществляется в голодном состоянии. Хотя это служит для минимизации числа переменных, то возникает вопрос о реальной применимости результатов.
Питание не переваривает немедленно и пища от предыдущей еды может присутствовать и еще перевариваться несколько часов позже в зависимости от ряда параметров, таких как размер еды, форма еды, содержание макроэлементов и т.д. За исключением еды потребляемой на завтрак с утра, все последующие приемы пищи в течение дня, скорее всего совпадают с предыдущей едой.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.11: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Чем быстрее пищеварение тем лучше?
Перед тем как оставить тему быстрых и медленных белков, вопрос который следует задать, это является ли высокая скорость пищеварения обязательной, так как это было наиболее рассмотрено в исследованиях выше(38). Также возможно, что прием белка предположительно зависит от того, когда его принимать, какой он "быстрый" или "медленный". К сожалению, с исследовательской точки зрения, есть больше вопросов, чем ответов по этой теме.
С практической точки зрения, быстрое переваривание белков, как правило, оптимальное до или во время тренировок. Что касается после тренировки, казалось бы что медленные и быстрые белки одинаково эффективны в синтезе белка, исследования свидетельствуют, что медленнее белки или смесь медленных и быстрых могут быть превосходными после тренировки.
Но как насчет приёма в другое время дня? Медленные белки лучше? Имеет ли значение, потребляете ли вы белки в голодном состоянии? Сочетание быстрых и медленных белков лучше, чем отдельно медленные и быстрые?
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.12: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Есть ли максимальный предел в потреблении белка за один прием пищи?
Существует мнение, что белок не может быть переварен более какого то количества за один приём пищи. Обычно ограничением выступает магическая цифра в тридцать граммов, но и другие значения используются также, хотя часто неясно, что именно выступает в качестве предела.
Как обсуждалось выше, тело увеличивает скорость опорожнения желудка и всасывания питательных веществ в ответ на увеличение потребления пищевых веществ и кажется маловероятным, что какой-либо одино фиксированное количество белка, можно применять ко всем лицам, независимо от размера тела, деятельности или обычного потребления белка.
Если мы предположим график питания с 6 приемами пищи в день (который является довольно стандартным среди культуристов), то максимальное потребление белка 30 граммов за один прием пищи позволит в общей сложности съесть 180 гр/день. Это просто не согласуется с реальным потреблением среди спортсменов.
Большие спортсмены часто едят гораздо больше белка и они не увеличивают частоту приёма еды, они увеличивают количество потребляемого белка за один прием пищи. Большие блюда обычно занимает больше времени на пищеварение, спортсмен увеличивая количества белка в данном приеме, просто больше времени потратит чтобы переварить еду. На основе данных представленных выше видно, что увеличивается скорость желудочно-кишечного тракта и нет никаких реальных оснований думать, что тело может обрабатывать только некоторое фиксированное количество белка.
Тем не менее, есть альтернативные интерпретации претензия в том, что тело может только оптимально использовать определенное количество белка. Однако некоторые недавние исследования предполагают возможный предел максимального количества белка, необходимого для максимального синтеза протеина в скелетных мышцах.
В одном недавнем исследовании, где было различное количество незаменимых аминокислот, участвовали молодые и пожилые люди, у них изучили реакцию синтеза белков в скелетных мышечных. Там установили максимальный отклик на 10 гр незаменимых аминокислот без дальнейшего реагирования на 20 гр (45). Поскольку целые белки из пищи содержат ~ 40-50% незаменимых аминокислот, то это было равносильно примерно 20-25 граммов белка для максимального стимулирования синтез белка в скелетных мышцах.
Поскольку субъекты весили в среднем 75 кг, это представляет собой потребление белка на уровне 0.26-0.30 гр на кг; 100кг спортсменам нужно 25-30 граммов общего белка за один прием пищи. Спортсмен потребляя 6 приемов пищи в день может создать максимальный ответ с точки зрения синтеза белка в скелетных мышечных при 150-180 граммов белка в день (1,5-1,8 гр/кг).
Тем не менее у субъектов в данном исследовании не было подготовки, по этому неясно, могут ли эти данные быть применены. Тренировки как известно влияют на ряд важных метаболических процессов и спортсмены могут иметь требования к белкам выше, чем необходимо только для обеспечения максимального синтеза белка в скелетных мышечных (46).
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 2.13: ПЕРЕВАРИВАНИЕ УСВАИВАНИЕ БЕЛКА.
Итог.
Пищеварение белка происходит в меньшей степени в желудке в большей степени пищеварение фактически происходит в тонком кишечнике. Специфические ферменты "режут" белки на более мелкие части. Вообще говоря, только свободные аминокислоты и ди- три-пептиды (две и три аминокислотные цепи) поглощаются, более длинные цепи усваиваются в незначительной степени от общего числа, если конечно это не патология, тогда таких цепей будет больше и это проблема.
После переваривания и всасывания, аминокислоты попадают в печень, где они подвергаются экстенсивному метаболизму. Более половины аминокислот разрушаются в печени, небольшой процент используется для синтеза белка в печени, а остальные попадают в кровь для использования другими тканями.
Белки животного источника обычно показывают очень высокую усвояемость, в пределах от 95-97%, растительные белки показывают ниже пищеварительную эффективность 75-85%, это означает, что усвоенного общего белка будет больше, если больше количество белка будет получено от животного источника.
Пожалуй самая интересная идея в питании белка в последние годы является это «медленные» и «быстрые» протеины. В более ранних работах просто оценивали белки как твёрдые которые усваиваются достаточно медленно и жидкие белки которые усваиваются быстрее, чем твердые. Некоторые гидролизаты белка усваивается несколько быстрее, хотя различия не такие уж большие, несколько минут в лучшем случае. Свободные аминокислоты как правило перевариваются наиболее быстро, хотя ди- и три-пептиды быстрее перевариваются.
Более поздние работы показали, что могут быть и другие различия между белками с точки зрения скорости пищеварения. В исследованиях рассмотрены сыворотка и казеин. Сыворотка является прототипом "быстрого" протеина, а казеин прототипом "медленного" белка. Молочная сыворотка вызывает быстрый и сильный рост уровня аминокислот в крови, но и быстро снижается, это хорошо стимулирует синтез мышц, но мало влияет на их распад. Аминокислоты также стимулируют быстрое увеличение в крови уровня аминокислот.
Казеин приводит к гораздо меньшему уровню аминокислот в крови, но устойчивое держит высокий уровень, при этом уменьшается распад белков и лишь небольшое влияние оказывается на синтез белка. Различия между двумя белками значительно уменьшается, когда другие питательные вещества добавляются в еду. Неясно как потребление предыдущей еды повлияет на скорость пищеварения, так как ни одно исследование не было сделано на эту тему.
Различные белки показывают весьма разные уровни пищеварения. Кроме того хронически высокое потребление еды вызывает адаптацию в виде увеличения скорости переваривания/поглощения белков (и других питательных веществ). Переваривания белков определенными лицами с привычно низким потреблением белка может привести к недооценке скорости пищеварения у спортсменов, которые потребляют большое количество белка каждый день.
Хотя многие интерпретировали исследования о "быстрых" и "медленных" белках как доказывающие превосходство "быстрых" белков, это не обязательно обоснованный вывод. Быстрые белки более эффективны до и во время тренировки (по практическим соображениям), есть доказательства того, что медленные или смесь быстрых с медленными могут быть лучше для периода тренинга. Есть ли превосходство "быстрых" или "медленных" белков в другое время дня, в настоящее время неизвестно.
Наконец хотя кажется что нет никакого предела в количестве белка, который может быть переварен за прием пищи (большее количество просто займет больше времени), есть некоторые доказательства ограничение на количество белка за один прием пищи с точки зрения максимально стимулирующий синтез белка. Хотя это казалось бы может установить ограничение на количество белка, который необходимо употреблять за один прием пищи, важно отметить, что существуют и другие метаболические процессы, требующие наличия белка, которые не имеют отношения к синтезу белков в скелетных мышцах как таковых, которые могут иметь необходимость в большем потреблении белка за один прием пищи для оптимальной реакции на тренинг.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 3.1: ОСНОВНОЙ ОБМЕН БЕЛКА.
Основной обмен белка.
В последней главе обсуждалось пищеварение и усваивание белков вплоть до того, что аминокислоты попадают в кровоток/свободный пул. Это даст тему обсуждения для последующих глав, далее будут рассмотрены некоторые основные понятия белкового обмена в плане того, как аминокислоты могут быть использованы. Основное внимание здесь будет на скелетные мышцы, поскольку эта ткань наиболее важная для спортсменов.
Прежде всего нужно изучить процессы синтеза и распада белка, как концепцию оборота белка. Далее будет рассмотрено воздействие на этот процесс питанием. Эта важная концепция называется суточным циклом, это помогает объяснить, почему просто кушая много белка, не приведёт к увеличению запасов белка в организме.
Будет рассмотрено воздействие тренинга на скелетных мышц на белковый обмен. Так же будет рассмотрен вопрос использования аминокислот свободного пула из скелетных мышц для других тканей.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 3.2: ОСНОВНОЙ ОБМЕН БЕЛКА.
Обмен белка: связь между синтезом и распадом белка.
Хотя визуально с течением времени количество ткани в организме остаётся практически неизменной, но на самом деле в ткани проходят практически непрерывные процессы распада и синтеза. Эти два процесса вместе называют обменные процессы в тканях.
Это верно и для тканей белков, таких как белки плазмы и скелетных мышц, которые подвергаются непрерывным процессом распада и ресинтеза. Важно что происходит с точки зрения количества синтеза и распада белка этих тканях в долгосрочной перспективе.
Если синтез превышает распад, то будет увеличиваться количество этого белка. Если распад превышает синтез, то белок будет уменьшаться. Если же распад равен синтезу, то не будет никакого долгосрочного изменения количества этого белка.
Для не уменьшения мышечной массы нужно, чтобы синтез белка был равный или больше чем распад. Для роста мышечной массы нужно либо увеличение синтеза белка или уменьшение распада белка, или то и другое одновременно.
Важно отметить, что различные ткани обновляются с разной скоростью. Белки плазмы в печени могут обновляться в течение нескольких часов, а у белков скелетных мышц это может занять несколько дней. У таких тканей как сухожилия и связки, обновление может занять месяцы или годы (1).
Процесс синтеза белка требует, чтобы аминокислоты были выведены из пула свободных аминокислот для включения в синтез белка. Распад белка выпускает аминокислоты обратно в свободный пул. Конкретные пути и механизмы распада и синтеза белка в конечном счете не важны с практической точки зрения. Важно отметить что эти пути являются самостоятельными и регулируются различными факторами.
Другими словами синтез белка не просто обратный процесс распаду белка и распад белка не просто обратный процесс синтеза белка. Скорее они являются различными физиологическими путями, которые регулируются различными факторами в организме. В то время как синтез и распад белка отдельные процессы механистически, они также взаимосвязаны в некоторой степени. При множестве обстоятельств, таких как рост, увеличение синтеза белка, сопровождается так же повышением распада белка (1).
При нормальном обычном питании, среднего размера человек может обернуть примерно 300 граммов белка в день, то есть в общей сложности 300 граммов белка распадётся и большая часть из них синтезируется обратно в ткани. В зависимости от параметров человека оборот белка пропорционально будет меняться. Это не означает, что ежедневные потребность в белке составляет 300 граммов в день, так как большая часть белка из тех что распались синтезируются организмом вновь.
Обмен белка в организме энергетически дорогостоящий процесс, было подсчитано, что на обмен белка тратится примерно 15-25% от основного обмена (3). На первый взгляд, обмен белка кажется довольно расточительным процессом для тела, особенно учитывая что процесс направлен на поддержание тканей в организме (так как большая часть белка который распался, синтезируется снова). Тем не менее, оборот белка по-видимому, играет критически важную роль в борьбе со стрессовыми ситуациями, предоставляя аминокислоты, где они необходимы.
Снижение обмена белка может отрицательно сказаться на способности организма быстро восстанавливаться после стрессовых раздражителей (1,3,4). Например, увеличенная скорость распада мышц, замеченная у пациентов при ожогах, обеспечивает достаточно аминокислот (особенно глутамина и его предшественников) для поддержания иммунной системы (3). Это происходит за счет мышечной ткани, объясняя атрофию мышц в таких ситуациях. Белки обмена опосредуются рядом факторов. Это включает в себя гормональные факторы (тестостерон, щитовидная железа, инсулин, кортизол, гормон роста, глюкагон), потребление калорий и доступность аминокислот (5). Конечно тренировки оказывают глубокое влияние как на белковый синтез и так и на его распад.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 3.3: ОСНОВНОЙ ОБМЕН БЕЛКА.
Как влияет еда на синтез и распад белка.
День за днем, наибольшее влияние на метаболизм скелетных мышц оказывает питание, это стимулирует синтез белков и тормозит распад белков.
Другие факторы тоже безусловно оказывают влияние на синтез и распад белка. После еды этими факторами являются концентрация инсулина и аминокислот в крови (6), которые воздействуют независимо друг от друга, но играют взаимодействующие роли (7).
Содержание аминокислот из еды играет важнейшую роль с точки зрения содействия синтезу белка, инсулин играет второстепенную роль (
. По сути при условии достаточного количества аминокислот необходимо очень малое количество инсулина для максимальной стимуляции синтеза белка.
Инсулин увеличивает транспорт аминокислот в скелетные мышцы и некоторые исследования показывают непосредственного влияния инсулина на синтез белков (9). Тем не менее в первую очередь это все зависит от наличия достаточного присутствия аминокислот, повышение уровня инсулина без повышения уровня аминокислот (путем потребления белка) практически не имеет никакого влияния на синтез белка (10). В самом деле, подъем инсулина без одновременного увеличения аминокислот имеет тенденцию к снижению синтеза белка, в связи с уменьшением циркулирующих концентраций аминокислот (6).
Недавние исследования незаменимых аминокислот как ключевых игроков в стимулировании синтеза белка показало, что заменимые аминокислоты не имеют прямого влияния на синтез белка (11), хотя полный комплект аминокислот требуется для синтеза белков.
Кроме того, аминокислоты с разветвленной цепью (ВСАА), играют чрезвычайно важную роль в увеличении синтеза белка (12), если не хватает ВСАА в смеси аминокислот, то данный набор аминокислот будет являться неэффективными в стимулировании синтеза белка (13).
С точки зрения распада белка, исследований намного меньше, но потребление еды уменьшает распад белка с помощью комбинации повышения доступности аминокислот (особенно лейцина), а также увеличение инсулина (14). Хотя он играет довольно незначительную роль в продвижении синтеза белка, инсулин по видимому, играет основную роль в уменьшении распада белка (6). Сочетание увеличения уровня инсулина и аминокислот в крови имеет комбинированное положительное влияние с точки зрения роста белка после еды.
Сам акт еды приводит к общему увеличению белков организма. Тем не менее важно отметить, что поедание просто груды белка, не приведет к значительному росту мышечной массы или запасов белков тела в долгосрочной перспективе. Причина этого связана с процессом в организме называемым суточным циклом.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 3.4: ОСНОВНОЙ ОБМЕН БЕЛКА.
Суточная цикличность.
Причина кажущегося противоречия выше, связана с физиологическим механизмом называемым суточным циклом белка (15). Суточный цикл белка это обменный процесс, которой сочетает синтез белков во время сытого состояния, во время питания и распад белка в интервале между приёмами пищи. Этот казалось бы расточительный процесс, обеспечивает аминокислотами, полученных из еды, более равномерно в течение 24-часового периода (16).
Хотя питание влияет на синтез и распад белков скелетных мышц, многие из белков синтезируемых после еды (например, в кишечнике и печени) лабильны, то есть эти белки служат главным образом в качестве временного хранения аминокислот (16). Эти лабильные белки распадаются на аминокислоты между приемами пищи (или ночью), что влияет на рост или уменьшение белка тела в течение 24 - часового периода. Суточный цикл как полагают действует как "буфер", чтобы предотвратить увеличенную циркуляцию аминокислот после приема пищи, так как они направляются в ткань для синтеза (17).
Суточный цикл белка является чувствительным. Когда потребление белка увеличивается в течении дня, то запас белка растёт, в ночное время растет распад белка. Таким образом чем больше белка в отдельном питании, тем больше он или она нуждается в еде для поддержания баланса (1, 18). Некоторые исследователи считают, что высокое содержание белка в теле у спортсменов, заставляет потреблять привычно много белка с пищей (19). То есть при большом содержании белка в теле, как правило требуется высокое потребление белка с питанием, чтобы избежать потери из-за суточного цикла (и повышенного окисления аминокислот в печени).
К тому же когда потребление белка уменьшается, то меньше белка сохраняется в течение дня, и меньше распадается ночью. Тем не менее всякий раз когда происходит изменение потребления белка от высокого к низкому, есть короткий временной лаг прежде чем суточная цикличность (и других процессов, таких как окисление аминокислот) подстроится к изменению в потреблении белка (20).
В любом случае, процесс суточной цикличности объясняет, почему просто потребление огромного количества белка сама по себе не вызывает значительного увеличения мышц. Организм просто теряет больше белка между приемами пищи в дополнение к окислительным больших количеств в печени. У лиц не тренирующихся как правило тело находится в равновесии, белок в организме не увеличивается.
При тренинге в уравнение добавляется физическая активность и тело использует дополнительный входящий пищевой белок для синтеза новых белков в организме. По существу тренинг стимулирует тело на увеличение белка в организме, что в сочетании с достаточным строительным материалом (калориями и белком) приводит к увеличению массы скелетных мышц или белков ферментов, участвующих в выносливости.
КНИГА О БЕЛКЕ, ЛАЙЛ МАКДОНАЛЬД, ЧАСТЬ 3.5: ОСНОВНОЙ ОБМЕН БЕ