Спорт и Здоровье

Наиболее важными соединениями каждого организма являются белки. Они обязательно обнаруживаются во всех клетках организма, в большинстве из них на долю белка приходится более половины сухого остатка. Все основные проявления жизни связаны с белками.

Белки — высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, состоящие из остатков аминокислот. В составе некоторых белков наряду с аминокислотами обнаруживают и другие соединения.

Для живых организмов характерно большое разнообразие белков, которые составляют основу структуры организма и обеспечивают множество функций.

Несмотря на сложность строения и многообразие, все белки построены из сравнительно простых структурных элементов — аминокислот. Белки представляют собой полимерные молекулы, в состав которых входит 20 различных аминокислот. Изменение числа аминокислотных остатков и последовательности их расположения в молекуле белка обеспечивает возможность образования громадного количества белков, отличающихся своими физико-химическими свойствами, структурной или функциональной ролью в организме.

Классификация аминокислот. Большинство аминокислот, участвующих в обмене веществ, входящих в состав белков, могут поступать с пищей или синтезироваться в организме в процессе обмена (из других аминокислот, поступающих в избытке). Они получили название заменимых аминокислот. Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей. Они получили название незаменимых.

Некоторые аминокислоты обнаружены в тканях организма, однако они не используются для построения белковых молекул (орнитин, цитруллин). Есть также аминокислоты (оксипролин и цистеин), которые образуются из других (пролин, цистин) после включения в состав белков.

Аминокислоты с разветвленной цепью. К аминокислотам с разветвленной цепью относятся три аминокислоты: валин, лейцин и изолейцин. Своё название аминокислоты с разветвленной цепью получили из-за структурных особенностей строения молекулы, что придает им ряд уникальных свойств. Помимо вхождения в структуру мышечной ткани (42% от общего количества незаменимых аминокислот) аминокислоты с разветвленной цепью играют первостепенную роль в обмене белков и снабжении мышц энергией. Основным источником энергии при интенсивных нагрузках служит гликоген печени и мышц, запасы которого быстро истощаются, и организм переходит к сжиганию свободных аминокислот — в первую очередь именно аминокислот с разветвленной цепью. В этом случае тренировка носит катаболический характер, то есть приводит не к росту, а к уменьшению мышц. Аминокислоты с разветвленной цепью активизируют обмен инсулина и стимулируют поступление других аминокислот в мышцы для последующего синтеза белка. Активация обмена инсулина приводит к улучшению работы пищеварительных ферментов и метаболитов цикла Кребса (основного цикла обмена энергии в организме), способствующих восстановлению энергетического потенциала мышечных клеток. В мышцах аминокислоты с разветвленной цепью перерабатывают продукты обмена (молочную кислоту и др.) в аминокислоту аланин, которая участвует в образовании мышечного гликоген.

Биологические функции белков. С белками связано всё многообразие функций организма, но наиболее важными из них являются: каталитическая, защитная, транспортная, сократительная, структурная, гормональная и питательная.

Каталитическая функция белков осуществляется с помощью специфических белков-катализаторов — ферментов. При их участии увеличивается скорость различных реакций обмена веществ и энергии в организме.

Транспортная функция белков заключается в том, что при их участии происходит связывание и доставка (транспорт) различных веществ от одного органа к другому. Так, белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдаёт кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях. Другие белки крови связывают триглицериды, жирные кислоты, холестерин, кальций, некоторые гормоны, витамины и другие вещества и транспортируют их к месту использования или действия.

Защитную функцию выполняют специфические белки-антитела, образующиеся в организме. Они обеспечивают связывание и обезвреживание веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов. Защитную функцию выполняет белок плазмы крови фибриноген, участвуя в свёртывании крови и тем самым уменьшая кровопотери.

Сократительную функцию выполняют белки, в результате взаимодействия которых происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

Структурная функция белков заключается в том, что они составляют основу строения клетки; некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей и кожи, эластин сосудистой стенки) выполняют исключительно структурную функцию. В комплексе с липидами (преимущественно фосфолипидами) белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

Гормональную функцию выполняют белки-регуляторы обмена веществ. Они относятся к гормонам, которые образуются в железах внутренней секреции, некоторых органах и тканях организма.

Питательная функция осуществляется белками, которые являются резервными или питательными. Белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, белки молока служат источником питания новорожденного.

Перечисленные функции белков являются наиболее важными, но ими не ограничивается значение белков для жизнедеятельности организма.

Биологическая ценность белков. По современным представлениям под биологической ценностью белков понимают, зависящую от аминокислотного состава и других структурных особенностей, степень задержки азота или эффективность его утилизации для поддержания азотистого баланса у человека. Иными словами, указанный критерий позволяет установить место тех или иных пищевых белков по степени сравнительной  пользы для организма человека. Биологическая ценность белков зависит от следующих факторов:

Сбалансированный аминокислотный состав, в первую очередь по незаменимым аминокислотам. Для построения подавляющего большинства белков организма человека требуются все 20 аминокислот, причём в определённых соотношениях. Более того, важно не столько достаточное количество каждой из незаменимых аминокислот, сколько их соотношение, максимально приближённое к таковому в белках тела человека. Нарушение сбалансированности аминокислотного состава пищевого белка приводит к нарушению синтеза собственных белков, сдвигая динамическое равновесие белкового анаболизма и катаболизма в сторону преобладания распада собственных белков организма, в том числе белков-ферментов. Недостаток той или иной незаменимой аминокислоты, лимитирует использование других аминокислот в процессе биосинтеза белка. Значительный же избыток ведет к образованию высокотоксичных продуктов обмена неиспользованных для синтеза аминокислот.

Доступность отдельных аминокислот может снижаться при наличие в пищевых белках ингибиторов пищеварительных ферментов (присутствующих, например, в бобовых) или тепловом повреждении белков и аминокислот, при кулинарной обра­ботке.

Степень усваиваемости белка отражает его расщепление в желудочно-ки­шечном тракте и последующее всасывание аминокислот. По скорости переварива­ния пищеварительными ферментами пищевые белки можно расположить в следу­ющей последовательности:

— яичные и молочные;
— мясные и рыбные;
— растительные белки;

Биологическую ценность белков определяют путем сравнения аминокислотного состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот идеального белка или аминограммами высококачественных стандартных белков. Этот методический при­ем получил название аминокислотного скора. Наиболее простым способом расчета аминокислотного скора является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокислоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой по следующей формуле:

где АК — любая незаменимая аминокислота.

При этом принято, что аминокислотой, лимитирующей биологическую ценность белка, считается та, скор которой имеет наименьшее значение. В идеальном или стандартном белке аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты принимают за 1,00, а в белках пищевых продуктов, обычно потребляемых человеком, значение скора для отдельных аминокислот могут быть существенно ниже.

Рассмотренные представления о биологической ценности белков необходимы для правильного выбора белковых добавок.

Белки куриных яиц. Цельный яичный белок имеет наивысшую усваиваемость и считается эталонным, относительно которого оцениваются все остальные белки. Как известно куриное яйцо состоит из белка, который практически на 100% состоит из альбумина (овоальбумина) и желтка, который содержит 7 различных белков — альбумин, овоглобулин, коальбумин, овомукоид, овомуцин, лизоцин, авидин. Для производства пищевых добавок используется как цельный яичный белок, так и от­дельно яичный альбумин.

Также необходимо отметить, что употреблять в пищу большое количество сы­рых куриных яиц не рекомендуется, так как они содержат ингибитор пищеварительного фермента трипсина. Более того, белок авидин, содержащийся в желтке, присоединяет к себе жизненно важный биотин (витамин Н), образуя прочный комплекс, который не переваривается и не усваивается организмом. Поэтому рекомендуют употреб­лять куриные яйца только после термической обработки (при 70°С разрушается ингибитор трипсина, а при 80°С высвобождается активный биотин из биотин-авидинового комплекса).

Белки молочной сыворотки. Белки молочной сыворотки (лактальбумин, лактоглобулин и иммуноглобулин) имеют наивысшую скорость расщепления среди цель­ных белков. Концентрация аминокислот и пептидов в крови резко возрастает уже в течение первого часа после приема питания на основе белков молочной сыворот­ки. При этом не меняется кислотообразующая функция желудка, что исключает на­рушение его работы и образование газов. Усваиваемость белков молочной сыворотки исключительно высока.
Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислот­ному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокис­лот и аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА): валина, лейцина и изолейцина, они превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения. Кроме того, примерно 14% белков молочной сыворотки находится в виде продуктов гидролиза (аминокислот, ди-, три- и полипептидов), которые являются инициатора­ми пищеварения и участвуют в синтезе большинства жизненно важных ферментов и гормонов. Также белки молочной сыворотки заметно снижают уровень холесте­рина в крови.

Основным источником получения сывороточных белков является сладкая мо­лочная сыворотка, образующаяся при производстве сычужных сыров. Сама по себе сладкая молочная сыворотка не находит применения при производстве пищевых добавок, что связано с низким содержанием белка (около 5 %) и наличием большого количества лактозы (молочного сахара) — основного вещества вызывающего не­переносимость молочных продуктов некоторыми людьми. Технология получения так называемых концентратов сывороточных белков (КСБ — УФ) в нативной форме с содержанием белка 35%, 65% и 80%, основана на методе ультрафильтрации. В настоящее время в СНГ производится только 65%-й КСБ и только на Березовском сыродельном комбинате, расположенном в Республике Беларусь.

Впервые КСБ использовался в рационе питания велосипедистов (шоссейные гонки) сборной СССР при подготовке к Олимпиаде — 80 (все стали олимпийскими чемпионами). Отмечалось, что применение сывороточных белков ускоряло процесс адаптации спортсменов к неблагоприятным внешним условиям. В течение сезона 1985 — 86 гг. КСБ использовали в рационе питания футболистов команды мастеров киевского «Динамо», в период их подготовке к участию в Кубке Кубков, который они впоследствии триумфально завоевали. По отзывам руководства команды, футболистов, а также врача команды, пищевые добавки на основе КСБ «способствовали созданию высокого функционального уровня, эффективному удержанию его, про­филактике заболеваемости и травматизма у спортсменов».

Практически аналогичные или более впечатляющие результаты были получены при использовании сывороточных белков в рационе питания людей, работающих в условиях сверхвысоких эмоционально-физических нагрузок (летчиков, космонав­тов, подводников и др.). По заключению специалистов Института медико-биологи­ческих проблем «пищевые продукты, обогащенные КСБ обладают уникальной пи­щевой и биологической ценностью, а включение подобных продуктов в рацион пи­тания способствует повышению резистентности организма к неблагоприятным вне­шним воздействиям, повышают работоспособность и психологическую устойчи­вость».

Экспериментальным путем установлено, что содержание белка в пищевых до­бавках на основе белков молочной сыворотки оптимально на уровне 60-65%.

Казеин. Как правило, казеин вводится в смеси для детского питания, что по со­временным представлениям считается биологически оправданным. Так при попа­дании в желудок казеин створаживается, превращаясь в сгусток, который перева­ривается продолжительное время, обеспечивая сравнительно низкий темп расщеп­ления белка. Это приводит к стабильному и равномерному поступлению аминокис­лот в организм интенсивно растущего ребенка. При нарушении этого ритма усваи­вания (применение смесей на основе белков молочной сыворотки) приводит к тому, что организм ребенка на этом этапе развития не успевает усваивать интенсивный поток аминокислот, что может приводить к различного рода отклонениям в развитии ребенка. Поэтому диетологи рекомендуют для грудных детей применять смеси на основе казеина.
Что же касается взрослого человека, то низкая усваиваемость, а также медлен­ное прохождение сгустков казеина по желудочно-кишечному тракту неприемлемы, особенно при повышенных физических нагрузках. Поэтому пищевые добавки со­зданные на основе казеина и казеинатов, по всей вероятности, малоэффективны.
Однако выход из положения может быть найден за счет использования белко­вых композиций на основе казеина и сывороточных белков. После научных иссле­дований был определен максимальный коэффициент эффективности белка и со­ответствующие ему пропорции сывороточных белков и казеина. Этой пропорцией оказалось соотношение 63:37 при коэффициенте эффективности белка 3,49. Полу­ченное значение биологической ценности для данного соотношения белков оказа­лось очень высоким и, судя по данным литературы, не уступающим таковым для других высокоценных белков животного происхождения.
Что касается усваиваемости, то по мере увеличения содержания сывороточных белков она постепенно возрастала, это подтверждает известный факт лучшей перевариваемости сывороточных белков пищеварительными ферментами по сравнению с казеином.

Соевые белки. Соевый белок хорошо сбалансирован по аминокислотам, в том числе по незаменимым. После потребления соевых белков появляется четкое сни­жение уровня холестерина в крови, поэтому их целесообразно использовать в ра­ционе людей с избыточным весом, а также людей страдающих непереносимостью молочных продуктов.
Однако главный недостаток соевого белка — наличие ингибитора пищеваритель­ного фермента трипсина. Его количество зависит от технологии переработки со­евых бобов. Для избавления от ингибитора нужна дополнительная обработка бел­ка с помощью ферментативного гидролиза (пятидесятиминутный электрофорез пан­креатином). Также существуют данные, что соевый белок оказывает повреждаю­щее действие на стенки тонкой кишки. Все это значительно ограничивает примене­ние соевого белка в пищевых добавках.

Растительные белки. В настоящее время уже неопровержимо доказано, что растительные белки, даже содержащие необходимый набор аминокислот усваива­ются очень плохо. Плохое усвоение растительного белка вызвано несколькими при­чинами:
— Толстые оболочки клеток растительных белков, часто не поддающиеся дей­ствию пищеварительных соков;
— Наличие ингибиторов пищеварительных ферментов в некоторых растениях, например, в бобовых;
— Трудности расщепления растительных белков до аминокислот;

Рыбный белок. Предполагалось использование изолятов рыбного белка в пи­тании спортсменов. Исследования проводились в НИИ Гигиены Питания г.Киева. Сравнивалась перевариваемость рыбного изолята, свежей рыбы и казеина. Было установлено, что изолят рыбного белка еще значительно медленнее, чем казеин расщепляется до аминокислот. Расщепление изолята до пептидов не прекраща­лось даже через 3 часа с момента введения белка.

Расчет дневной потребности в белке.
Количество потребляемого белка зави­сит от интенсивности тренировок и может рассчитываться по формуле:

дневная потребность в белке (в г) = сухая масса тела (в кг) * фактор интенсивности,
где факторы интенсивности:

1.4 — умеренные атлетические тренировки 3 раза в неделю;
1.6 — ежедневные умеренные атлетические или аэробные тренировки;
1.8 — ежедневные интенсивные атлетические тренировки;
2.0 — предсоревновательная подготовка;

Например для спортсмена весом 80 кг имеющего 10% жира (сухая масса тела равна 72 кг) и тренирующегося 3 (три) раза в неделю (фактор интенсивности равен 1,4) дневная потребность в белке составляет: 72 * 1,4 = 101 г.

Источник: Каталог спортивного питания, одежды и аксессуаров. Федерация Бодибилдинга и Фитнеса России (ФБФР).