BCAA аминокислоты

Идея дополнить прием протеина аминокислотами с разветвленными боковыми цепочками (BCAA) уже какое-то время витала в воздухе. При наличии на современном рынке всех этих “супер модных” добавок многие даже не смотрят в сторону BCAA.

Возможно, одна из причин этого в распространенном мнении, что дополнение и без того обогащенной протеинами диеты BCAA не принесет пользы. Другая причина – отсутствие информации о BCAA.

В чем бы ни была причина, сейчас самое время внимательно изучить BCAA и понять, почему им есть место в вашем арсенале пищевых добавок.

Что такое аминокислоты с разветвленными боковыми цепочками?

BCAA отличаются от остальных 17 аминокислот тем, что их метаболизм происходит преимущественно в скелетных мышцах (Layman, 2003), а в печени они преобразуются гораздо медленнее (Norton, 2005). Энзим, ограничивающий скорость катаболизма BCAA, - это кетокислотная дегидрогеназа с разветвленными боковыми цепочками. Она значительно активнее в мышцах, чем в печени (Norton, 2005).

Поскольку BCAA выступают в роли «топлива» для скелетных мышц, было предложено добавить BCAA в диету, чтобы улучшить спортивные результаты и лечить некоторые заболевания. Помимо топлива для скелетных мышц, BCAA выполняют и множество других функций.

Функции BCAA в обмене веществ:

Теперь кратко рассмотрим функции BCAA в качестве основы для выработки энергии и синтеза белков, а потом подробно изучим их роль в формировании других аминокислот и в качестве метаболических сигналов.

BCAA и выработка энергии

Если кратко, физическая нагрузка приводит к ускорению окисления BCAA (Shirmomura et al., 2004). Такое ускоренное разложение BCAA помогает поддерживать гомеостаз энергии, обеспечивая ее прямой источник в виде углерода, а также гомеостаз глюкозы – предоставляя субстраты для цикла Кребса и глюконеогенеза.

Среди аминокислот выделяют глюкогенные, кетогенные и комбинированные глюко- и кетогенные. Глюкогенная аминокислота при преобразовании повышает уровень пируватов или других промежуточных продуктов цикла Кребса, которые могут использоваться для выработки глюкозы посредством глюконеогенеза.

Метаболизм кетогенной аминокислоты проходит с образованием жирных кислот и повышает уровень ацетил-коэнзима А, предшественника жирных кислот. Лейцин полностью кетогенный, валин – полностью глюкогенный, а изолейцин как глюко-, так и кетогенный. Валин и изолейцин могут использоваться для производства промежуточных веществ при выработке глюкозы посредством глюконеогенеза.

Благодаря обменным свойствам лейцина (см. ниже) ему и его метаболизму уделяется особое внимание. Исследования обнаружили понижение уровня лейцина в плазме во время как аэробных, так и анаэробных тренировок.

Как утверждают Фрейнд и Ханани (2002), "Полное окисление лейцина в мышцах дает больше молекул аденозинтрифосфата в молярном выражении, чем полное окисление глюкозы". Соответственно, лейцин может обеспечить скелетные мышцы большим количеством АТФ, чем такое же количество глюкозы. Это происходит благодаря тому, что лейцин полностью кетогенный и преобразуется путем жирных кислот.

Чтобы удовлетворить повышенную потребность в BCAA при нагрузке, организм разрушает мышечную ткань и добывает дополнительные BCAA. Поставляя организму во время тренировок экзогенные BCAA, можно получить необходимое их количество, не разрушая мышечную ткань. Это позволит удовлетворить повышенную потребность в них.

BCAA и синтез белков

Теперь очень кратко рассмотрим синтез белков. Генетический код человека содержится в ДНК. ДНК, в свою очередь, находится в клеточных ядрах. ДНК содержит информацию о последовательности аминокислот для синтеза различных белков. Не углубляясь в подробности, процесс создания белка из ДНК можно описать так:

Транскрипция ДНК --> Трансляция РНК --> Белок

При трансляции аминокислоты из внутриклеточного аминокислотного пула добавляются к растущей белковой цепочке. Все три ВСАА представляют собой незаменимые аминокислоты, то есть, организм их не вырабатывает. Поэтому их необходимо получать из питания. Проще говоря, достаточный уровень всех незаменимых аминокислот необходим для бесперебойного синтеза белков. Это касается вообще всех аминокислот, но заменимые аминокислоты могут вырабатываться организмом. Каждому атлету нужно соблюдать диету с уровнем протеинов, достаточным для его потребностей.

Вещество-предшественник для формирования аланина и глутамина

BCAA участвуют в поддержании гомеостаза глюкозы посредством глюкозо-аланинового цикла (см. рис.). Глюкозо-аланиновый цикл включает в себя трансаминирование пирувата (полученного из глюкозы) в мышцы для образования аланина. При этом ВСАА выступают в качестве основных источников (доноров) азота для синтеза аланина (Holecek, 2002).

Вновь синтезированный аланин выпускается в кровь и направляется в печень. Там он превращается в глюкозу посредством глюконеогенеза. После этого глюкоза может быть снова отправлена в работающую мышцу для использования в качестве топлива.

Аминокислота глутамин выполняет в организме несколько функций. Как утверждает Хьюстон (2001), "Содержание глутамина в скелетных мышцах, очевидно, исполняет роль регулятора процесса синтеза белков во всем организме". Уровень глутамина в мышцах регулирует синтез белков и баланс азота. Соответственно, он влияет на набор мышечной массы. (VanAcker et al. 1999).

Кроме того, глутамин – мощный фактор увеличения объема клеток (Haussinger et al. 1993). Увеличение объема клеток, также называемое набуханием клеток, стимулирует многие анаболические пути (синтез протеина и гликогена) и замедляет катаболические пути (разложение белков) (Haussinger, 1996). Глутамин представляет собой "транспорт для азота» между органами, топливо для клеток иммунной системы и кишечника, а также предшественника для синтеза нуклеотидов (Holecek, 2002).

Потребность организма в аланине и глутамине при физической нагрузке растет. Она удовлетворяется за счет ВСАА, полученных в результате разрушения мышечных белков (Holecek, 2002). Ускоренное разрушение мышечных белков приводит к потере мышечной массы, что не нужно ни одному атлету. Добавляя в рацион ВСАА, можно обеспечить необходимые строительные материалы для аланина и глутамина, а также сохранить мышечную ткань.

Стимуляция секреции инсулина, PI3K и синтез белков лейцином

Один из путей, позволяющих ускорить синтез белков – фосфатодилинозитол-3-киназный путь (PI3K). PI3K регулирует поглощение глюкозы посредством транслокации GLUT4, а также увеличивает поглощение аминокислоты. Инсулин, «складской» гормон организма, работает путем активации пути PI3K.

Что интересно, поступление лейцина вызывает секрецию инсулина, но лейцин может также активировать непосредственно PI3K в отсутствие инсулина (Nishitani et al. 2002). Из этого следует, что лейцин исполняет роль активатора PI3K совместно с инсулином (Layman, 2002). Соответственно, лейцин может увеличить не только уровень поглощения глюкозы, он может увеличить уровень поглощения себя самого и других аминокислот клетками.

Эти факты говорят о том, что прием дополнительных ВСАА с углеводами приведет к взаимоусиливающему повышению уровня поглощения глюкозы и аминокислот в скелетных мышцах . Лейцин может стимулировать синтез белков посредством секреции инсулина и активации пути PI3K. Он также может стимулировать синтез белков через другие пути.

Активация mTOR лейцином

Мишень рапамицина (mTOR) – это один из регуляторов синтеза белков в организме. MTOR выступает в роли датчика энергии; он активируется при высоком уровне АТФ и блокируется при его снижении (при снижении уровня АТФ активируется АМФ-зависимая киназа, являющаяся антагонистом mTOR).

Наиболее энергоемкий процесс в клетке – это синтез белков. При активации mTOR (высокий уровень АТФ) синтез белков ускоряется, а при подавлении mTOR (низкий уровень АТФ) синтез белков резко замедляется. Активация mTOR критически важна для гипертрофии скелетной мускулатуры.
Также интересно то, что mTOR является датчиком доступности аминокислот, особенно лейцина. Исследования показали, что регулировка уровня mTOR посредством АТФ и аминокислот действует независимо и по различным механизмам (Dennis et al., 2001).

Лейцин – ключевой генератор сигнального пути mTOR (Anthony et al. 2001 & Lynch et al. 2002). Как говорит Лэймен (2003), "Повышение концентрации лейцина воспринимается одним из элементов сигнального пути инсулина и запускает каскадный процесс фосфорилирования, стимулирующий факторы инициации трансляции eIF4 и p70S6K." (см. рис.)

Активация этих факторов инициации запускает трансляцию компонентов мышечной иРНК. Она критически важна для синтеза белков в скелетных мышцах и создания новых сократительных белков (мускулов). Лейцин прямо сигнализирует и приказывает вашим мышцам расти посредством активации mTOR.

Стимуляция выделения лептина путем активации mTOR в адипоцитах

Поглощение лейцина стимулирует выделение гормона лептина в адипоцитах (основном месте секреции лептина) посредством активации пути mTOR (Meijer and Dubbelhuis, 2003). Лептин – очень сложный гормон; его основное действие связано с регуляцией метаболизма, массы тела и аппетита.

Секреция лептина зависит от количества жира в организме. Высокое количество жира обуславливает высокую секрецию лептина, а низкое, соответственно, - низкую. Когда вы сидите на диете и теряете жировые запасы, снижается количество вырабатываемого лептина. В результате ваше тело будет настоятельно требовать еды, чтобы попытаться вернуть содержание жира в организме на комфортный для него уровень (его еще называют "контрольной точкой" содержания жира).

Лейцин способен активировать экспрессию лептина. Благодаря ему организм почувствует себя «сытым», получающим достаточное количество калорий, в результате все пройдет гладко (особенно для вашего обмена веществ).

Добавки ВСАА

Самое интересное в ВСАА – это то, что их способность активировать вышеописанные метаболические процессы, быть субстратом для энергии и синтеза белков, предшественником для аланина и глутамина и модулятором синтеза белков зависит от их доступности. Исследования обнаружили, что прежде всего ВСАА используются для синтеза белковых структур (Layman, 2003).

Исследования лейцина показали, что он может использоваться в качестве предшественника аланина и глутамина или для активации различных сигнальных путей, например, пути mTOR, только при достижении необходимого минимального уровня для синтеза белков. Может показаться, что лейцин свободно оказывает свое мощное воздействие на активацию mTOR, но необходимо помнить, что разрушение и синтез белков происходит во всем организме. Запасы белков в организме постоянно меняются.

Постоянное изменение уровня белков в организме вкупе с повышенным окислением лейцина при физической нагрузке означает высокую потребность в лейцине. Поэтому он не всегда сможет участвовать в росте мускулатуры в полную силу. Именно здесь в игру вступают дополнительные ВСАА.
Благодаря метаболическим свойствам лейцина многие фокусируются исключительно на нем и игнорируют две другие ВСАА, валин и изолейцин.
Исследования показали, что диеты, обогащенные только лейцином, ведут к снижению концентрации валина и изолейцина в плазме и дисбалансу ВСАА. (Shirmomura et al., 2004). Хотя включать в рацион только лейцин вместо всех трех ВСАА может быть дешевле, во избежание дисбаланса ВСАА необходимо использовать их все.

Основной вопрос, волнующий людей в отношении ВСАА, заключается в следующем: принесет ли дополнение уже обогащенного протеинами рациона добавочными ВСАА какую-то пользу? И особенно: будет ли эта польза достаточной, чтобы оправдать стоимость ВСАА? Результаты исследований и отдельных наблюдений однозначно отвечают: «Да».

Преимущества свободных ВСАА – в их способности быстро насыщать кровоток и аминокислотные пулы большими количествами ВСАА, в частности, лейцина. Хотя белок молочной сыворотки поглощается быстро, всасывание 10 граммов ВСАА из сыворотки не дает такого же метаболического эффекта, как всасывание 10 граммов свободных ВСАА.

С момента попадания сывороточного белка в кишечник проходит около 45 минут, прежде чем начинается выделение и поглощение аминокислот. После этого они могут использоваться. Такой низкий уровень поглощения означает, что аминокислотные пулы не насыщены большим количеством ВСАА.
Помните, что возможность использования ВСАА различными путями зависит от их доступности. Я считаю, что поставка в мышцы больших количеств ВСАА и поддержка повышенного уровня ВСАА обусловит мощную и постоянную активацию mTOR. А это, в свою очередь, приведет к гипертрофии скелетных мышц.

Существующие на настоящий момент исследования явно демонстрируют потенциал ВСАА (особенно лейцина) в качестве мощных стимуляторов синтеза белков. Кроме того, ВСАА имеют и много других преимуществ для атлетов.

Прием ВСАА помогает вашим мышцам расти (синтезировать белок). Такое воздействие очень полезно для атлета. Эту возможность не стоит упускать. В поддержку дополнения рациона ВСАА говорят многочисленные исследования. Намного эффективнее и экономнее было бы поступить "по старинке" и дополнить свой рацион ВСАА вместо покупки всех этих современных добавок, эффективность которых находится под большим сомнением.
Далее мы расскажем о дозировках ВСАА и о том, какие добавки можно сочетать с ВСАА для усиления эффекта и достижения наилучшего прогресса и роста.

Как вы помните из первой части, синтез белков частично контролируется mTOR, которая воспринимает уровни АТФ и аминокислот, в частности, лейцина. mTOR активируется при обилии ВСАА и высоком уровне АТФ. ВСАА и АТФ активируют mTOR посредством различных механизмов.

Комбинирование с ВСАА добавок, повышающих уровень АТФ приведет к повышению активности mTOR и, соответственно, синтеза белков.
Наша цель - поддерживать повышенный уровень АТФ вовремя тренировок. Для этого мы должны поставлять в организм необходимые питательные вещества и субстраты до и после тренировки. Это позволит сохранять высокий уровень АТФ, а наши мышцы будут настроены на рост.

Очевидно, что правильная диета – это важнейший фактор поддержания высокого уровня АТФ и поставки питательных веществ, необходимых для роста. Дополнительные ВСАА и описанные ниже добавки – это «глазурь на торте» правильной диеты. А все мы знаем, что торт с глазурью гораздо вкуснее, чем без нее.

Креатин

Креатин применяется для регенерации АТФ. АТФ, основной источник энергии для организма, представляет собой молекулу аденозина (аденин + сахарная рибоза), связанную с тремя молекулами фосфата макроэнергическими связями. Разрушение двух внешних связей приводит к высвобождению энергии.

При разрушении самой внешней связи энергия высвобождается, и остаются АДФ и неорганический фосфат. Креатин, связанный с ионом фосфата, переносит энергию в молекулу АДФ и неорганического фосфата, разрушая свою собственную связь. Таким образом, молекула АТФ восстанавливается, а у вас появляется дополнительная энергия.

Скелетные мышцы содержат ограниченный запас креатина. Поэтому добавление креатина повышает вашу способность формировать АТФ. Соответственно, при нагрузке у вас будет больше энергии (Casey et al. 1996 & 2000). Что более важно для нашей темы, поддерживая уровень АТФ путем приема креатина, мы ускоряем синтез белков посредством активации mTOR.

Цитруллина малат

Цитруллина малат (CM) представляет собой заменимую аминокислоту цитруллин. Исследование, проведенное Bendahan и др. (2002), выявило следующее (прием 6 граммов цитруллина малата в день):

"Прием CM привел к значительному уменьшению ощущения усталости, повышению скорости выработки оксидативного АТФ во время тренировок на 34 %, а скорости восстановления креатинфосфата после тренировки – на 20 %. Кроме того, отмечено более активное участие оксидативного АТФ в выработке энергии".

Дополнение рациона CM позволяет повысить выработку АТФ. Кроме того, как было отмечено, более высокий уровень АТФ обуславливает активацию mTOR и ускорение синтеза белков.

Дозирование и график приема ВCAA

Прием ВСАА по такому графику обеспечит стабильную активацию mTOR. Вы будете получать ВСАА именно тогда, когда это больше всего нужно: с самого утра, после 8-часового перерыва в еде; во время тренировки, а также перед сном, когда необходимо восстановиться после дневной нагрузки.
Можете поверить, что ВСАА стоят каждого рубля, который вы за них платите. Но вы должны понимать, что рост массы зависит еще от многих факторов. И если вы будете плохо тренироваться или недоедать, плохо спать, вам не помогут даже стероиды.