CC BY
112
УДК 613.292:796.071
Специализированные белково углеводные продукты питания
для спортсменов
Ключевые слова: гликоген; мальто-декстрин; белково-углеводный продукт; АТФ; метаболизм; катаболизм; спортсмены.
Э.С. Токаев, д-р техн. наук, проф., И.А. Бастриков, аспирант Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Ни один фактор, за исключением наследственности и адаптации к физическим нагрузкам при тренировках, не оказывает столь сильного влияния на спортивный результат, как питание. Эффективность развития силовых и скоростно-силовых качеств спортсменов связана с активизацией синтеза тканевых белков в работающих мышцах и восполнения уровня гликогена в мышцах и печени. Содержание гликогена в мышцах при интенсивных упражнениях можно снизить менее чем за час, но восстановить его до прежнего уровня за счет повседневной пищи удается лишь за несколько дней [1, 3, 10]. Помимо этого традиционное повседневное питание не обеспечивает поступления в организм достаточного количества легкоусвояемых белков, особенно незаменимых аминокислот, а также не гарантирует необходимого их соотношения. Поэтому восстановление уровня гликогена и усиление синтеза новых мышечных волокон поддерживается дополнительным поступлением в организм спортсмена углеводов и белков, что чаще достигается включением в рацион питания спортсменов специализированных белково-угле-водных пищевых смесей, характеризующихся повышенной биологической ценностью [9].
Такие пищевые продукты обладают рядом особенностей. Их производят из комплекса углеводов с разной длиной цепи, белкового сырья, они могут содержать среднецепочечные триглице-риды, богаты различными микронут-риентами (витаминными, минеральными веществами), которые стимулируют энергетический обмен и синтез белка в организме. Ассортимент бел-ково-углеводных продуктов, используемых в питании спортсменов, с каждым годом расширяется [1, 2, 4].
На скорость восстановления гликогена после физической нагрузки влияют количество и качество углеводов, их тип, время и кратность употребления, а также тип физической нагрузки [12].
Согласно данным литературы, скорость ресинтеза гликогена мышц максимальна, если прием углеводов происходит непосредственно после завер-
шения физической нагрузки. Таковой она поддерживается в течение 2 ч. Если прием углеводов происходит спустя 2 ч после физической нагрузки, то скорость образования гликогена снижается на 50 %, несмотря на высокие концентрации глюкозы в крови и инсулина. Объяснение этому факту кроется в снижении чувствительности мышц к инсулину в этот период [3, 13].
Достаточно действенным для восстановления уровня гликогена признается частый прием небольших количеств углеводов после физической нагрузки, так как в таком случае поддерживаются высокие концентрации инсулина и глюкозы в крови и эффект от употребления углеводов продлевается [13].
В соответствии с международной практикой, а также в связи с тем, что специализированные белково-угле-водные продукты - не единственный для спортсмена источник белков и углеводов, можно полагать, что ежедневная порция специализированного белково-углеводного продукта должна обеспечивать 40-70 % суточной потребности спортсмена в рациональном питании [1, 3, 4]. При этом чрезвычайно важно определить содержание белков и углеводов в рационе, необходимое для обеспечения потребностей спортсмена в зависимости от его специализации и уровня подготовки. При занятиях видами спорта, требующими выносливости (бег, плавание, лыжные гонки), рекомендуется рацион, в котором доля углеводов суточного рациона составляет 70-75 %, доля белков суточного рациона - 14-15 %, при занятиях скоростно-силовыми видами спорта (метание, прыжки, спринтерские дистанции) и силовыми видами спорта (тяжелая атлетика, силовое троеборье, бодибилдинг) потребность в белках возрастает до 18-20 %, в углеводах - до 60-70 % [3, 8].
Рассматривая влияние вида физической нагрузки на синтез гликогена, особое внимание стоит уделить эндогенному субстрату для синтеза гликогена - лактату. Если физическая нагрузка приводит к быстрому снижению концентрации гликогена, то это вызывает увеличение лактата в крови и мышцах,
и синтез гликогена в этом случае может быть весьма интенсивным. В свою очередь, продолжительные физические нагрузки истощают запасы лактата, что приводит к возрастающей роли экзогенных источников углеводов [4].
Потребность организма в белке в среднем составляет 1,3-2,3 г на 1 кг массы тела. При интенсивных тренировках, в связи с физиологическими потерями азота вследствие продолжительной мышечной деятельности, содержание белка в рационе может быть повышенно до 2,3 г/кг [3, 6]. Однако это не означает отсутствия потенциальной возможности отрицательных эффектов от потребления высокого количества белка. Считается, что избыточное потребление белка (свыше 2,3 г/кг) нецелесообразно, так как при этом количестве ухудшается усвоение белка, в результате образуются продукты обмена - аммиак и мочевина, которые, в свою очередь, повышают нагрузку на печень и почки. Повышенное количество аммиака оказывает токсическое воздействие на клетки головного мозга, что на фоне происходящего при этом замедления скорости передачи нервных импульсов может вызвать заметное снижение реакции спортсмена. Высокий уровень аммиака оказывает также губительное воздействие на микробиоценоз толстой кишки, снижая содержание в ней бифидо- и лактобак-терий [2, 7].
Независимо от количества белка обязательным является присутствие в рационе спортсмена углеводов, без адекватного количества которых снижается образование АТФ (аденозинт-рифосфорной кислоты), усиливается катаболизм мышц (через глюконеоге-нез). В целях максимального восстановления гликогена мышц после физической нагрузки и/или оптимизации его запасов перед соревнованиями спортсмен ежедневно должен употреблять 7-10 г углеводов на 1 кг массы тела, причем тип употребляемых углеводов имеет весомое значение. Употребление «простых» углеводов (моно-, ди- и олигосахариды) вызывает значительный и кратковременный подъем концентраций глюкозы в крови. Они
NUTRITION AND HEALTH
имеют сладким вкус, расщепляются полностью, к насыщению, как правило, не приводят. Применение в рационе питания «сложных» углеводов (полисахариды) приводит к сглаженному и более продолжительному ответу со стороны глюкозы крови, тем самым способствуя насыщению гликогена мышц [3, 4].
Углеводы, поступившие с пищей в организм, служат, в первую очередь, для обеспечения глюкозой скелетных мышц, как во время выполнения физических упражнений, так и в восстановительном периоде. И только во вторую очередь наличие глюкозы и фруктозы в печени используется для синтеза гликогена [1].
С точки зрения представлений об изменении концентрации глюкозы крови в ответ на употребление различных уг-леводсодержащих продуктов, более предпочтительно разделение продуктов по принципу «гликемического индекса». Это понятие появилось в начале 80-х годов и, согласно исследованиям, вполне подходит для характеристики продуктов комплексной природы, содержащих углеводы.
Применение информации о глике-мическом индексе углеводсодержащих продуктов в питании спортсменов важно для оптимизации процессов восстановления гликогена. В период после продолжительной физической нагрузки спортсменам рекомендуется употребление небольшого количества продуктов с высоким и средним гликеми-ческим индексом, так как они увеличивают запасы мышечного гликогена в большей степени, чем углеводные продукты, характеризующиеся низким гликемическим индексом [3].
Некоторые различия в метаболизме простых углеводов, в частности, большой выброс инсулина после потребления полимеров глюкозы, чем фруктозы, ведут к предпочтительному использованию полимеров глюкозы для восстановления гликогена мышц. Согласно данным литературы, использование смеси мальтодекстрина и фруктозы (смесь углеводов с высоким и низким гликемическим индексом) приводит к повышению скорости окисления экзогенных углеводов по сравнению с применением каждого углевода в отдельности [6, 12].
К одному из важных факторов, способствующих усилению в мышцах синтеза белка, необходимого для обеспечения высокой тренированности мышечной системы и адаптации организма к силовым нагрузкам, можно отнести высокую биологическую ценность пищевого белка и его усвояемость. Как известно, биологическую ценность белков можно охарактеризовать как способность удовлетворять в количе-
ственном и качественном соотношении потребности организма в азотистых веществах. Этот процесс зависит от сбалансированности аминокислотного состава рациона, прежде всего по незаменимым аминокислотам. Для биосинтеза белка в организме человека требуется, как известно, наличие всех восьми незаменимых аминокислот, которые при этом должны находиться в определенном соотношении, максимально приближенном к эталонному белку ФАО/ВОЗ [8, 10]. Нарушение сбалансированности аминокислотного состава белка, поступающего с пищей, приводит к изменению синтеза собственных белков в организме спортсмена. Недостаток той или иной незаменимой аминокислоты лимитирует применение других аминокислот в процессе построения белка, а значительный избыток ведет к образованию высокотоксичных продуктов обмена, не использованных для синтеза аминокислот. Не менее важна степень усвояемости белка, которая отражает его расщепление в желудочно-кишечном тракте, а также последующее всасывание аминокислот в кровь и далее - в мышцы [1, 3].
В настоящее время наилучшими источниками высококачественного белка для спортсменов считаются молочные белки, состоящие из казеина (85 %) и сывороточных белков (15 %). Они перевариваются и усваиваются равномерно: сначала - низкомолекулярные белки сыворотки, затем - высокомолекулярный казеин. Такое свойство молочного белка особенно важно при его использовании в диетических целях и для восстановления мышц после физической нагрузки различной интенсивности [2, 5].
Белки молочной сыворотки (лак-тальбумин, лактоглобулин и иммуноглобулин) имеют наивысшие среди цельных белков скорость расщепления и степень усвояемости. Особую ценность представляют биологически активные низкомолекулярные микрофракции сывороточных беков - глико-макропептиды, составляющие 20 % сывороточных белков. Они снижают риск возникновения вирусных инфекций, улучшают пищеварение и усвоение белка и кальция, способствуют развитию нормальной микрофлоры кишечника [1, 5].
Сывороточные протеины различают по способам обработки на концентраты, изоляты и гидролизаты. Концентраты и изоляты сывороточных белков получают путем микрофильтрации творожной или подсырной сыворотки; после этого при необходимости проводят отдельную очистку белка от остатков лактозы, жира и минеральных солей. Главное требование к технологи-
ческим методам - сохранение в белковом продукте натуральной формы белковых молекул, обеспечивающих максимальное сохранение их биохимических свойств. Происходящий при производстве частичный гидролиз (расщепление) молекул дополнительно повышает ценность конечного продукта -образующиеся пептиды способны увеличивать уровень инсулинподобного фактора роста IGF-1, снижать содержание холестерина в крови и т. д. [4, 5, 10].
Для лучшего обеспечения организма аминокислотами до, во время и после тренировок в состав специализированных белково-углеводных продуктов, предназначенных для питания спортсменов, рекомендуется включать концентраты, изоляты и гидролизаты сывороточного белка. Во многих указанных продуктах (в частности, Complete Gainer Power от ISS и Pro Complex Gainer от Optimum Nutrition) белок, входящий в их состав, частично разложен на пептиды (соединения длинно- и короткоцепочечных аминокислот).
До недавнего времени считалось, что организм может усвоить до 50 г белка за один прием, но, согласно данным литературы, добавление такого количества белка и более замедляет усвояемость углеводов, соответственно, замедляет скорость восстановления гликогена мышц. Однако сегодня хорошо известно, что скорость усвоения белков и углеводов достаточно условная величина, и она определяется, прежде всего, возможностями собственной ферментативной системы организма спортсмена. В связи с этим многие производители (в частности, Bioplex, Next Proteins и др.) обогащают белково-углеводные смеси, используемые в питании спортсменов, различными комплексами пищеварительных энзимов (например, патентованные композиции энзимов AminoGen и CarboGen), что способствует ускорению процессов усвоения белков и углеводов и предупреждает побочные эффекты (вздутие живота, запор и другие признаки расстройства пищеварительной системы) [6, 8].
Как правило, в состав специализированных белково-углеводных композиций входят смеси, приготовленные из нескольких видов белков, что обусловливает улучшение аминокислотного профиля (этого добиваются с помощью гармоничного сочетания взаимодополняющих белков и/или добавлением пептидов или отдельных аминокислот) [1, 3].
Углеводный комплекс в специализированных белково-углеводных пищевых смесях для питания спортсменов (в частности, Anator P70 от Muscletech, Muscle Supergainer от Multipower
Sportsfood и др.) представлен несколькими видами углеводов - мальтодек-стрин, полимеры глюкозы, фруктоза. Разная скорость усвоения углеводов способствует обеспечению организма спортсмена энергией в течение длительного времени, улучшению процесса восполнения гликогена и поддерживанию стабильного уровня сахара в крови [4, 6].
Наиболее популярны на рынке специализированные белково-углевод-ные продукты, содержащие сывороточный, соевый, молочный белки и яичный альбумин (например, Super Mass Gainer от Dymatize Nutrition, Muscle Juice 2544 от Ultimate Nutrition и др.). Многие из таких продуктов (в частности, Goliath от Syntrax и Muscle XGF от AST) содержат также гидроли-зованный белок пшеничной клейковины. Подобная комбинация различных видов белка обеспечивает медленное и продолжительное высвобождение аминокислот, поступающих в кровообращение, что улучшает весь синтез белков и, как было доказано, уменьшает разрушение мышечной ткани на 34% [6, 10].
Для дополнительного стимулирования в организме синтеза мышечных волокон в специализированные белково-углеводные продукты обычно добавляют различные микронутриенты, прежде всего витамины, минеральные вещества и др. В их состав входят не отдельно взятые витамины и минералы, а, как правило, правильно подобранные комбинации - витаминные и минеральные премиксы в определенном количественном соотношении между собой и другими пищевыми веществами. Последнее связано и с тем, что многие химические процессы в организме катализируются одновременно несколькими взаимодействующими витаминами, макро- и микроэлементами [11].
Очень многие специализированные белково-углеводные продукты, предназначенные для питания спортсменов, обогащены витаминами и минеральными веществами. Например, в составе продуктов Volumass 35 (от Sci Tec Nutrition) и Anabolic Evolution (от Weider) содержится запатентованный комплекс ZMA, который включает ас-партатно-метионовый комплек цинка, аспартат магния и витамин В6, что значительно снижает секрецию кортизола (гормон катаболизма), повышая усвоение и синтез белка в организме [2, 3].
Многие производители питания для спортсменов уделяют большое внимание содержанию в специализированных белково-углеводных продуктах ан-тиоксидантов, пищевых иммуномоду-ляторов, добавляя их в заведомо большем количестве. Так, во многих специ-
ализированных белково-углеводных продуктах (например, After Shock от Myogenix, Myodrive от SAN и др.) увеличено содержание глютатиона, выполняющего роль первичного антиок-сиданта в организме, а также содержится повышенное содержание креатина, глютамина и аргинина, ускоряющих энергообмен и стимулирующих синтез гормона роста. Более 50 % бел-ково-углеводных смесей обогащены витаминами (А, С, Е, РР и др.) и минеральными веществами (цинк, селен), обладающими антиоксидантными свойствами. Также для усиления иммунной системы организма в белково-углеводные смеси вносят молозиво (например, Anabolic Trigger от Nutrabolics, Gain Fast 3100 от Universal Nutrition, Whey Colostrum 185 от Sponser). Молозиво содержит IGF-1 и IGF-2 (инсулиноподобные факторы роста) - вещества, которые способствуют регулированию холестерина и сахара в крови, участвуют в метаболизме белков, жиров и углеводов в организме и способствуют построению качественной мускулатуры [1, 3, 4, 10].
Один из важных критериев качества специализированных белково-угле-водных продуктов для спортсменов -их хорошие органолептические свойства (вкус, цвет, аромат и др.). Для обеспечения указанных свойств в состав рассматриваемых продуктов добавляют натуральные и идентичные натуральным вкусоароматические композиции (ваниль, шоколад, клубника и др.), а также подсластители, что обеспечивает не только высокие орга-нолептические свойства готовых продуктов, но и скрывает специфический вкус входящих в состав белково-угле-водных продуктов некоторых витаминов, аминокислот, минеральных солей и других компонентов.
Специализированные белково-угле-водные продукты выпускаются для спортсменов в форме порошков и применяются в виде коктейлей. Для приготовления коктейля производители рекомендуют использовать воду, нежирное молоко или сок. Для приготовления одной порции коктейля обычно 70-150 г продукта разводят в 300-400 мл жидкости. Продукт должен хорошо размешиваться ложкой или в шейкере, не оседать на стенках и не оставлять комков. Готовый коктейль не следует хранить более 1-2 ч. В готовом коктейле не допускается наличие песчинок и прочих неоднородностей. Допустим небольшой осадок в виде минеральных солей и креатина. Используемый коктейль должен питься легко и не оставлять неприятного послевкусия. Помимо компактности и минимальных усилий на приготовление преимуществом специализированных белково-
углеводных продуктов для питания спортсменов является известный их состав. Возможность получить в любой ситуации необходимое количество белков и углеводов делает белково-уг-леводные смеси весьма популярными среди спортсменов.
Таким образом, анализ специализированных белково-углеводных продуктов, используемых для питания спортсменов, показал, что существующий на российском рынке выбор указанных продуктов весьма широк. Достижения современной медицины и технологии способствуют разработке все более новых пищевых продуктов, обеспечивающих организм спортсмена всеми необходимыми макро- и микронутриентами, способствуя, таким образом, сохранению высокой работоспособности и готовности к выполнению очередных физических нагрузок в предсоревновательный и в соревновательный периоды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Арансон М.В. Питание для спортсменов. - М.: ФиС, 2001.
2. Буланов Ю.В. Питание мышц. -М.: ФиС, 2002.
3. Борисова О.О. Питание спортсменов: зарубежный опыт и практические рекомендации. - М.: Советский спорт, 2007.
4. Василенко А. Тренинг, питание, спортивная фармакология в бодибилдинге. - М.: Real Pump, 2004.
5. Горбатова К.К. Химия и физика белков молока. - М.: Колос, 1993.
6. Дубровский В.И. Спортивная медицина: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по педагогическим специальностям: 3-е изд., доп. - М: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005.
7. Макарова Г.А., Локтев С.А. Медицинский справочник тренера. - М.: Сов. спорт, 2005.
8. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: Учеб. пос. для студентов высших и средних учебных заведений. - М.: ФиС, 2004.
9. Полиевский С.А. Основы индивидуального и коллективного питания спортсменов. - М.: ФиС, 2005.
10. Пшендин П.И. Рациональное питание спортсменов. - СПб.: ГИОРД, 2000.
11. Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Суханов Б.П., Кудашева В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека - М.: Колос, 2002.
12. Burke L.M. Dietery Carbohydrates/ /Nutritions in Sport. 2000. Р. 73 - 84.
13. Ivy J.L. Optimization of Glycogen Stores//Nutrition in Sport/Maughan R.M. (Ed). Blackwell Science Ltd., 2000. P. 97-111.
