Аминокислоты — ключевые строительные блоки для биосинтеза белков, включая белки мышечной ткани. При физически нагрузках аминокислоты расходуются неравномерно, что ведет к их выборочному дефициту и общему стрессу. Разработан аминокислотный комплекс «Спорт», предназначенный для людей, ведущих активный образ жизни. Состав комплекса подобран таким образом, чтобы устранить дефицит аминокислот у спортсменов, снизить уровень стресса организма и облегчить восстановление. В обзоре рассмотрены входящие в комплекс аминокислоты, их полезные для спортсменов свойства и безопасность. 

Общая характеристика

Аминокислоты — это молекулы, используемые всеми живыми существами как строительные блоки для производства белков и пептидов [1, 2]. Белки и пептиды — это длинные цепочки аминокислот, связанных амидными связями. В организме человека тысячи различных белков и пептидов, каждый из которых выполняет определенную работу и имеет уникальную последовательность аминокислот. Благодаря определенной последовательности, белок выполняет различные функции в организме.

Аминокислота — это органическое химическое вещество. Все аминокислоты характеризуются одинаковой основной структурой. Каждая молекула имеет центральный атом углерода, связанный с аминогруппой, карбоксильной группой, атомом водорода и R-группой боковой цепи. R-группа отличает аминокислоты друг от друга и определяет химическую природу каждой аминокислоты. Это обуславливает особенности химического взаимодействия с другими аминокислотами и окружающей средой.

Для правильного функционирования организма необходимо 20 различных аминокислот. Девять из них называются незаменимыми аминокислотами, которые должны поступать в организм с пищей. Незаменимые аминокислоты содержатся в различных продуктах питания, включая говядину, яйца и молочные продукты. Остальные аминокислоты организм способен производить сам.

Помимо непосредственного производства белков, различные типы аминокислот выполняют множество важных функций в организме. Аминокислоты служат источником энергии и помогают:

• переваривать и усваивать пищу, поддерживать нормальную работу пищеварительной системы
• растить и восстанавливать ткани тела, наращивать мышцы
• вырабатывать гормоны и химические вещества мозга (нейромедиаторы)
• поддерживать здоровье кожи, волос и ногтей
• укреплять иммунную систему

На основе аминокислот разработано множество уникальных комплексов биологически активных добавок, как для лечения заболеваний, так и для общего поддержания здоровья. В состав комплекса входят разветвленные аминокислоты BCAA 2.1.1 (L-лейцин, L-изолейцин, L-валин в соотношении 2:1:1), β-аланин, L-аргинин, L-глутамин, L-теанин и инертный наполнитель — диоксид кремния. Каковы же полезные свойства компонентов аминокислотного комплекса «Спорт»? Рассмотрим входящие в его состав аминокислоты.

Компоненты аминокислотного комплекса «Спорт» 

Разветвленные аминокислоты BCAA 2.1.1 (L-лейцин, L-изолейцин, L-валин)

Аминокислоты с разветвленной цепью (ВСАА) содержат разветвленный алкильный R-заместитель и прямо или косвенно участвуют в различных важных биохимических функциях организма. К ним относятся синтез белка, производство энергии, распределение глутамата — возбуждающего аминокислотного нейромедиатора в мозге. По воздействию на мышцы человека важнейшими BCAA являются L-лейцин (Leu), L-изолейцин (Ile) и L-валин (Val).

Спортсмены используют различные питательные вещества, включая BCAA, чтобы улучшить физическую работоспособность и умственную концентрацию во время тренировок и соревнований. Использование BCAA основано на представлениях о том, что а) BCAA могут истощаться в мышцах и плазме крови во время тренировки, что негативно сказывается на экономии мышечной энергии и способствует мышечной усталости, и б) истощение BCAA в плазме крови способно косвенно увеличить поглощение триптофана в мозге, стимулировать синтез и высвобождение серотонина нейронами и, как следствие, вызвать общую усталость. Следовательно, поступление BCAA во время тренировок и соревнований для противодействия разрушающему действию дефицита BCAA при упражнениях может быть полезным как для мышечной функции, так и для умственной концентрации.

Безопасность и эффективность BCAA оценивалась в многочисленных клинических испытаниях [3]. В ряде исследований получены доказательства общей переносимости добавок BCAA у нормальных людей при высокой физической подготовке. Например, у мужчин-велосипедистов, получавших в общей сложности 21 г BCAA (10,82 г Leu, 5,82 г Val, 4,35 г Ile) в двух дозах, первая — непосредственно перед велотестом, вторая — через 1 час, концентрация BCAA в плазме увеличилась в 4 раза, достигнув максимума через 90 минут после приема первой дозы. Прием добавки не вызвал желудочно-кишечного дискомфорта или побочных эффектов. В исследованиях на бегунах 16 г смеси (50% Val, 30% Leu, 20% Ile), разделенных на 4 порции, не упоминалось о каких-либо побочных явлениях.

БАДы на основе BCAA чрезвычайно популярны среди спортсменов и занимающихся физической работой людей. Метаанализ ряда клинических испытаний подтвердил, что добавки BCAA усиливают выносливость, способствуют регенерации и росту мышечной ткани, уменьшают воспаление [4]. У спортсменов дозы BCAA могут доходить до 22 г/день и сочетаться с белками, витаминами, незаменимыми аминокислотами.

Аминокислотные добавки BCAA у бодибилдеров могут служить для частичной замены пищи, более быстрого набора или снижения веса, для улучшения спортивных результатов. В основном BCAA используются сами по себе иди же входят в композиции –смеси различных добавок, комбинация которых дает синергетические преимущества [5].

Кроме того, активны не только непосредственно BCAA, но и их метаболиты [6]. Метаболитом лейцина является β-гидрокси-β-метилбутират (HMB). HMB используется в качестве эргогенной (т. е., улучшающей адаптацию к нагрузкам) добавки для увеличения мышечной массы и силы у людей. Несколько исследований показали, что HMB и лейцин стимулируют синтез и уменьшают распад мышечного белка. Чтобы вызвать анаболические эффекты, концентрация HMB в крови должна быть выше естественного порога. 

Промежуточный продукт катаболизма валина — 3-гидроксиизобутилат (3-HIB) — стимулирует потребление жирных кислот в скелетных мышцах и приводит к инсулинорезистентности, что может быть связано с накоплением внутримышечных липидов. Сообщалось, что недостаточный катаболизм BCAA в коричневой жировой ткани ведет к ожирению и диабетическому фенотипу у мышей. Достаточный метаболизм валина и BCAA может привести к снижению уровня 3-HIB, что, по-видимому, важно для профилактики ожирения и диабета.

β-Аланин

β-Аланин (β-Ala) — это незаменимая β-аминокислота, вырабатываемая в печени. Эта аминокислота входит в структуру ансерина, пантотеновой кислоты (витамин B₅) и карнозина. β-Ala, наряду с гистидином, является предшественником карнозина, который доказанно повышает эффективность физических тренировок [7]. Карнозин в изобилии содержится в возбудимых тканях, особенно в скелетных мышцах. По общему мнению, концентрация β-Ala является лимитирующим фактором для эндогенного синтеза карнозина в скелетных мышцах, исходя из того, что концентрация β-Ala в тканях ниже, чем гистидина. Эти метаболические особенности побудили исследователей к изучению потенциала хронического приема β-Ala для сохранения высокого уровня карнозина.

Прием β-Ala сроком от двух недель значительно увеличивает содержание карнозина в мышцах, и этот результат был представлен несколькими авторами. Например, прием β-Ala (≥ 2 недель в дозе около 6 г/день) может увеличить содержание карнозина в мышцах на 60–80%, повышая вклад карнозина в буферную способность мышц. Таким образом, во время высокоинтенсивных тренировок, сопровождающихся усилением мышечного ацидоза, эта буферная способность может повысить толерантность к физической нагрузке. Метаанализ 15 исследований о добавках β-Ala для спортсменов показал, что β-Ala улучшает физические упражнения в большей степени, чем плацебо. Особо значимый эффект был продемонстрирован для упражнений продолжительностью 60–240 с. После этого метаанализа и с ростом популярности β-Ala, были опубликованы многочисленные клинические исследования эргогенного потенциала этой аминокислоты. Например, четырехнедельный прием β-Ala (6,1 г в день) у активных женщин улучшил показатели повторной спринтерской мощности и снизил скорость утомления при выполнении нескольких тестов по анаэробной производительности. Эти исследования подтверждают незначительное или полное отсутствие влияния β-Ala на анаэробную работоспособность. Однако β-Ala может эффективно улучшать взрывные показатели. Во-первых, показано, что пятинедельное употребление β-Ala (4,8 г в день) способно улучшить показатели максимального и среднего прыжка в противоход, оба на 7%, по сравнению с группой плацебо. Этот результат в отношении взрывной производительности был подтвержден в экспериментах, которые показали меньшее снижение высоты прыжка во время теста на утомляемость после 8 недель приема β-Ala по сравнению с плацебо у молодых спортсменов. Эти исследования предполагают многообещающие результаты [7]. 

Когда тренировки не являются полностью анаэробной (продолжительностью 1–4 минуты с высоким мышечным ацидозом), хронический прием β-Ala может представлять определенный интерес для спортсменов.

Что касается известных побочных эффектов применения β-Ala, то в редких случаях при высоких дозах отмечается парестезия. Однако в литературе мало данных о долгосрочных побочных эффектах. 

Следует отметить, что литературные данные об эргогенных эффектах β-Ala являются наиболее последовательными. β-Ala является хорошим эргогенным средством для упражнений интенсивностью 1–4 минуты, но малоэффективным для упражнений на сопротивление или выносливость.

L-Аргинин и L-глутамин

L-Аргинин (L-Arg) и L-глутамин (L-Gln) — две структурно родственные условно незаменимые аминокислоты, которые тесно связанные между собой в биохимических процессах: аргинин образуется из L—глутамина, L-пролина и L-глутамата.

Нарушения метаболизма, иммунной системы, нехватка некоторых аминокислот сильная эндокринная реакция на стресс характеризуют катаболический стресс. В условиях катаболического стресса были протестированы аминокислотные добавки, содержащие аргинин и глутамин. Они привлекли наибольшее внимание из-за неспособности млекопитающих синтезировать их в достаточном количестве в периоды катаболического стресса [8]. Известно, что дополнительные Gln и Arg легко усваиваются, причем половина Arg также преобразуется в орнитин.

Примечательно, что положительные эффекты Gln различаются в зависимости от способа введения. Внутривенное введение Gln улучшает азотистый баланс у пациентов с катаболическим стрессом, не принося явных клинических преимуществ, тогда как пероральный прием Gln положительно влияет на клинические результаты катаболического стресса. Поскольку катаболический стресс усиливает производство мочевины и, следовательно, увеличивает деградацию аргинина, и поскольку Arg выполняет несколько важных неметаболических функций, включая синтез оксида азота, добавки Arg положительно влияют на восстановление после катаболического стресса. Пероральный прием Arg при катаболическом стрессе защищает миокард, клетки слизистой оболочки желудка, предотвращает коагуляцию тромбоцитов и снижает потенциально токсичное накопление аммиака в крови.

Стресс от изнурительных физических упражнений подавляет иммунные функции и снижает уровень Gln в плазме. В действительности у профессиональных спортсменов, которым требуется выносливость, наблюдается высокая распространенность заболеваний, предположительно связанных с вызванным физической нагрузкой снижением концентрации Gln в плазме, повышением уровня гормонов стресса и нарушением функции нейтрофилов и Т-лимфоцитов. 

Gln и Arg были широко изучены на предмет их действия при травмах, послеоперационном восстановлении и изнурительных физических нагрузках. Результаты клинических исследований обнадеживают, хотя способ действия вызывает сомнения, поскольку восстановление уровня Gln и Arg в плазме не всегда приводит к явным клиническим преимуществам. Недавние исследования модели физического стресса, вызванного изнурительными упражнениями, также указывают на полезность Gln и Arg. Добавки Gln и Arg в основном поддерживают постстрессовые восстановительные реакции кишечника и иммунной системы, за исключением многообещающих предстрессовых эффектов Gln в иммунной системе спортсменов. Наконец, комбинация Gln и Arg или даже более широкая смесь аминокислот с предшественниками Gln (BCAA), а не отдельные аминокислоты, может повысить их эффективность.

Обзор результатов клинических исследований влияния глутамина на спортивные тренировки показал, что глутамин значительно способствует снижению веса [9]. При этом, 100–900 мг/кг/день глутамина не влияет на состав тела и аэробные показатели.

Аргинин может стимулировать выработку гормона роста [10]. Исследования показали, что реакция гормона роста увеличивается при пероральный прием 5–9 г L-аргинина повышает секрецию не менее чем на 100% в состоянии покоя [11], но это действие неоднозначно.

Обе аминокислоты безопасны для приема внутрь. Так, в исследованиях лишь 2% добровольцев из группы, получавшей аргинин, столкнулись с побочными эффектами, причем ни один из них не был тяжелым [12]. Краткосрочные периоды приема дополнительного аргинина безопасны даже для людей, страдающих ВИЧ или СПИДом [13]. 

По мнению большинства исследователей, L-глютамин полностью безопасен в дозировке до 1 г/кг массы тела, а частота побочных эффектов не превышает таковую для плацебо, как у здоровых, так и больных людей. [14]. 

L-Теанин

L-Теанин (N⁵-этил-L-глутамин, L-γ-глутамилэтиламид) — уникальная небелковая аминокислота, которая естественным образом вырабатывается и содержится в чайных растениях и считается потенциальной многофункциональной добавкой. Биосинтез теанина в чае начинается с аминокислоты аланин, представленной в большем количестве в корне, и протекает с помощью фермента. Химически, L-теанин является аналогом протеиногенных аминокислот — L-глутамина и L-глутамата.

Теанин при приеме внутрь в капсулированной форме или в виде водного раствора, распределяется не только в плазме крови человека, но и в других тканях организма, и метаболизируется до глутамата и этиламина [15].

L-Теанин увеличивает выработку дофамина и серотонина в мозге, и вызывает релаксацию через усиление активности альфа-волн. L-Теанин может противодействовать стимулирующему эффекту кофеина. Употребление L-теанина улучшает функцию сосудов и снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Защитная эффективность соединения может снизить уровень холестерина в сыворотке крови, повысить вазодилатацию артерий и выработку оксида азота, а также защитить мозг от церебральной ишемической травмы. Снижение уровня холестерина в сыворотке крови может уменьшить риск ишемической болезни сердца благодаря приему L-теанина, который значительно снижает уровень абдоминального и нейтрального жира, холестерина в печени и в сыворотке крови. Теанин помогает предотвращать нейронные повреждения за счет ингибирования различных неврологических функций. У взрослых L-теанин может служить гипотензивным средством с антистрессовой активностью, действуя на подавление возбуждения корковых нейронов, снижение тревожности и контроль повышения артериального давления в состоянии сильного стресса.

L-Теанин вызывает повышение концентрации дофамина (DA) и печеночного гликогена, а также снижение концентрации 5-HT и мочевины в сыворотке крови, что приводит к уменьшению физической усталости. Длительное лечение теанином снижает концентрацию 5-HT, мочевины и лактата в сыворотке крови, а также повышает уровень печеночного гликогена [49].

L-Теанин в организме млекопитающих в целом хорошо переносится, имеет высокое значение LD₅₀ (5000 мг/кг) и является немутагенным или неканцерогенным агентом в клетках животных или бактерий. Побочные эффекты редки и обычно слабые [16, 17]. Значительных различий в побочных явлениях между группами употребления зеленого чая и плацебо не наблюдалось. Однако совместный прием лекарств, снижающих кровяное давление, вызывает опасения и не рекомендован из-за того, что L-теанин способен снижать давление. 

L-Теанин считается полезным для поддержания жизнедеятельности в условиях стресса, вызванного изнурительным физическими нагрузками.

Заключение

Длительный общий стресс, вызванный физическими упражнениями, существенно нарушает гомеостаз организма, приводит к ситуации, когда адаптивное функциональное использование специфических аминокислот превышает их поступление с пищей, приводя к условному дефициту. В этом случае специфические аминокислоты укрепляют здоровье, способствуют восстановлению после стресса и снижают риск развития хронических заболеваний.

 К преимуществам комплекса можно отнести то, что его компоненты действуют в различные моменты физической активности, до и после нее. Аминокислоты с разветвленной цепью усиливают выносливость, способствуют регенерации и росту мышечной ткани, уменьшают воспаление. β-Аланин является хорошим адаптогенным средством во время кратковременных интенсивных упражнений. L-аргинин и L-глутамин выполняют защитные функции в условиях катаболического стресса, при этом в состоянии покоя аргинин стимулирует выработку гормона роста. Глутамин способствует снижению веса. L-Теанин полезен в условиях стресса, вызванного тяжелыми физическими упражнениями. 

Такой состав комплекса делает его полезным для спортсменов во все периоды занятий — от отдыха до максимальных нагрузок и последующего восстановления. Уникальная композиция «Спорт» обеспечивает уравновешенное потребление дополнительных аминокислот, а их набор ведет к синергетическому благоприятному эффекту. 

1 Peptides: Chemistry and Biology / Sewald N., Jakubke H.-D. — Darmstadt: Wiley-VCH. 2002 — 590 p.

2 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry / 7 ed. — Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2011 — P. 29456.

3 Fernstrom J. D. Branched-Chain Amino Acids and Brain Function // The Journal of Nutrition — 2005. — Vol. 135, No. 6. P. 1539S-1546S.

4 Martínez Sanz J. M., Norte Navarro A., Salinas García E., Sospedra López I. / Chapter 43 — An Overview on Essential Amino Acids and Branched Chain Amino Acids, in Nutrition and Enhanced Sports Performance (Second Edition), Bagchi, D., Nair, S., Sen, C. K., Editors. — Academic Press. 2019 — p. 509-519.

5 Ghosh S., Pahari S., Roy T. An updated overview on food supplement // Asian Journal of Research in Chemistry — 2018. — Vol. 11, No. 3. P. 691-697.

6 Kamei Y., Hatazawa Y., Uchitomi R., Yoshimura R., Miura S. Regulation of Skeletal Muscle Function by Amino Acids // Nutrients — 2020. — Vol. 12, No. 1.

7 Goron A., Moinard C. Amino acids and sport: a true love story? // Amino Acids — 2018. — Vol. 50, No. 8. P. 969-980.

8 Smriga M., Torii K. / Dietary Management of Stress Using Amino Acid Supplements, in Nutrients, Stress, and Medical Disorders, Yehuda, S., Mostofsky, D. I., Editors. — Totowa, NJ: Humana Press. 2005 — p. 325-340.

9 Ramezani Ahmadi A., Rayyani E., Bahreini M., Mansoori A. The effect of glutamine supplementation on athletic performance, body composition, and immune function: A systematic review and a meta-analysis of clinical trials // Clinical Nutrition — 2019. — Vol. 38, No. 3. P. 1076-1091.

10 Alba-Roth J., Müller O. A., Schopohl J., Werder K. V. Arginine Stimulates Growth Hormone Secretion by Suppressing Endogenous Somatostatin Secretion* // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism — 1988. — Vol. 67, No. 6. P. 1186-1189.

11 Kanaley J. A. Growth hormone, arginine and exercise // Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care — 2008. — Vol. 11, No. 1. P. 50–54.

12 Rhim H. C., Kim M. S., Park Y.-J., Choi W. S., Park H. K., Kim H. G., Kim A., Paick S. H. The Potential Role of Arginine Supplements on Erectile Dysfunction: A Systemic Review and Meta-Analysis // The Journal of Sexual Medicine — 2019. — Vol. 16, No. 2. P. 223-234.

13 Swanson B., Keithley J. K., Zeller J. M., Sha B. E. A pilot study of the safety and efficacy of supplemental arginine to enhance immune function in persons with HIV/AIDS // Nutrition — 2002. — Vol. 18, No. 7. P. 688-690.

14 Cieri-Hutcherson N. E., Hutcherson T. C., Conway-Habes E. E., Burns B. N., White N. A. Systematic Review of l-glutamine for Prevention of Vaso-occlusive Pain Crisis in Patients with Sickle Cell Disease // Pharmacotherapy: The Journal of Human Pharmacology and Drug Therapy — 2019. — Vol. 39, No. 11. P. 1095-1104.

15 Adhikary R., Mandal V. l-theanine: A potential multifaceted natural bioactive amide as health supplement // Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine — 2017. — Vol. 7, No. 9. P. 842-848.

16 Hartley L., Flowers N., Holmes J., Clarke A., Stranges S., Hooper L., Rees K. Green and black tea for the primary prevention of cardiovascular disease // Cochrane Database Syst Rev — 2013. — Vol. 2013, No. 6. P. Cd009934.

17 Jurgens T. M., Whelan A. M., Killian L., Doucette S., Kirk S., Foy E. Green tea for weight loss and weight maintenance in overweight or obese adults // Cochrane Database Syst Rev — 2012. — Vol. 12, No. 12. P. Cd008650.