Аминокислоты с разветвленной цепью: Польза аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) для спортсменов

Содержание

преимущества аминокислот с разветвленной цепью

Сидение на диете порвет вас на клочки, но оно также может сократить определенную массу бицепса. Аминокислоты с разветвленной цепью могут помочь вашим мышцам в борьбе против катаболических последствий от диет!

Сегодня добавки BCAA опять пользуются большим спросом в ассоциациях бодибилдинга и фитнеса по уважительной причине. Большинство исследований одобряют использование BCAA, чем многих прочих добавок, существующих сегодня.

Добавки BCAA, кроме всего прочего, также способствуют сохранению массы тела при определенных режимах питания для похудения. Они в большинстве случаев помогают конкурсантам по бодибилдингу, добивающимся чрезмерной худобы.

Несмотря на то, что сидение на диете делает чудеса с вашим внешним видом, помогая выглядеть замечательно как на сцене, так и на пляже и среди представителей противоположенного пола, оа всё же может уменьшить вашу мышеную массу.

Катаболическая опасность

Если диета катаболическая, то это может привести к нарушению функций мышц по некоторым причинам. Из-за того, что организм стремится сохранить жировые резервы, увеличивается возможность утраты мышечной массы, когда тело худеет.

При этом, организм начинает удовлетворять свои потребности беря энергию из мышечной ткани. Неприятные новости для тех, кто заинтересован в твердом теле.
На уровне молекул, когда увеличивается распад белков (этот процесс называется катаболизм), теряется мышечная масса. Это случается в целях освобождения мышечных аминокислот для топлива. Если проанализировать, то потеря мышечной массы усиливается тем, что степень синтеза белков также уменьшатся из-за сокращения использования энергии.
Главное уравнение для мышечной массы следующее: Мышечная масса = скорость белкового синтеза — скорость распада белка.
Если первое и второе равняются, не происходит никаких изменений в объеме мышц. Увеличить мышцы можно будет тогда, когда скорость белкового синтеза превосходит скорость разрушения белка. В обратном случае, вы теряете мышцы. Сидя на диете, можно добиться двойного результата, тем самым повышая разрушение мышц и уменьшая синтез белков.
В результате разработки, воздействия диеты, связанные с нарушением обмена веществ, усиливаются. Чем стройнее человек становится, тем больше бессильным он может стать.

При сильной усталости и слабости, чтобы поднять груз тяжелее обычного, ваши мускулы будут приспосабливаться и они не станут употреблять дополнительной энергии для завершения работы.

Все это свидетельствует о том, что накапливание мышечной массы вашим организмом невозможно; можно также предположить, что мышцы скорее всего будут использованы для энергии, поскольку они не используются для поднятия большого груза.

Красота BCAA

Как вы защищаетесь против страшного чудовища потери мышечной массы? Бросьтесь в атаку!Очевидно, что BCAA (в частности лейцин) способствуют процессу белкового синтеза и, вероятно, осуществляют это лучше, чем обычный белок. Они усиливают синтез клеточной техники, которая ответственна за осуществление процесса белкового синтеза. Следовательно, ВСАА не только действуют на повышение скорости белкового синтеза, но также расширяют умение клеток синтезировать белок!

Падение скорости разрушения белка свидетельствует о том, что аминокислоты благотворно влияют на ваше здоровье. Они делают это (в первую очередь) убавляя динамичность элементов белка, а также уменьшая выражение нескольких сочетаний, которые принимают участие в разрушении белка.

В очередной раз, прибегая к вышеупомянутому уравнению, будет понятно, что повышение синтеза и уменьшение пробоя будут равны усилению мышц. Итак, дорогие товарищи, наша цель-бороться с потерей мышечной массы.

Еще красивее

BCAA обладают большими положительными результатами, чем уменьшенный пробой и увеличенный синтез белка. Помимо этого, они могут иметь положительное влияние на интенсивность тренингов! BCAA соревнуются с аминокислотой триптофан для проникновения в головной мозг, где последний может быть превращен в трансмиттер серотонина
Делая физические упражнения, мы не замечаем, что степень серотонина увеличивается, и в результате у человека улучшается восприятие усталости. Это может стать причиной для редких тренингов.
Добавки BCAA сокращают количество триптофана, который проникает в головной мозг, и поэтому с его помощью значительно сокращается количество вырабатываемого серотонина.

BCAA и сыворотка

Несмотря на большое количество привилегий добавок BCCA, есть много противосторонников, которые уверяют, что цены на них завышены и для получения большего количества аминокислот, следует использовать больше белка молочной сыворотки. Учитывая тот факт, что она обогащена разветвленными цепями, можно сказать это не действенная политика.
Аминокислоты в сыворотках соединены пептидами с другими аминокислотами, и для большей эффективности они должны быть освобождены в результате пищеварения, после чего впитаны в кровь. Даже если сывороточный протеин является более или менее быстро перевариваемым, ему все равно необходимо несколько часов, чтобы освободить все аминокислоты и впитать их в кровь.

BCAA в спортивном питании, тем не менее, являются свободными аминокислотами, не нуждаются в усваивании организмом и быстро впитываются в кровь. Они повышают степень аминокислот в крови, быстрее тех аминокислот, которые основаны на пептидах. Даже самая малость BCAA в свободной форме могут увеличить BCAA плазмы больше, чем 30 грамм сывороточного белка. Именно поэтому они имеют более непосредственное воздействие на синтез и расщипление белков.
Кроме этого, поскольку они проходят через некоторые органы, переходя в кровоток, они могут быть использованы в качестве непосредственного источника энергии во время тренировки. Валин и изолейцин считаются глюкогенными аминокислотами, т.е. они могут быть трансформированы в глюкозу и послужить в качестве важного источника энергии во время физических упражнений, чтобы помочь вам в борьбе с усталостью во время тренировок.

Вывод

В результате последних исследований при похудении, те группы в которых употребляли дополнительно BCAA значительно больше сохранили мышесную массу, чем те кто не употреблял БЦАА.
В результате ваши мышцы будут сохранены, а жиры — потеряны.
Не обращайте внимания на остальные добавки, о которых много говорят, но они не дают результатов. Взамен, стоит протестировать силу аминокислот с разветвленной цепью.

перевод и подготовка материала: proteinhouse.net

Что такое аминокислоты с разветвленной цепью?

В общих химических терминах аминокислота с разветвленной цепью (BCAA) представляет собой любую аминокислоту, которая содержит разветвленную углеродную цепь, присоединенную к ее альфа-атому углерода. Все аминокислоты содержат атом водорода, карбоксильную группу и аминогруппу, все они присоединены к одному и тому же центральному атому углерода, называемому альфа-углеродом. Альфа-углерод также несет четвертую группу, обычно обозначаемую как R-группа; в аминокислотах с разветвленной цепью эта R-группа представляет собой короткую Y-образную трех- или четырехуглеродную цепь. Свойства этой R-группы определяют свойства аминокислоты и, следовательно, ее биологическое значение.

Применительно к биологии и питанию термин аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) относится к трем встречающимся в природе аминокислотам, которые содержат небольшую разветвленную трех- или четырехуглеродную цепь: L-лейцин, L-изолейцин и L валина. Поскольку все встречающиеся в природе аминокислоты принадлежат к разновидности L, префикс часто отбрасывается, и их обычно называют просто лейцин, изолейцин и валин. Все три аминокислоты с разветвленной цепью являются незаменимыми аминокислотами, что означает, что они не могут быть получены организмом, но должны быть получены с пищей. Однако они распространены в большинстве источников белка, таких как мясо, рыба, птица и молочные продукты, и поэтому редко встречаются в нормальном западном рационе.

Помимо их питательной ценности в рационе, где они жизненно важны для синтеза белка, аминокислоты с разветвленной цепью представляют определенный интерес в качестве нутрицевтиков или продуктов с фармацевтической активностью, особенно среди спортсменов и биилдеров. Известно, что лейцин важен не только как компонент белка, но и как способствующий регуляции синтеза мышц. Проглатывание дополнительных BCAA, как было показано, увеличивает синтез мышечного белка после тренировки и уменьшает катаболический распад мышечной ткани после упражнений. Таким образом, BCAA обладают способностью стимулировать анаболический или белковый ответ в мышцах.

Также было обнаружено, что BCAA уменьшают болезненность мышц с задержкой начала или DOMS, болезненность, которая появляется через несколько дней после напряженной тренировки. Исследования показали, что 5-граммовая добавка перед тренировкой, состоящая из изолейцина: лейзина: валина в соотношении 1: 2,3: 1,2, значительно снижала DOMS после энергичных упражнений среди субъектов, не привыкших к физическим нагрузкам. Снижение болей якобы позволяет более энергичные и интенсивные тренировки.

Дополнительные исследования показывают, что регулярное использование BCAA может быть связано с увеличением количества гормона роста в крови, что может помочь увеличить мышечную массу и общий размер тела. BCAA также, по-видимому, снижают уровень аминокислотного триптофана в крови. Избыток триптофана связан с сонливостью и усталостью, поэтому было высказано предположение, что этот эффект снижения уровня триптофана в BCAA может привести к более длительным и более напряженным тренировкам.

Следует отметить, однако, что в настоящее время нет прямых доказательств того, что BCAA имеют однозначное преимущество как в увеличении размера и количества мышечной массы, так и в улучшении спортивных результатов. Для установления этих фактов требуется больше работы. Аминокислоты с разветвленной цепью также были интересны несколько лет назад, когда экспериментальное исследование показало, что они могут быть эффективными при лечении симптомов бокового амиотрофического склероза или болезни Лу Герига. Последующие исследования не смогли подтвердить это, однако, и даже было высказано предположение, что избыток пищевых аминокислот с разветвленной цепью может даже увеличить смертность у таких пациентов.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Аминокислоты, BCAA | pigu.lt

Аминокислоты

Желая достичь более впечатляющих результатов в спорте, укрепить организм или получить больше энергии, часто используются и дополнительные средства, обеспечивающие нас веществами, которые не всегда получается извлечь из пищи. Одними из них являются аминокислоты — добавки, особенно популярные среди спортсменов, но которые могут принести пользу каждому из нас.

Аминокислоты и BCAA – что это?

Коротко говоря, аминокислоты являются одной из частей белка, участвующие в их синтезе, и поэтому особенно важны в процессе обновления клеток. Польза от аминокислот охватывает разные аспекты: они помогают восстановить мышцы и защищают их от разрушения, а также могут служить источником энергии. Но это еще не все — аминокислоты особенно популярны среди женщин, потому что употребляя эти добавки, быстрее получается распрощаться с лишними килограммами. Конечно, если вместе с ними не будете сочетать здоровое питание и спорт, никакого чуда не произойдёт, но в ином случае

незаменимые аминокислоты помогут эффективно достичь результатов. Эти добавки также могут улучшить эмоциональное состояние и придать гораздо больше эффективности.

Особенно популярными аминокислотами являются BCAA. Если возникает вопрос, что же такое BCAA, на него несложно ответить: это комплекс из трех основных аминокислот, состоящий из валина, лейцина и изолейцина. BCAA добавки обладают похожими преимуществами, как и другие продукты этого типа: помогают регулировать уровень глюкозы в крови, повышают силу и выносливость, а также влияют на наращивание мышечной массы и на потерю жировой массы. Кроме того, употребление BCAA может уменьшить беспокойство, депрессию, улучшить скорость реакции и положительно влияют на умственную деятельность.

Какие аминокислоты самые лучшие?

Впечатлившись пользой аминокислот и BCAA, надо будет познакомиться с богатым разнообразием этих добавок. Желая побыстрее решить, какие же аминокислоты выбрать, в первую очередь

определите, какой будет Ваша основная цель — от этого будет зависеть, какими другими веществами должны быть дополнены добавки BCAA. Аминокислоты предназначенные для спортивных тренировок должны быть сконцентрированы на повышение выносливости и восстановления мышц, в то время употребляя такие добавки для улучшения настроения, будете искать совсем другие особенности. Информацию о том, как принимать BCAA и другие аминокислоты, а также об основной пользе этих добавок, найдете в описаниях продукта — прочитав их, решения примите намного легче.

Размышляя о том, какие аминокислоты подойдут лучше всего,

цена тоже будет влиять на выбор. В этом случае вам следует обратить внимание на количество добавок и поискать, где проходит акция на BCAA — воспользовавшись специальными предложениями, понравившиеся продукты, сможете купить по гораздо более низкой цене. А если все еще не решили, какие из аминокислот лучше всего оправдают Ваши ожидания, поинтересуйтесь опытом других покупателей: их обзоры и отзывы помогут принять решение.

Аминокислоты по интернету

Интересуют таблетки BCAA, порошки, другие аминокислоты для спортсменов, а возможно ищете, где предлагают BCAA по выгодной цене? Ознакомьтесь с ассортиментом электронного магазина Pigu.lt: здесь найдете частые распродажи, будет возможность купить в рассрочку, в лизинг, а в огромном списке добавок легко найдете продукты, которые будут соответствовать Вашим требованиям.

BCAA и аминокислоты можно заказать по интернету — после заказа они вскоре будут доставлены на Ваш указанный адрес. Если желаете, BCAA и аминокислоты могут быть доставлены и в один из наших центров получения товаров в Вильнюсе, Каунасе, Клайпеде, Шяуляй и Паневежисе, где вы можете забрать их бесплатно.

Аминокислоты | kaup24.ee

Выбор других городов:

— Выберите —Tallinna linnTartu linnNarva linnPärnu linnKohtla-Järve linnViljandi linnRakvere linnMaardu linnSillamäe linnVõru linnAakaru valdAbja valdAbja-PaluojaAbja-Vanamõisa valdAdra valdAegviidu valdAhaste valdAhja valdAhtmeAlajõe valdAlatskivi valdAlbu valdAlutaguse valdAmbla valdAndineeme valdAnija valdAntsla linnAntsla valdAovere valdAre valdArukülaAruvälja valdAseri valdAudru valdAvinurme valdEametsa valdEisma valdElva linnElva valdEmmaste valdHäädemeeste valdHaage valdHaanja valdHaapsalu linnHaapse valdHaaslava valdHalinga valdHaljala valdHaljava valdHalliste valdHanila valdHarku valdHelme valdHerjava valdHiiu valdHiiumaa valdHummuli valdIisaku valdIlli valdIlluka valdIllurma valdImavere valdIntsu valdJägala-Joa valdJärva valdJärva-Jaani valdJärvakandi valdJõelähtme valdJõesuu valdJõgeva linnJõgeva valdJõhvi linnJõhvi valdJüri valdJuuliku valdJuuru valdKaarma valdKaasiku valdKabila valdKabina valdKadrina valdKäesalu valdKäina valdKaiu valdKallaste linnKambja valdKanepi valdKärdla linnKareda valdKarksi valdKarksi-NuiaKärla valdKäru valdKarula valdKasemetsa valdKasepää valdKastre valdKatase valdKehraKehtna valdKeila linnKeila valdKeila-Joa valdKernu valdKibuna valdKihelkonna valdKihlepa valdKihnu valdKiili valdKiisa valdKilingi-Nõmme linnKilksama valdKirumpää valdKiuma valdKiviõli linnKloogaranna valdKoeru valdKohila valdKohtla valdKohtla-Nõmme valdKoigi valdKolga-Jaani valdKõlleste valdKolu valdKonguta valdKõo valdKoonga valdKoppelmaa valdKõpu valdKõrgessaare valdKõrsa valdKose valdKõue valdKrei valdKriimani valdKudjapeKülitse valdKullamaa valdKulli valdKumna valdKunda linnKunda valdKurepalu valdKuressaare linnKurtna valdKuusalu valdLaadi valdLaagriLääne-Harju valdLääne-Nigula valdLääneranna valdLääne-Saare valdLaekvere valdLaeva valdLaheda valdLaiakülaLaimjala valdLaitse valdLasva valdLaukna valdLaulasmaa valdLavassaare valdLeesi valdLehmjaLeisi valdLemmetsa valdLevala valdLihula linnLihula valdLindi valdLohusalu valdLohusuu valdLoksa linnLooLüganuse valdLümanda valdLuunja valdMäeküla valdMäetaguse valdMaidla valdMajaka valdMäksa valdMammaste valdMänniku valdMärjamaa valdMartna valdMeegomäe valdMeeksi valdMeeri valdMeremäe valdMetsaääre valdMetsanurme valdMikitamäe valdMisso valdMõisaküla linnMõniste valdMooste valdMuhu valdMulgi valdMuraste valdMustjala valdMustlaMustvee linnMustvee valdNarva-Jõesuu linnNavi valdNeemisküla valdNissi valdNoarootsi valdNõo valdNõuni valdNõva valdOomiste valdOrava valdOrissaare valdOrjaku valdOru valdÕru valdOtepää linnOtepää valdPadise valdPaide linnPaide valdPäidre valdPaikuse valdPaistu valdPajusi valdPala valdPalamuse valdPaldiski linnPaldiski valdPalupera valdPangodi valdPapsaare valdPäri valdPärsti valdPatika valdPeetriPeetrimõisa valdPeipsiääre valdPihtla valdPiirissaare valdPikva valdPilka valdPinska valdPirgu valdPoaka valdPõdrala valdPõhja-Pärnumaa valdPõhja-Sakala valdPohla valdPöide valdPõltsamaa linnPõltsamaa valdPõlva linnPõlva valdPühalepa valdPuhja valdPuka valdPusku valdPüssi linnPuurmani valdRaasiku valdRaavitsa valdRae valdRägavere valdRahinge valdRaikküla valdRakke valdRakvere valdRandvere valdRannamõisa valdRannu valdRäpina linnRäpina valdRapla linnRapla valdRidala valdRisti valdRõngu valdRoobuka valdRoosna-Alliku valdRõuge valdRuhnu valdRuila valdRuu valdSaarde valdSaare valdSaaremaa valdSaarepeedi valdSaku valdSalme valdSalmistu valdSangaste valdSaue linnSaue valdSauga valdSetomaa valdSindi linnSindi valdSinialliku valdSipa valdSoe valdSõitme valdSõmerpalu valdSõmeru valdSonda valdSoomra valdSõtke valdSuislepa valdSultsi valdSurju valdSuurupi valdTabara valdTabasaluTabivere valdTaebla valdTaheva valdTahkuranna valdTähtvere valdTammejärve valdTammiste valdTammneeme valdTamsalu linnTamsalu valdTänassilma valdTanska valdTapa linnTapa valdTartu valdTarvastu valdToila valdTõlliste valdTootsi valdTorgu valdTori valdTorma valdTõrremäeTõrva linnTõrva valdTõrvandiTõstamaa valdTudulinna valdTüri valdTürisalu valdTuulna valdÜksnurme valdÜlejõe valdÜlenurme valdUrumarja valdUrvaste valdUuemõisa valdUulu valdUusküla valdVääna-Jõesuu valdVäätsa valdVägeva valdVahastu valdVäike-Maarja valdVaivara valdValga linnValga valdVälgita valdValgjärve valdValjala valdValkla valdValkse valdVana-Jõgeva valdVändra (Alev) valdVansi valdVara valdVarbla valdVardi valdVärska valdVarstu valdVasalemma valdVaskjala valdVastse-Kuuste valdVastseliina valdVatsla valdVehendi valdVeibri valdVeriora valdVigala valdVihula valdViimsi valdViiratsi valdViljandi valdVinni valdViraksaare valdVirtsuVirulase valdViru-Nigula valdVissi valdViti valdVõhma linnVoika valdVõistre valdVõlsi valdVõnnu valdVormsi valdVõru valdVõrumõisa valdVõsu vald

Учитывая Ваш выбор, мы в первую очередь покажем наиболее подходящие для Вас пункты выдачи заказов и сроки доставки.

Клинические исследование Obesity: Control diet, Диета с низкими аминокислотами с разветвленной цепью (BCAA), Низкобелковая диета — Реестр клинических исследований

Метка: Control

Тип: Placebo Comparator

Описание: A control group will consume 2 meal replacement beverages(MRBs) made with whey protein The control diet group will be provided with a protein powder which will provide all Amino Acids. Diets will be provided in unmarked containers, to ensure subjects will be blinded to the dietary group assignment. No overall calorie reduction will be implemented for any group. All subjects will receive recipes developed by clinical nutritionist in the study team. Theses recipes will maximize palatability and match energy density across all diets and total protein content. The subjects will be able to use multiple different recipes over the course of the study to prevent taste fatigue and dropout. Each subject is anticipated to replace 2 meals per day with a beverage.

Метка: Низкобелковая (LP) диета

Тип: Активный компаратор

Описание: Эта группа будет употреблять 2 напитка-заменителя еды (MRB) с низким содержанием белка (цель — снизить общий белок на 2/3). Группе LP будет предоставлен протеиновый порошок, содержащий все аминокислоты. Диеты будут предоставляться в емкостях без опознавательных знаков, чтобы испытуемые не знали о назначении группы питания. Ни в одной группе не будет общего снижения калорийности. Все испытуемые получат рецепты, разработанные клиническим диетологом из исследовательской группы. Эти рецепты обеспечат максимальные вкусовые качества и обеспечат соответствие энергетической плотности для всех диет и общего содержания белка. В ходе исследования испытуемые смогут использовать несколько различных рецептов, чтобы предотвратить утомление вкуса и отсев. Предполагается, что каждый субъект заменит 2 приема пищи в день напитком.

Метка: Аминокислоты с низкой разветвленной цепью (BCAA)

Тип: Экспериментальный

Описание: Группа, соблюдающая диету с низким содержанием BCAA, будет потреблять 2 напитка-заменителя еды (MRB) в день, приготовленные с порошком BCAD2 (аминокислота с разветвленной цепью) (без BCAA). Порошок BCAD2 (Mead Johnson) — это обогащенный медицинский пищевой порошок, который не содержит изолейцин, лейцин или валин BCAA, но содержит все остальные незаменимые и незаменимые AA, углеводы, жиры, витамины и минералы. Ни в одной группе не будет общего снижения калорийности. Все испытуемые получат рецепты, разработанные клиническим диетологом из исследовательской группы. Эти рецепты обеспечат максимальные вкусовые качества и обеспечат соответствие энергетической плотности для всех диет и общего содержания белка. В ходе исследования испытуемые смогут использовать несколько различных рецептов, чтобы предотвратить утомление вкуса и отсев. Предполагается, что каждый субъект заменит 2 приема пищи в день напитком.

Аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА)

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА, МОЛОДЁЖИ И ТУРИЗМА (ГЦОЛИФК)

Кафедра биохимии и биоэнергетики спорта

РЕФЕРАТ

На тему:

“Аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА)”

Выполнил:

Лицецевич Александр Игоревич

Магистрант 2-го курса

Проверил:

Литвиненко Светлана Николаевна

Доцент кафедры биохимии и биоэнергетики спорта

Москва

2018

ВСАА (от английского branched chain amino acid) – это комплекс из трѐх аминокислот с разветвленной цепью – валин, лейцин и изолейцин. Они являются важными компонентами белков. В отличие от других аминокислот они не синтезируются организмом. Эти три аминокислоты объединены в один комплекс, потому что они действуют совместно помогая друг другу в работе. ВСАА могут выступать в качестве источника энергии мышечных волокон.

Прием добавок, которые содержат BCAA (валин, изолейцин, лейцин) оказывает укрепляющее действие на мускулатуру, после интенсивных тренировок является основным фактором для эффективного восстановления истощенной мышечной ткани; только в этом случае максимально используется потенциал повышенного гормонального фона, возникающего в организме после тренировки, ускоряется рост мышечной массы и силы. Напряженная мышечная деятельность, типа бодибилдинга, пауэрлифтинга и других силовых и скоростно-силовых видов спорта, приводит к износу и разрушению части сократительных белков. В процессе восстановления эти структуры восполняют пластический материал, из которого они состоят. В этих условиях крайне важно, чтобы организме было достаточное количество тех аминокислот, потребность в которых сильно увеличивается во время развертывания восстановительных процессов.

Аминокислоты с разветвленными цепями представляют собой особую ценность в периоды восстановления. ВСАА в спортивном рационе питания – играют большую роль в наборе чистой мышечной массы и сохранении объемов мышц, их  усвоение не требует дополнительных затрат энергии, и не тормозит восстановление энергетических запасов в мышечных клетках.

Прием BCAA с креатином дает значительный прирост производительности на тренировках. Измеримый и видимый эффект обычно отмечается только после длительного непрерывного приема от 3 до 13 недель [4].

Так же от концентрации ВСАА в крови зависит уровень белка плазмы крови альбумина. Уменьшение концентрации лейцина, изолейцина и валина приводит к падению в плазме уровня альбумина. Это, означает, что осмотическое давление крови падает. Такая ситуация может привести к задержке жидкости и отекам. Таким образом, BCAA поддерживают и водный обмен в организме [2].

Напряженная мышечная деятельность влечет за собой износ и разрушение части сократительных белков. Таким образом, дополнительно потребляя ВСАА, спортсмены быстрее восстанавливаются после тяжелых тренировок. Доказано, что одной из основных причин утомления – это истощение запасов мышечного гликогена. По мере того, как эти запасы заканчиваются, печень начинает извлекать ВСАА из кровотока и направляет их к работающим мышцам, чтобы поддержать их энергетические потребности. Чем интенсивнее тренировки, тем быстрее расходуется гликоген, тем более важна роль, которую играют ВСАА как альтернативный источник энергии.

ВСАА это единственные аминокислоты, которые метаболизируются, прежде всего, в скелетных мышцах и в гораздо меньшей степени в печени. Аминокислоты ВСАА можно считать «топливом» для скелетной мускулатуры.

Учитывая структурное сходство L-лейцина, L-валина и L-изолейцина Рис 1

[pic 1]

Рис 1

их начальные реакции катаболизма одинаковы. Затем пути их расходятся в зависимости от природы их конечных продуктов Рис.2 [4]

Катаболизм аминокислот с разветвленной цепью, преимущественно осуществляется не в печени (место распада большинства остальных аминокислот), а в мышечной и жировой тканях, в почках и ткани мозга. Сначала все три аминокислоты подвергаются трансаминированию с а-кетоглутаратом и последующим образованием соответствующих а-кетокислот, под действием одного общего и специфического фермента — аминотрансферазы аминокислот с разветвленной цепью КФ 2.6.1.42 который не содержится в печени. Дальнейшее окислительное декарбоксилирование а-кетокислот приводит к образованию ацил-КоА-производных.

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA)

Определение

Разветвленная цепь аминокислоты или BCAA, лейцин, изолейцин и валин – три из девяти незаменимые аминокислоты, Эти три ингредиента образуют популярную пищевую добавку, которую в основном употребляют любители спорта, так как считается, что они способствуют мышечная ткань синтез; Однако истинная ценность добавок BCAA еще предстоит доказать.

Анаболический эффект относится к синтезу сложных молекул из более мелких, таких как синтез мышечной массы на основе белка. ткань из единичных аминокислот. Катаболический эффект описывает разрушение комплекса молекула на отдельные части. Аминокислоты с разветвленной цепью замедляют катаболизм. Это означает, что, хотя скорость производства мышечной массы не увеличивается при добавлении BCAA у людей, более медленная кривая деградации может привести к более высоким уровням мышечной ткани при правильных обстоятельствах. Конечно, не следует игнорировать тот факт, что клетка долговечность в случае мышц не может быть положительным изменением; чем моложе клетка, тем лучше она работает.

Увеличение мышечной массы зависит не от небольшого выбора аминокислот, а от широкого спектра незаменимых и незаменимых. Когда доступность одной аминокислоты нарушена, это может повлиять на весь анаболический процесс. Добавляя небольшую группу, вы все еще ограничены доступностью полного спектра аминокислот, ферментов и транспортных белков. Из-за этого положительные эффекты BCAA на мышечную массу часто являются временными, и со временем другие ингредиенты для синтеза мышц уменьшаются или вытесняются. Кроме того, наличие аминокислот в скелетная мышца синтез зависит от разрушения мышц. Во время и сразу после еды аминокислоты транспортируются через кровь в мышечные участки, где они способствуют мышечному синтезу. Когда человек перестает есть, эта доступность быстро уменьшается; это тогда до катаболического разрушения старых мышечных клеток, чтобы обеспечить дальнейшие аминокислоты для наращивания анаболизма. Поскольку BCAA замедляют деградацию и, таким образом, снижают доступные уровни свободных аминокислот, возможно, что в конечном итоге эти добавки фактически оказывают негативное влияние на мышечное производство.

Когда было принято решение принимать добавки BCAA для увеличения мышечной массы, следует осторожно принимать непосредственно перед высокоэнергетической тренировкой и в сочетании с другими незаменимыми и незаменимыми аминокислотами, Таким образом, конкурирующие аминокислоты имеют одинаковую возможность связываться с транспортными белками, и можно использовать немедленно доступные источники в плазме крови. При соблюдении этой временной шкалы перед тренировкой уровни энергии, мышечная масса и уровни мышечного повреждения оказываются положительными.

В виде BCAA способны преодолевать гематоэнцефалический барьерболее высокие уровни предотвращают проникновение в мозг ароматических аминокислот триптофана, тирозина и фенилаланина. Триптофан является предшественником серотонина, а тирозин и фенилаланин являются предшественниками катехоламинов; поэтому действие дополнительных аминокислот с разветвленной цепью напрямую влияет на синтез и высвобождение серотонина и катехоламинов, таких как дофамин, норэпинефрин и адреналин. Тем не менее, как и в случае большинства Центральная нервная система физиология полная роль BCAA в возбуждающем и ингибирующем синтезе нейротрансмиттеров остается неясной. Грызуны, получавшие избыток BCAA, имели низкие уровни серотонина в мозге, что вызвало переедание животных и ожирениев то время как форумы о здоровье часто включают в себя запросы потребителей добавок BCAA, спрашивающие, может ли их опыт плохого настроения или перепадов настроения быть связан с их приемом внутрь.

Общепринято, что мышечная ткань является основным местом катаболизма BCAA, но более поздние исследования указывают на то, что жировая ткань или жировая ткань участвуют в подавлении катаболизма BCAA; может случиться так, что жировая ткань не дает организму использовать доступные ВСАА, Например, исследование уровней BCAA у людей, страдающих ожирением, резистентность к инсулину и метаболический синдром обнаружил связь между наличием большого количества жировой ткани и высоко циркулирующих, но не катаболизированных аминокислот с разветвленной цепью. После операции по шунтированию желудка эти уровни циркулирующей крови снижаются, так же как и резистентность к инсулину и аппетит. Последнее может быть результатом возврата к нормальной функции BCAA, когда эти аминокислоты снова способны действовать как питательные сигнальные соединения.

Здоровая, разнообразная диета обеспечивает организм всеми необходимыми питательными веществами, поэтому следует избегать добавления аминокислот, особенно теми, кто не принимает участие в регулярной физической активности высокого уровня, Чтобы свести к минимуму влияние жировой ткани на эффективность BCAA, источники аминокислот должны поступать в основном из рыбы и растение на основе белка. Эти продукты обеспечивают достаточное и сбалансированное количество питательных веществ в ежедневном рационе. Диеты с высоким содержанием жиров в сочетании с добавками BCAA могут оказывать серьезное вредное воздействие на здоровье. Одно исследование на мышах привели к значительно более высокому уровню смертности у грызунов, получавших рационы с высоким содержанием жира с дополнительными BCAA по сравнению с теми, кто не принимал добавки Еще более важно, никто из тех, кто сидел на диете с высоким содержанием жира и с низким содержанием BCAA, не умер,

Исследование BCAA все еще продолжается

Аминокислоты с разветвленной цепью и синтез мышечного белка у человека: миф или реальность?

Abstract

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) — это лейцин, валин и изолейцин. Многомиллионная индустрия пищевых добавок выросла вокруг концепции, согласно которой пищевые добавки, содержащие только BCAA, вызывают у людей анаболический ответ, обусловленный стимуляцией синтеза мышечного белка. В этом кратком обзоре обсуждаются теоретические и эмпирические основы этого утверждения.Теоретически максимальная стимуляция синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии в ответ на прием только BCAA представляет собой разницу между распадом мышечного белка и синтезом мышечного белка (примерно на 30% больше, чем синтез), потому что другие незаменимые аминокислоты необходимы для синтеза нового белка. могут быть получены только в результате распада мышечного белка. На самом деле максимальное увеличение синтеза мышечного белка на 30% является завышенной оценкой, потому что обязательное окисление ЕАА невозможно полностью подавить.Обширный поиск в литературе не выявил исследований на людях, в которых количественно определялся ответ синтеза мышечного белка на перорально принимаемые BCAA, и только два исследования, в которых оценивался эффект только внутривенных инфузий BCAA. Оба этих исследования внутривенных инфузий показали, что BCAA снижают синтез мышечного белка, а также расщепление белка, что означает снижение оборота мышечного белка. Катаболическое состояние, при котором скорость распада мышечного белка превышала скорость синтеза мышечного белка, сохранялось во время инфузии BCAA.Мы пришли к выводу, что утверждение о том, что потребление BCAA с пищей стимулирует синтез мышечного белка или вызывает анаболический ответ у людей, необоснованно.

Ключевые слова: Лейцин, Валин, Изолейцин, Человек, Анаболический ответ

Исходная информация

В общей сложности двадцать аминокислот составляют мышечный белок. Девять из двадцати считаются незаменимыми аминокислотами (EAA), то есть они не могут вырабатываться организмом в физиологически значимых количествах, и поэтому являются важнейшими компонентами сбалансированного питания.Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, а это означает, что синтез белка происходит непрерывно, чтобы заменить белок, потерянный в результате распада белка. Для синтеза нового мышечного белка все незаменимые аминокислоты вместе с одиннадцатью заменимыми аминокислотами (NEAA), которые могут вырабатываться в организме, должны присутствовать в адекватных количествах. Аминокислоты с разветвленной цепью лейцин, изолейцин и валин являются тремя из девяти незаменимых аминокислот. Лейцин является не только предшественником синтеза мышечного белка, но также может играть роль регулятора внутриклеточных сигнальных путей, участвующих в процессе синтеза белка (напр.г., [1]).

Идея о том, что BCAA могут обладать уникальной способностью стимулировать синтез мышечного белка, выдвигалась более 35 лет. Данные, подтверждающие эту гипотезу, были получены при изучении реакций крыс. В 1981 году Buse [2] сообщил, что у крыс BCAA могут ограничивать скорость синтеза мышечного белка. Дополнительные исследования подтвердили концепцию уникального влияния BCAA на синтез мышечного белка у крыс, хотя лишь немногие изучали реакцию на пероральное потребление только BCAA.Гарлик и Грант показали, что введение смеси BCAA крысам увеличивало скорость синтеза мышечного белка в ответ на инсулин [3], но они не измеряли эффекты одних BCAA. Вливание только BCAA крысам Kobayashi et al. [4] индуцировал увеличение синтеза мышечного белка, но реакция была временной. Предположительно, скорость синтеза быстро стала ограничиваться доступностью других EAA.

Исследования синтеза мышечного белка у крыс имеют ограниченное отношение к реакции человека.Скелетные мышцы составляют гораздо меньший процент от общей массы тела крыс по сравнению с людьми, и регуляция синтеза мышечных белков во многом отличается. Так, в своей эпохальной книге по белковому метаболизму Уотерлоу и его коллеги на основании имеющихся данных пришли к выводу, что пищевые аминокислоты не стимулируют синтез мышечного белка у крыс [5]. В то время как недавняя работа ставит под сомнение это утверждение, ограниченный стимулирующий эффект диетических аминокислот на синтез белка у крыс отражает тот факт, что в нормальных постабсорбционных условиях существует избыток эндогенных аминокислот, доступных для увеличения синтеза белка, если активность внутриклеточных белков снижается. стимулируются факторы, участвующие в инициации синтеза белка.Другими словами, синтез мышечного белка у крыс, по-видимому, ограничен процессом инициации, а не процессом трансляции. В отличие от этого, как будет обсуждаться ниже, у людей это, по-видимому, не так. Еще одно важное различие между исследованиями, изучающими влияние аминокислот на синтез мышечного белка у людей и крыс, связано с обычно используемыми методологиями. В исследованиях на крысах обычно применялся метод «заливной дозы» [6]. Эта процедура включает измерение включения индикатора аминокислоты в мышечный белок в течение очень короткого промежутка времени, часто всего за 10 минут.Этот подход не различает временную и длительную стимуляцию синтеза белка. Только устойчивая стимуляция синтеза имеет физиологическое значение. Потребление несбалансированной смеси аминокислот, таких как BCAA, может временно стимулировать синтез белка за счет использования эндогенных запасов других предшественников синтеза белка. Однако эндогенные запасы аминокислот, например, в плазме и в свободном внутриклеточном пуле, весьма ограничены и могут быстро истощаться.Если стимуляция синтеза белка не может быть устойчивой, это не имеет большого физиологического значения. Следовательно, метод заливающей дозы, обычно используемый для измерения синтеза мышечного белка у крыс, дает результаты с неопределенным отношением к питанию человека. Поскольку пищевые добавки BCAA предназначены для потребления человеком, в центре внимания этого краткого обзора будут исследования на людях.

Продажа BCAA в качестве пищевых добавок превратилась в многомиллионный бизнес.В основе маркетинга этих продуктов лежит широко распространенное мнение о том, что потребление BCAA стимулирует синтез мышечного белка и, как следствие, вызывает анаболический ответ. BCAA также можно употреблять с целью улучшения «умственной концентрации», но мы не будем рассматривать это применение. Основная цель этой статьи — оценить утверждение о том, что BCAA сами по себе являются анаболическими, адекватно подтверждается либо теоретически, либо эмпирически исследованиями на людях. Неявным в нашей оценке будет изучение того, играет ли состояние фосфорилирования эукариотических факторов инициации роль, контролирующую скорость, в регуляции синтеза мышечного белка у людей.

Обмен мышечного белка и потребление белка с пищей

Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, что означает, что новый белок непрерывно вырабатывается, в то время как старые белки расщепляются. Анаболическое состояние не имеет конкретного определения, но обычно относится к обстоятельствам, при которых скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада мышечного белка. Результат – набор мышечной массы. Традиционно считается, что анаболическое состояние обусловлено стимуляцией синтеза мышечного белка, но теоретически это также может быть результатом ингибирования распада мышечного белка.

Главной метаболической целью потребления добавок BCAA является максимизация анаболического состояния. Широко распространено мнение, что BCAA вызывают анаболическое состояние, стимулируя синтез мышечного белка. Обильная доступность всех незаменимых аминокислот является необходимым условием для значительной стимуляции синтеза мышечного белка [7]. Синтез мышечного белка будет ограничен недостатком любого из незаменимых аминокислот, в то время как дефицит NEAA может быть компенсирован повышенным производством дефицитных NEAA de novo [7].В постпрандиальном состоянии после приема пищи, содержащей белок, все предшественники ЕАА, необходимые для синтеза нового мышечного белка, могут быть получены либо из повышенных концентраций в плазме в результате переваривания потребленного белка, либо из рециркуляции в результате распада белка. В этих условиях обильной доступности EAA скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада, что приводит к анаболическому состоянию. В постабсорбционном состоянии уровни EAA в плазме падают ниже постпрандиальных значений, поскольку аминокислоты больше не всасываются.В результате EAA больше не поглощаются мышцами, а высвобождаются мышцами в плазму [8]. Это катаболическое состояние мышечного белка в постабсорбционном состоянии обеспечивает постоянную доступность EAA для других тканей для поддержания скорости синтеза белка за счет мышечного белка, который можно рассматривать как резервуар EAA для остальных тканей. тела, на которое можно опираться. [8].Помимо повторного включения в мышечный белок путем синтеза, некоторые EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, могут частично окисляться в мышцах, что делает их недоступными для повторного включения в мышечный белок. EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, которые не реинкорпорируются в мышечный белок или не окисляются в мышечной ткани, высвобождаются в плазму, после чего они могут либо поглощаться другими тканями в качестве предшественников для синтеза белка, либо необратимо окисляться [9].Таким образом, скорость синтеза мышечного белка всегда будет ниже, чем скорость распада мышечного белка в постабсорбционном состоянии из-за чистого потока ЕАА из белкового распада в плазму и в окислительные пути. Другими словами, невозможно, чтобы синтез мышечного белка превышал скорость распада мышечного белка, когда предшественники полностью образуются в результате распада белка, и, таким образом, анаболическое состояние не может возникнуть в отсутствие экзогенного потребления аминокислот.

Являются ли BCAA анаболическими в постабсорбционном состоянии?

Теоретические соображения

Все предшественники EAA для синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии образуются в результате распада мышечного белка.Постоянно сообщалось, что у нормальных людей после абсорбции скорость распада мышечного белка превышает скорость синтеза мышечного белка примерно на 30% [10]. Потребление только BCAA (т. е. без других EAA) может увеличить синтез мышечного белка только в постабсорбционном состоянии за счет повышения эффективности рециркуляции EAA из расщепления белка обратно в синтез белка, в отличие от их высвобождения в плазму или окисленный. Это связано с тем, что все 9 EAA (а также 11 NEAA) необходимы для производства мышечного белка, а EAA не могут быть произведены в организме.Если потребляются только 3 незаменимые аминокислоты, как в случае потребления аминокислот с разветвленной цепью, то расщепление белка является единственным источником оставшихся незаменимых аминокислот, необходимых в качестве предшественников для синтеза мышечного белка. Поэтому теоретически невозможно, чтобы потребление только BCAA создавало анаболическое состояние, при котором синтез мышечного белка превышает расщепление мышечного белка. Если сделать широкое предположение, что потребление BCAA повышает эффективность рециркуляции EAA от расщепления мышечного белка до синтеза мышечного белка на 50%, то это будет означать увеличение скорости синтеза мышечного белка на 15% (30% перерабатывается в базальном состояние X 50% улучшение переработки = 15% увеличение синтеза).Кроме того, 50-процентное снижение высвобождения EAA в плазму из мышц также уменьшит плазменные и внутриклеточные пулы свободных EAA. Рисунок схематично иллюстрирует эти принципы. Поскольку повышение эффективности рециркуляции на 50% было бы примерно разумным максимальным пределом, это означает, что максимальная стимуляция синтеза мышечного белка не может превышать 15%. Это будет соответствовать увеличению фракционной скорости синтеза мышц с базового значения около 0,050%/ч в исходном состоянии до 0.057 %/ч, и эту разницу во фракционной скорости синтеза (FSR) белка было бы трудно точно измерить [11].

Схематическое изображение рециркуляции незаменимых аминокислот (EAA) из расщепления мышечного белка в синтез мышечного белка в постабсорбционном состоянии. Произвольные единицы используются для простоты и основаны на измеренных скоростях каждого пути у людей после абсорбции [10]. a Нормальное состояние в постабсорбтивном состоянии. Приблизительно 70% незаменимых аминокислот, образующихся при распаде мышечного белка, перерабатываются в синтез белка [10].Существует чистый отток примерно 85% EAA, высвобождаемых в результате распада белка, которые могут либо поглощаться и включаться в белок в других тканях, либо окисляться. Около 15% незаменимых аминокислот в результате распада белка частично окисляются в мышцах и недоступны для синтеза белка. Показатели внешнего потока и внутриклеточного окисления EAA являются средними, поскольку некоторые EAA, такие как фенилаланин, вообще не окисляются в мышцах. b Представление о 50-процентном увеличении эффективности рециркуляции EAA из расщепления мышечного белка в синтез белка.В этом примере будет увеличение синтеза с 70 до 80 единиц, или 20%. Синтез белка никогда не может превышать расщепление белка в постабсорбционном состоянии, поскольку расщепление белка является единственным источником EAA

Эмпирические результаты

BCAA вводились внутривенно только в исследованиях, определяющих реакцию метаболизма мышечного белка у людей на BCAA в одиночестве. В то время как вливание BCAA не является обычным способом потребления пищевой добавки, было показано, что внутривенное вливание и пероральный прием аминокислот оказывают сопоставимое влияние на синтез мышечного белка в других обстоятельствах [12].Следовательно, целесообразно оценить работы, в которых изучалась реакция синтеза мышечного белка на внутривенное вливание BCAA у людей.

Луар и др. [13] использовали метод баланса предплечья для количественной оценки реакции на внутривенное вливание смеси BCAA в течение 3 часов у 10 субъектов после абсорбции. Метод баланса предплечья включает измерение поглощения и высвобождения отдельных EAA (в данном случае лейцина и фенилаланина) и их изотопно-меченых аналогов.Рассчитывают скорости исчезновения (Rd) и появления (Ra) фенилаланина и лейцина. При допущении, что баланс лейцина и фенилаланина в мышцах является репрезентативным для всех EAA, Rd. фенилаланина считается отражением синтеза мышечного белка, поскольку синтез белка является единственной судьбой фенилаланина, поглощаемого мышцами из плазмы. Дорога. лейцина нельзя интерпретировать в отношении синтеза белка, поскольку лейцин, поглощаемый мышцами, может окисляться, а также включаться в белок.3-часовая инфузия BCAA увеличила концентрацию в плазме всех 3 BCAA в четыре раза, в то время как концентрация других EAA снизилась [13]. Синтез мышечного белка не стимулировался инфузией BCAA, а снизился с 37+/- 3 до 21 +/- 2 нмоль/мин/100 мл ноги (статистически значимо, p  <0,05) [13]. Не было значительных изменений в чистом балансе фенилаланина, что указывает на то, что распад мышечного белка также уменьшился на величину, аналогичную снижению синтеза мышечного белка.Баланс между синтезом и распадом мышечного белка оставался отрицательным, а это означало, что катаболическое состояние сохранялось, а анаболическое состояние не возникало. Одновременное снижение синтеза и распада мышечного белка во время инфузии BCAA можно описать как снижение оборота мышечного белка.

Аналогичные результаты были получены теми же исследователями, когда они продлили инфузию BCAA до 16 часов у 8 нормальных добровольцев и определили, стимулирует ли хроническое повышение уровня BCAA синтез мышечного белка [14].Для расчета синтеза и распада мышечного белка использовалась та же методология баланса предплечья, что и в предыдущем исследовании. 16-часовая инфузия увеличивает концентрацию BCAA от 5 до 8 раз [14], что почти вдвое превышает уровни, достигаемые при пероральном приеме обычной дозы BCAA [15]. Как и в предыдущем исследовании, синтез мышечного белка (отражаемый фенилаланином Rd) был снижен у субъектов, получавших BCAA, по сравнению с инфузией солевого раствора с 36 +/- 5 до 27 +/- 2 нмоль/мин/100 мл. Распад мышечного белка также было снижено, что означает, что оборот мышечного белка также был снижен, и катаболическое состояние сохранялось.

Из этих двух исследований мы можем сделать вывод, что инфузия BCAA не только не увеличивает скорость синтеза мышечного белка у людей, но фактически снижает скорость синтеза мышечного белка и скорость оборота мышечного белка. Катаболическое состояние не было обращено в анаболическое состояние ни в одном из исследований. Кроме того, ожидается, что устойчивое снижение скорости обмена мышечного белка будет иметь пагубное влияние на мышечную силу, даже если мышечная масса сохраняется. Обмен мышечного белка обновляет мышечные волокна и приводит к повышению эффективности сокращения на уровне отдельных волокон [16], что отражается в увеличении силы in vivo, независимо от мышечной массы [17, 18].

Отсутствие значительного увеличения синтеза мышечного белка в ответ на инфузию только BCAA, как и ожидалось, согласно теоретическим соображениям, рассмотренным выше и проиллюстрированным на рис., в отношении требования, чтобы все EAA поддерживали увеличение. Вместо этого, поскольку расщепление мышечного белка уменьшилось, доступность EAA также снизилась, что, в свою очередь, фактически снизило скорость синтеза мышечного белка.

Ограничивают ли скорость анаболические сигнальные факторы в постабсорбционном состоянии?

Утверждение о том, что BCAA стимулируют синтез мышечного белка, по крайней мере частично связано с наблюдением, что внутриклеточная анаболическая сигнализация усиливается, включая состояние активации ключевых факторов, участвующих в инициации синтеза белка [1].Теория о том, что активация внутриклеточных анаболических сигнальных факторов вызывает увеличение скорости синтеза мышечного белка, прочно закрепилась в современных представлениях о регуляции синтеза мышечного белка. Усиление анаболических сигналов в ответ на BCAA приводилось как свидетельство стимуляции синтеза мышечного белка, даже при отсутствии измерения синтеза мышечного белка (например, [1]). Однако активация анаболических сигнальных путей может совпадать с усилением синтеза мышечного белка только в том случае, если имеется достаточное количество незаменимых аминокислот, обеспечивающих необходимые предшественники для производства полноценного белка.

Диссоциация состояния фосфорилирования сигнальных факторов и синтеза мышечного белка у человека была показана при различных обстоятельствах, когда доступность всех EAA ограничена. Например, увеличение концентрации инсулина (например, в результате приема глюкозы) является мощным активатором анаболических сигнальных путей, но это не приводит к увеличению мышечной ФСР из-за дефицита ЕАА [19]. И наоборот, потребление небольшого количества (3 г) EAA стимулирует синтез мышечного белка, не влияя на активность фактора инициации, например.g., Akt, киназа S6 и 4E-BP1 [20]. Небольшое увеличение концентрации EAA в плазме не имело бы эффекта, если бы синтез белка ограничивался состоянием активации факторов инициации. В упомянутых выше исследованиях, в которых BCAA вводили внутривенно, разумно предположить, что такое значительное увеличение концентрации BCAA активировало бы сигнальные факторы, однако синтез мышечного белка фактически снизился из-за отсутствия доступности EAA в результате снижения распад белка.Таким образом, у людей прием ЕАА может увеличить синтез мышечного белка при отсутствии каких-либо изменений в активации факторов инициации, а активация факторов инициации при отсутствии потребления всех ЕАА не влияет на синтез мышечного белка. Эти результаты можно интерпретировать только как демонстрацию того, что ограничивающим скорость контролем синтеза базального мышечного белка у людей является доступность всех EAA, а не активность анаболических сигнальных факторов. Этот вывод ставит под сомнение роль пищевых добавок, содержащих только BCAA, как стимуляторов синтеза мышечного белка.

Когда все доказательства и теории рассматриваются вместе, разумно заключить, что нет достоверных доказательств того, что прием только одной пищевой добавки BCAA приводит к физиологически значимой стимуляции мышечного белка. На самом деле, имеющиеся данные указывают на то, что BCAA на самом деле снижают синтез мышечного белка. Все незаменимые аминокислоты должны быть доступны в изобилии для усиления анаболических сигналов, которые приводят к ускоренному синтезу мышечного белка.

Совместный прием BCAA с другими питательными веществами

В центре внимания этого обзора была реакция только на BCAA, поскольку это является логичным назначением пищевых добавок с BCAA.Как и в случае потребления только BCAA, исследований одновременного приема BCAA с другими питательными веществами немного. Когда BCAA или изонитрогенную смесь треонина, метионина и гистидина вводили людям вместе с углеводами, скорость синтеза мышечного белка снижалась одинаково в обеих группах, что указывает на отсутствие уникальной роли BCAA [21]. Точно так же потребление смеси BCAA с углеводами после упражнений с отягощениями не увеличивало анаболические сигнальные факторы в большей степени, чем только углеводы [22].Таким образом, имеющиеся данные не подтверждают мнение об особом анаболическом эффекте ВСАА при приеме с углеводами.

В отличие от отсутствия интерактивного эффекта между BCAA и углеводами, BCAA могут усиливать анаболический эффект белковой пищи. Например, добавление 5 г BCAA к напитку, содержащему 6,25 г сывороточного белка, увеличивало синтез мышечного белка до уровня, сравнимого с тем, который вызывали 25 г сывороточного белка [23]. Этот результат свидетельствует о том, что один или несколько BCAA могут ограничивать скорость стимуляции синтеза мышечного белка сывороточным белком или что дополнительные BCAA индуцируют больший потенциал анаболического ответа мышц на сывороточный белок, активируя факторы инициации.В любом случае ответ на BCAA в сочетании с интактным белком отличается от эффекта одних BCAA, поскольку интактный белок содержит все незаменимые аминокислоты, необходимые для производства интактного белка.

Индивидуальные эффекты лейцина, валина и изолейцина

В этой статье мы рассмотрели только реакцию на смеси BCAA. Реакция на отдельные BCAA (например, лейцин, валин или изолейцин) может отличаться от комбинации этих трех по нескольким причинам.Имеющиеся данные указывают на то, что лейцин сам по себе может вызывать анаболический ответ (например, [24]), в то время как для изолейцина или валина таких данных нет. Таким образом, можно ожидать, что один лейцин будет более эффективным, чем комбинация всех BCAA. Тем не менее, есть два существенных ограничения пищевой добавки с одним лейцином. Во-первых, те же проблемы, которые ограничивают степень стимуляции синтеза мышечного белка только BCAA в отношении доступности других незаменимых аминокислот, необходимых для производства интактного мышечного белка, также ограничивают реакцию на один только лейцин.Во-вторых, повышение концентрации лейцина в плазме активирует метаболический путь, который окисляет все аминокислоты с разветвленной цепью. В результате прием только лейцина приводит к снижению концентрации в плазме как валина, так и изолейцина. Таким образом, доступность валина и изолейцина может стать ограничением скорости синтеза мышечного белка, когда потребляется только лейцин. Возможно, поэтому долгосрочные исследования результатов с диетическими добавками лейцина не дали положительных результатов [25].Основное обоснование диетической добавки, содержащей все аминокислоты с разветвленной цепью, а не только лейцин, заключается в том, чтобы преодолеть снижение концентрации валина и изолейцина в плазме, которое может произойти при приеме только лейцина.

В то время как пищевая добавка со всеми аминокислотами с разветвленной цепью компенсирует снижение концентрации, вызванное потреблением только лейцина, добавление валина и изолейцина, тем не менее, может ограничивать эффективность одного лейцина из-за конкуренции за транспортировку в мышечные клетки.Все аминокислоты с разветвленной цепью активно транспортируются в клетки, включая мышечные, с помощью одной и той же транспортной системы. Следовательно, при совместном приеме ВСАА конкурируют друг с другом за перенос в клетки. Если один из BCAA (например, лейцин) ограничивает скорость синтеза белка, добавление двух других BCAA может ограничить стимуляцию синтеза белка из-за снижения поступления лейцина в клетку. BCAA также конкурируют за транспорт с другими аминокислотами, включая фенилаланин, и эта конкуренция может повлиять на внутримышечную доступность других EAA.В результате конкуренции за переносчики возможно, что один только лейцин, например, может оказывать временное стимулирующее действие на синтез мышечного белка (например, [21]), тогда как BCAA не вызывают такого ответа [13, 14].

Аминокислоты с разветвленной цепью и синтез мышечного белка у человека: миф или реальность?

Abstract

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) — это лейцин, валин и изолейцин. Многомиллионная индустрия пищевых добавок выросла вокруг концепции, согласно которой пищевые добавки, содержащие только BCAA, вызывают у людей анаболический ответ, обусловленный стимуляцией синтеза мышечного белка.В этом кратком обзоре обсуждаются теоретические и эмпирические основы этого утверждения. Теоретически максимальная стимуляция синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии в ответ на прием только BCAA представляет собой разницу между распадом мышечного белка и синтезом мышечного белка (примерно на 30% больше, чем синтез), потому что другие незаменимые аминокислоты необходимы для синтеза нового белка. могут быть получены только в результате распада мышечного белка. На самом деле максимальное увеличение синтеза мышечного белка на 30% является завышенной оценкой, потому что обязательное окисление ЕАА невозможно полностью подавить.Обширный поиск в литературе не выявил исследований на людях, в которых количественно определялся ответ синтеза мышечного белка на перорально принимаемые BCAA, и только два исследования, в которых оценивался эффект только внутривенных инфузий BCAA. Оба этих исследования внутривенных инфузий показали, что BCAA снижают синтез мышечного белка, а также расщепление белка, что означает снижение оборота мышечного белка. Катаболическое состояние, при котором скорость распада мышечного белка превышала скорость синтеза мышечного белка, сохранялось во время инфузии BCAA.Мы пришли к выводу, что утверждение о том, что потребление BCAA с пищей стимулирует синтез мышечного белка или вызывает анаболический ответ у людей, необоснованно.

Ключевые слова: Лейцин, Валин, Изолейцин, Человек, Анаболический ответ

Исходная информация

В общей сложности двадцать аминокислот составляют мышечный белок. Девять из двадцати считаются незаменимыми аминокислотами (EAA), то есть они не могут вырабатываться организмом в физиологически значимых количествах, и поэтому являются важнейшими компонентами сбалансированного питания.Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, а это означает, что синтез белка происходит непрерывно, чтобы заменить белок, потерянный в результате распада белка. Для синтеза нового мышечного белка все незаменимые аминокислоты вместе с одиннадцатью заменимыми аминокислотами (NEAA), которые могут вырабатываться в организме, должны присутствовать в адекватных количествах. Аминокислоты с разветвленной цепью лейцин, изолейцин и валин являются тремя из девяти незаменимых аминокислот. Лейцин является не только предшественником синтеза мышечного белка, но также может играть роль регулятора внутриклеточных сигнальных путей, участвующих в процессе синтеза белка (напр.г., [1]).

Идея о том, что BCAA могут обладать уникальной способностью стимулировать синтез мышечного белка, выдвигалась более 35 лет. Данные, подтверждающие эту гипотезу, были получены при изучении реакций крыс. В 1981 году Buse [2] сообщил, что у крыс BCAA могут ограничивать скорость синтеза мышечного белка. Дополнительные исследования подтвердили концепцию уникального влияния BCAA на синтез мышечного белка у крыс, хотя лишь немногие изучали реакцию на пероральное потребление только BCAA.Гарлик и Грант показали, что введение смеси BCAA крысам увеличивало скорость синтеза мышечного белка в ответ на инсулин [3], но они не измеряли эффекты одних BCAA. Вливание только BCAA крысам Kobayashi et al. [4] индуцировал увеличение синтеза мышечного белка, но реакция была временной. Предположительно, скорость синтеза быстро стала ограничиваться доступностью других EAA.

Исследования синтеза мышечного белка у крыс имеют ограниченное отношение к реакции человека.Скелетные мышцы составляют гораздо меньший процент от общей массы тела крыс по сравнению с людьми, и регуляция синтеза мышечных белков во многом отличается. Так, в своей эпохальной книге по белковому метаболизму Уотерлоу и его коллеги на основании имеющихся данных пришли к выводу, что пищевые аминокислоты не стимулируют синтез мышечного белка у крыс [5]. В то время как недавняя работа ставит под сомнение это утверждение, ограниченный стимулирующий эффект диетических аминокислот на синтез белка у крыс отражает тот факт, что в нормальных постабсорбционных условиях существует избыток эндогенных аминокислот, доступных для увеличения синтеза белка, если активность внутриклеточных белков снижается. стимулируются факторы, участвующие в инициации синтеза белка.Другими словами, синтез мышечного белка у крыс, по-видимому, ограничен процессом инициации, а не процессом трансляции. В отличие от этого, как будет обсуждаться ниже, у людей это, по-видимому, не так. Еще одно важное различие между исследованиями, изучающими влияние аминокислот на синтез мышечного белка у людей и крыс, связано с обычно используемыми методологиями. В исследованиях на крысах обычно применялся метод «заливной дозы» [6]. Эта процедура включает измерение включения индикатора аминокислоты в мышечный белок в течение очень короткого промежутка времени, часто всего за 10 минут.Этот подход не различает временную и длительную стимуляцию синтеза белка. Только устойчивая стимуляция синтеза имеет физиологическое значение. Потребление несбалансированной смеси аминокислот, таких как BCAA, может временно стимулировать синтез белка за счет использования эндогенных запасов других предшественников синтеза белка. Однако эндогенные запасы аминокислот, например, в плазме и в свободном внутриклеточном пуле, весьма ограничены и могут быстро истощаться.Если стимуляция синтеза белка не может быть устойчивой, это не имеет большого физиологического значения. Следовательно, метод заливающей дозы, обычно используемый для измерения синтеза мышечного белка у крыс, дает результаты с неопределенным отношением к питанию человека. Поскольку пищевые добавки BCAA предназначены для потребления человеком, в центре внимания этого краткого обзора будут исследования на людях.

Продажа BCAA в качестве пищевых добавок превратилась в многомиллионный бизнес.В основе маркетинга этих продуктов лежит широко распространенное мнение о том, что потребление BCAA стимулирует синтез мышечного белка и, как следствие, вызывает анаболический ответ. BCAA также можно употреблять с целью улучшения «умственной концентрации», но мы не будем рассматривать это применение. Основная цель этой статьи — оценить утверждение о том, что BCAA сами по себе являются анаболическими, адекватно подтверждается либо теоретически, либо эмпирически исследованиями на людях. Неявным в нашей оценке будет изучение того, играет ли состояние фосфорилирования эукариотических факторов инициации роль, контролирующую скорость, в регуляции синтеза мышечного белка у людей.

Обмен мышечного белка и потребление белка с пищей

Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, что означает, что новый белок непрерывно вырабатывается, в то время как старые белки расщепляются. Анаболическое состояние не имеет конкретного определения, но обычно относится к обстоятельствам, при которых скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада мышечного белка. Результат – набор мышечной массы. Традиционно считается, что анаболическое состояние обусловлено стимуляцией синтеза мышечного белка, но теоретически это также может быть результатом ингибирования распада мышечного белка.

Главной метаболической целью потребления добавок BCAA является максимизация анаболического состояния. Широко распространено мнение, что BCAA вызывают анаболическое состояние, стимулируя синтез мышечного белка. Обильная доступность всех незаменимых аминокислот является необходимым условием для значительной стимуляции синтеза мышечного белка [7]. Синтез мышечного белка будет ограничен недостатком любого из незаменимых аминокислот, в то время как дефицит NEAA может быть компенсирован повышенным производством дефицитных NEAA de novo [7].В постпрандиальном состоянии после приема пищи, содержащей белок, все предшественники ЕАА, необходимые для синтеза нового мышечного белка, могут быть получены либо из повышенных концентраций в плазме в результате переваривания потребленного белка, либо из рециркуляции в результате распада белка. В этих условиях обильной доступности EAA скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада, что приводит к анаболическому состоянию. В постабсорбционном состоянии уровни EAA в плазме падают ниже постпрандиальных значений, поскольку аминокислоты больше не всасываются.В результате EAA больше не поглощаются мышцами, а высвобождаются мышцами в плазму [8]. Это катаболическое состояние мышечного белка в постабсорбционном состоянии обеспечивает постоянную доступность EAA для других тканей для поддержания скорости синтеза белка за счет мышечного белка, который можно рассматривать как резервуар EAA для остальных тканей. тела, на которое можно опираться. [8].Помимо повторного включения в мышечный белок путем синтеза, некоторые EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, могут частично окисляться в мышцах, что делает их недоступными для повторного включения в мышечный белок. EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, которые не реинкорпорируются в мышечный белок или не окисляются в мышечной ткани, высвобождаются в плазму, после чего они могут либо поглощаться другими тканями в качестве предшественников для синтеза белка, либо необратимо окисляться [9].Таким образом, скорость синтеза мышечного белка всегда будет ниже, чем скорость распада мышечного белка в постабсорбционном состоянии из-за чистого потока ЕАА из белкового распада в плазму и в окислительные пути. Другими словами, невозможно, чтобы синтез мышечного белка превышал скорость распада мышечного белка, когда предшественники полностью образуются в результате распада белка, и, таким образом, анаболическое состояние не может возникнуть в отсутствие экзогенного потребления аминокислот.

Являются ли BCAA анаболическими в постабсорбционном состоянии?

Теоретические соображения

Все предшественники EAA для синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии образуются в результате распада мышечного белка.Постоянно сообщалось, что у нормальных людей после абсорбции скорость распада мышечного белка превышает скорость синтеза мышечного белка примерно на 30% [10]. Потребление только BCAA (т. е. без других EAA) может увеличить синтез мышечного белка только в постабсорбционном состоянии за счет повышения эффективности рециркуляции EAA из расщепления белка обратно в синтез белка, в отличие от их высвобождения в плазму или окисленный. Это связано с тем, что все 9 EAA (а также 11 NEAA) необходимы для производства мышечного белка, а EAA не могут быть произведены в организме.Если потребляются только 3 незаменимые аминокислоты, как в случае потребления аминокислот с разветвленной цепью, то расщепление белка является единственным источником оставшихся незаменимых аминокислот, необходимых в качестве предшественников для синтеза мышечного белка. Поэтому теоретически невозможно, чтобы потребление только BCAA создавало анаболическое состояние, при котором синтез мышечного белка превышает расщепление мышечного белка. Если сделать широкое предположение, что потребление BCAA повышает эффективность рециркуляции EAA от расщепления мышечного белка до синтеза мышечного белка на 50%, то это будет означать увеличение скорости синтеза мышечного белка на 15% (30% перерабатывается в базальном состояние X 50% улучшение переработки = 15% увеличение синтеза).Кроме того, 50-процентное снижение высвобождения EAA в плазму из мышц также уменьшит плазменные и внутриклеточные пулы свободных EAA. Рисунок схематично иллюстрирует эти принципы. Поскольку повышение эффективности рециркуляции на 50% было бы примерно разумным максимальным пределом, это означает, что максимальная стимуляция синтеза мышечного белка не может превышать 15%. Это будет соответствовать увеличению фракционной скорости синтеза мышц с базового значения около 0,050%/ч в исходном состоянии до 0.057 %/ч, и эту разницу во фракционной скорости синтеза (FSR) белка было бы трудно точно измерить [11].

Схематическое изображение рециркуляции незаменимых аминокислот (EAA) из расщепления мышечного белка в синтез мышечного белка в постабсорбционном состоянии. Произвольные единицы используются для простоты и основаны на измеренных скоростях каждого пути у людей после абсорбции [10]. a Нормальное состояние в постабсорбтивном состоянии. Приблизительно 70% незаменимых аминокислот, образующихся при распаде мышечного белка, перерабатываются в синтез белка [10].Существует чистый отток примерно 85% EAA, высвобождаемых в результате распада белка, которые могут либо поглощаться и включаться в белок в других тканях, либо окисляться. Около 15% незаменимых аминокислот в результате распада белка частично окисляются в мышцах и недоступны для синтеза белка. Показатели внешнего потока и внутриклеточного окисления EAA являются средними, поскольку некоторые EAA, такие как фенилаланин, вообще не окисляются в мышцах. b Представление о 50-процентном увеличении эффективности рециркуляции EAA из расщепления мышечного белка в синтез белка.В этом примере будет увеличение синтеза с 70 до 80 единиц, или 20%. Синтез белка никогда не может превышать расщепление белка в постабсорбционном состоянии, поскольку расщепление белка является единственным источником EAA

Эмпирические результаты

BCAA вводились внутривенно только в исследованиях, определяющих реакцию метаболизма мышечного белка у людей на BCAA в одиночестве. В то время как вливание BCAA не является обычным способом потребления пищевой добавки, было показано, что внутривенное вливание и пероральный прием аминокислот оказывают сопоставимое влияние на синтез мышечного белка в других обстоятельствах [12].Следовательно, целесообразно оценить работы, в которых изучалась реакция синтеза мышечного белка на внутривенное вливание BCAA у людей.

Луар и др. [13] использовали метод баланса предплечья для количественной оценки реакции на внутривенное вливание смеси BCAA в течение 3 часов у 10 субъектов после абсорбции. Метод баланса предплечья включает измерение поглощения и высвобождения отдельных EAA (в данном случае лейцина и фенилаланина) и их изотопно-меченых аналогов.Рассчитывают скорости исчезновения (Rd) и появления (Ra) фенилаланина и лейцина. При допущении, что баланс лейцина и фенилаланина в мышцах является репрезентативным для всех EAA, Rd. фенилаланина считается отражением синтеза мышечного белка, поскольку синтез белка является единственной судьбой фенилаланина, поглощаемого мышцами из плазмы. Дорога. лейцина нельзя интерпретировать в отношении синтеза белка, поскольку лейцин, поглощаемый мышцами, может окисляться, а также включаться в белок.3-часовая инфузия BCAA увеличила концентрацию в плазме всех 3 BCAA в четыре раза, в то время как концентрация других EAA снизилась [13]. Синтез мышечного белка не стимулировался инфузией BCAA, а снизился с 37+/- 3 до 21 +/- 2 нмоль/мин/100 мл ноги (статистически значимо, p  <0,05) [13]. Не было значительных изменений в чистом балансе фенилаланина, что указывает на то, что распад мышечного белка также уменьшился на величину, аналогичную снижению синтеза мышечного белка.Баланс между синтезом и распадом мышечного белка оставался отрицательным, а это означало, что катаболическое состояние сохранялось, а анаболическое состояние не возникало. Одновременное снижение синтеза и распада мышечного белка во время инфузии BCAA можно описать как снижение оборота мышечного белка.

Аналогичные результаты были получены теми же исследователями, когда они продлили инфузию BCAA до 16 часов у 8 нормальных добровольцев и определили, стимулирует ли хроническое повышение уровня BCAA синтез мышечного белка [14].Для расчета синтеза и распада мышечного белка использовалась та же методология баланса предплечья, что и в предыдущем исследовании. 16-часовая инфузия увеличивает концентрацию BCAA от 5 до 8 раз [14], что почти вдвое превышает уровни, достигаемые при пероральном приеме обычной дозы BCAA [15]. Как и в предыдущем исследовании, синтез мышечного белка (отражаемый фенилаланином Rd) был снижен у субъектов, получавших BCAA, по сравнению с инфузией солевого раствора с 36 +/- 5 до 27 +/- 2 нмоль/мин/100 мл. Распад мышечного белка также было снижено, что означает, что оборот мышечного белка также был снижен, и катаболическое состояние сохранялось.

Из этих двух исследований мы можем сделать вывод, что инфузия BCAA не только не увеличивает скорость синтеза мышечного белка у людей, но фактически снижает скорость синтеза мышечного белка и скорость оборота мышечного белка. Катаболическое состояние не было обращено в анаболическое состояние ни в одном из исследований. Кроме того, ожидается, что устойчивое снижение скорости обмена мышечного белка будет иметь пагубное влияние на мышечную силу, даже если мышечная масса сохраняется. Обмен мышечного белка обновляет мышечные волокна и приводит к повышению эффективности сокращения на уровне отдельных волокон [16], что отражается в увеличении силы in vivo, независимо от мышечной массы [17, 18].

Отсутствие значительного увеличения синтеза мышечного белка в ответ на инфузию только BCAA, как и ожидалось, согласно теоретическим соображениям, рассмотренным выше и проиллюстрированным на рис., в отношении требования, чтобы все EAA поддерживали увеличение. Вместо этого, поскольку расщепление мышечного белка уменьшилось, доступность EAA также снизилась, что, в свою очередь, фактически снизило скорость синтеза мышечного белка.

Ограничивают ли скорость анаболические сигнальные факторы в постабсорбционном состоянии?

Утверждение о том, что BCAA стимулируют синтез мышечного белка, по крайней мере частично связано с наблюдением, что внутриклеточная анаболическая сигнализация усиливается, включая состояние активации ключевых факторов, участвующих в инициации синтеза белка [1].Теория о том, что активация внутриклеточных анаболических сигнальных факторов вызывает увеличение скорости синтеза мышечного белка, прочно закрепилась в современных представлениях о регуляции синтеза мышечного белка. Усиление анаболических сигналов в ответ на BCAA приводилось как свидетельство стимуляции синтеза мышечного белка, даже при отсутствии измерения синтеза мышечного белка (например, [1]). Однако активация анаболических сигнальных путей может совпадать с усилением синтеза мышечного белка только в том случае, если имеется достаточное количество незаменимых аминокислот, обеспечивающих необходимые предшественники для производства полноценного белка.

Диссоциация состояния фосфорилирования сигнальных факторов и синтеза мышечного белка у человека была показана при различных обстоятельствах, когда доступность всех EAA ограничена. Например, увеличение концентрации инсулина (например, в результате приема глюкозы) является мощным активатором анаболических сигнальных путей, но это не приводит к увеличению мышечной ФСР из-за дефицита ЕАА [19]. И наоборот, потребление небольшого количества (3 г) EAA стимулирует синтез мышечного белка, не влияя на активность фактора инициации, например.g., Akt, киназа S6 и 4E-BP1 [20]. Небольшое увеличение концентрации EAA в плазме не имело бы эффекта, если бы синтез белка ограничивался состоянием активации факторов инициации. В упомянутых выше исследованиях, в которых BCAA вводили внутривенно, разумно предположить, что такое значительное увеличение концентрации BCAA активировало бы сигнальные факторы, однако синтез мышечного белка фактически снизился из-за отсутствия доступности EAA в результате снижения распад белка.Таким образом, у людей прием ЕАА может увеличить синтез мышечного белка при отсутствии каких-либо изменений в активации факторов инициации, а активация факторов инициации при отсутствии потребления всех ЕАА не влияет на синтез мышечного белка. Эти результаты можно интерпретировать только как демонстрацию того, что ограничивающим скорость контролем синтеза базального мышечного белка у людей является доступность всех EAA, а не активность анаболических сигнальных факторов. Этот вывод ставит под сомнение роль пищевых добавок, содержащих только BCAA, как стимуляторов синтеза мышечного белка.

Когда все доказательства и теории рассматриваются вместе, разумно заключить, что нет достоверных доказательств того, что прием только одной пищевой добавки BCAA приводит к физиологически значимой стимуляции мышечного белка. На самом деле, имеющиеся данные указывают на то, что BCAA на самом деле снижают синтез мышечного белка. Все незаменимые аминокислоты должны быть доступны в изобилии для усиления анаболических сигналов, которые приводят к ускоренному синтезу мышечного белка.

Совместный прием BCAA с другими питательными веществами

В центре внимания этого обзора была реакция только на BCAA, поскольку это является логичным назначением пищевых добавок с BCAA.Как и в случае потребления только BCAA, исследований одновременного приема BCAA с другими питательными веществами немного. Когда BCAA или изонитрогенную смесь треонина, метионина и гистидина вводили людям вместе с углеводами, скорость синтеза мышечного белка снижалась одинаково в обеих группах, что указывает на отсутствие уникальной роли BCAA [21]. Точно так же потребление смеси BCAA с углеводами после упражнений с отягощениями не увеличивало анаболические сигнальные факторы в большей степени, чем только углеводы [22].Таким образом, имеющиеся данные не подтверждают мнение об особом анаболическом эффекте ВСАА при приеме с углеводами.

В отличие от отсутствия интерактивного эффекта между BCAA и углеводами, BCAA могут усиливать анаболический эффект белковой пищи. Например, добавление 5 г BCAA к напитку, содержащему 6,25 г сывороточного белка, увеличивало синтез мышечного белка до уровня, сравнимого с тем, который вызывали 25 г сывороточного белка [23]. Этот результат свидетельствует о том, что один или несколько BCAA могут ограничивать скорость стимуляции синтеза мышечного белка сывороточным белком или что дополнительные BCAA индуцируют больший потенциал анаболического ответа мышц на сывороточный белок, активируя факторы инициации.В любом случае ответ на BCAA в сочетании с интактным белком отличается от эффекта одних BCAA, поскольку интактный белок содержит все незаменимые аминокислоты, необходимые для производства интактного белка.

Индивидуальные эффекты лейцина, валина и изолейцина

В этой статье мы рассмотрели только реакцию на смеси BCAA. Реакция на отдельные BCAA (например, лейцин, валин или изолейцин) может отличаться от комбинации этих трех по нескольким причинам.Имеющиеся данные указывают на то, что лейцин сам по себе может вызывать анаболический ответ (например, [24]), в то время как для изолейцина или валина таких данных нет. Таким образом, можно ожидать, что один лейцин будет более эффективным, чем комбинация всех BCAA. Тем не менее, есть два существенных ограничения пищевой добавки с одним лейцином. Во-первых, те же проблемы, которые ограничивают степень стимуляции синтеза мышечного белка только BCAA в отношении доступности других незаменимых аминокислот, необходимых для производства интактного мышечного белка, также ограничивают реакцию на один только лейцин.Во-вторых, повышение концентрации лейцина в плазме активирует метаболический путь, который окисляет все аминокислоты с разветвленной цепью. В результате прием только лейцина приводит к снижению концентрации в плазме как валина, так и изолейцина. Таким образом, доступность валина и изолейцина может стать ограничением скорости синтеза мышечного белка, когда потребляется только лейцин. Возможно, поэтому долгосрочные исследования результатов с диетическими добавками лейцина не дали положительных результатов [25].Основное обоснование диетической добавки, содержащей все аминокислоты с разветвленной цепью, а не только лейцин, заключается в том, чтобы преодолеть снижение концентрации валина и изолейцина в плазме, которое может произойти при приеме только лейцина.

В то время как пищевая добавка со всеми аминокислотами с разветвленной цепью компенсирует снижение концентрации, вызванное потреблением только лейцина, добавление валина и изолейцина, тем не менее, может ограничивать эффективность одного лейцина из-за конкуренции за транспортировку в мышечные клетки.Все аминокислоты с разветвленной цепью активно транспортируются в клетки, включая мышечные, с помощью одной и той же транспортной системы. Следовательно, при совместном приеме ВСАА конкурируют друг с другом за перенос в клетки. Если один из BCAA (например, лейцин) ограничивает скорость синтеза белка, добавление двух других BCAA может ограничить стимуляцию синтеза белка из-за снижения поступления лейцина в клетку. BCAA также конкурируют за транспорт с другими аминокислотами, включая фенилаланин, и эта конкуренция может повлиять на внутримышечную доступность других EAA.В результате конкуренции за переносчики возможно, что один только лейцин, например, может оказывать временное стимулирующее действие на синтез мышечного белка (например, [21]), тогда как BCAA не вызывают такого ответа [13, 14].

Аминокислоты с разветвленной цепью и синтез мышечного белка у человека: миф или реальность?

Abstract

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) — это лейцин, валин и изолейцин. Многомиллионная индустрия пищевых добавок выросла вокруг концепции, согласно которой пищевые добавки, содержащие только BCAA, вызывают у людей анаболический ответ, обусловленный стимуляцией синтеза мышечного белка.В этом кратком обзоре обсуждаются теоретические и эмпирические основы этого утверждения. Теоретически максимальная стимуляция синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии в ответ на прием только BCAA представляет собой разницу между распадом мышечного белка и синтезом мышечного белка (примерно на 30% больше, чем синтез), потому что другие незаменимые аминокислоты необходимы для синтеза нового белка. могут быть получены только в результате распада мышечного белка. На самом деле максимальное увеличение синтеза мышечного белка на 30% является завышенной оценкой, потому что обязательное окисление ЕАА невозможно полностью подавить.Обширный поиск в литературе не выявил исследований на людях, в которых количественно определялся ответ синтеза мышечного белка на перорально принимаемые BCAA, и только два исследования, в которых оценивался эффект только внутривенных инфузий BCAA. Оба этих исследования внутривенных инфузий показали, что BCAA снижают синтез мышечного белка, а также расщепление белка, что означает снижение оборота мышечного белка. Катаболическое состояние, при котором скорость распада мышечного белка превышала скорость синтеза мышечного белка, сохранялось во время инфузии BCAA.Мы пришли к выводу, что утверждение о том, что потребление BCAA с пищей стимулирует синтез мышечного белка или вызывает анаболический ответ у людей, необоснованно.

Ключевые слова: Лейцин, Валин, Изолейцин, Человек, Анаболический ответ

Исходная информация

В общей сложности двадцать аминокислот составляют мышечный белок. Девять из двадцати считаются незаменимыми аминокислотами (EAA), то есть они не могут вырабатываться организмом в физиологически значимых количествах, и поэтому являются важнейшими компонентами сбалансированного питания.Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, а это означает, что синтез белка происходит непрерывно, чтобы заменить белок, потерянный в результате распада белка. Для синтеза нового мышечного белка все незаменимые аминокислоты вместе с одиннадцатью заменимыми аминокислотами (NEAA), которые могут вырабатываться в организме, должны присутствовать в адекватных количествах. Аминокислоты с разветвленной цепью лейцин, изолейцин и валин являются тремя из девяти незаменимых аминокислот. Лейцин является не только предшественником синтеза мышечного белка, но также может играть роль регулятора внутриклеточных сигнальных путей, участвующих в процессе синтеза белка (напр.г., [1]).

Идея о том, что BCAA могут обладать уникальной способностью стимулировать синтез мышечного белка, выдвигалась более 35 лет. Данные, подтверждающие эту гипотезу, были получены при изучении реакций крыс. В 1981 году Buse [2] сообщил, что у крыс BCAA могут ограничивать скорость синтеза мышечного белка. Дополнительные исследования подтвердили концепцию уникального влияния BCAA на синтез мышечного белка у крыс, хотя лишь немногие изучали реакцию на пероральное потребление только BCAA.Гарлик и Грант показали, что введение смеси BCAA крысам увеличивало скорость синтеза мышечного белка в ответ на инсулин [3], но они не измеряли эффекты одних BCAA. Вливание только BCAA крысам Kobayashi et al. [4] индуцировал увеличение синтеза мышечного белка, но реакция была временной. Предположительно, скорость синтеза быстро стала ограничиваться доступностью других EAA.

Исследования синтеза мышечного белка у крыс имеют ограниченное отношение к реакции человека.Скелетные мышцы составляют гораздо меньший процент от общей массы тела крыс по сравнению с людьми, и регуляция синтеза мышечных белков во многом отличается. Так, в своей эпохальной книге по белковому метаболизму Уотерлоу и его коллеги на основании имеющихся данных пришли к выводу, что пищевые аминокислоты не стимулируют синтез мышечного белка у крыс [5]. В то время как недавняя работа ставит под сомнение это утверждение, ограниченный стимулирующий эффект диетических аминокислот на синтез белка у крыс отражает тот факт, что в нормальных постабсорбционных условиях существует избыток эндогенных аминокислот, доступных для увеличения синтеза белка, если активность внутриклеточных белков снижается. стимулируются факторы, участвующие в инициации синтеза белка.Другими словами, синтез мышечного белка у крыс, по-видимому, ограничен процессом инициации, а не процессом трансляции. В отличие от этого, как будет обсуждаться ниже, у людей это, по-видимому, не так. Еще одно важное различие между исследованиями, изучающими влияние аминокислот на синтез мышечного белка у людей и крыс, связано с обычно используемыми методологиями. В исследованиях на крысах обычно применялся метод «заливной дозы» [6]. Эта процедура включает измерение включения индикатора аминокислоты в мышечный белок в течение очень короткого промежутка времени, часто всего за 10 минут.Этот подход не различает временную и длительную стимуляцию синтеза белка. Только устойчивая стимуляция синтеза имеет физиологическое значение. Потребление несбалансированной смеси аминокислот, таких как BCAA, может временно стимулировать синтез белка за счет использования эндогенных запасов других предшественников синтеза белка. Однако эндогенные запасы аминокислот, например, в плазме и в свободном внутриклеточном пуле, весьма ограничены и могут быстро истощаться.Если стимуляция синтеза белка не может быть устойчивой, это не имеет большого физиологического значения. Следовательно, метод заливающей дозы, обычно используемый для измерения синтеза мышечного белка у крыс, дает результаты с неопределенным отношением к питанию человека. Поскольку пищевые добавки BCAA предназначены для потребления человеком, в центре внимания этого краткого обзора будут исследования на людях.

Продажа BCAA в качестве пищевых добавок превратилась в многомиллионный бизнес.В основе маркетинга этих продуктов лежит широко распространенное мнение о том, что потребление BCAA стимулирует синтез мышечного белка и, как следствие, вызывает анаболический ответ. BCAA также можно употреблять с целью улучшения «умственной концентрации», но мы не будем рассматривать это применение. Основная цель этой статьи — оценить утверждение о том, что BCAA сами по себе являются анаболическими, адекватно подтверждается либо теоретически, либо эмпирически исследованиями на людях. Неявным в нашей оценке будет изучение того, играет ли состояние фосфорилирования эукариотических факторов инициации роль, контролирующую скорость, в регуляции синтеза мышечного белка у людей.

Обмен мышечного белка и потребление белка с пищей

Мышечный белок находится в состоянии постоянного обмена, что означает, что новый белок непрерывно вырабатывается, в то время как старые белки расщепляются. Анаболическое состояние не имеет конкретного определения, но обычно относится к обстоятельствам, при которых скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада мышечного белка. Результат – набор мышечной массы. Традиционно считается, что анаболическое состояние обусловлено стимуляцией синтеза мышечного белка, но теоретически это также может быть результатом ингибирования распада мышечного белка.

Главной метаболической целью потребления добавок BCAA является максимизация анаболического состояния. Широко распространено мнение, что BCAA вызывают анаболическое состояние, стимулируя синтез мышечного белка. Обильная доступность всех незаменимых аминокислот является необходимым условием для значительной стимуляции синтеза мышечного белка [7]. Синтез мышечного белка будет ограничен недостатком любого из незаменимых аминокислот, в то время как дефицит NEAA может быть компенсирован повышенным производством дефицитных NEAA de novo [7].В постпрандиальном состоянии после приема пищи, содержащей белок, все предшественники ЕАА, необходимые для синтеза нового мышечного белка, могут быть получены либо из повышенных концентраций в плазме в результате переваривания потребленного белка, либо из рециркуляции в результате распада белка. В этих условиях обильной доступности EAA скорость синтеза мышечного белка превышает скорость распада, что приводит к анаболическому состоянию. В постабсорбционном состоянии уровни EAA в плазме падают ниже постпрандиальных значений, поскольку аминокислоты больше не всасываются.В результате EAA больше не поглощаются мышцами, а высвобождаются мышцами в плазму [8]. Это катаболическое состояние мышечного белка в постабсорбционном состоянии обеспечивает постоянную доступность EAA для других тканей для поддержания скорости синтеза белка за счет мышечного белка, который можно рассматривать как резервуар EAA для остальных тканей. тела, на которое можно опираться. [8].Помимо повторного включения в мышечный белок путем синтеза, некоторые EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, могут частично окисляться в мышцах, что делает их недоступными для повторного включения в мышечный белок. EAA, высвобождаемые при распаде мышечного белка, которые не реинкорпорируются в мышечный белок или не окисляются в мышечной ткани, высвобождаются в плазму, после чего они могут либо поглощаться другими тканями в качестве предшественников для синтеза белка, либо необратимо окисляться [9].Таким образом, скорость синтеза мышечного белка всегда будет ниже, чем скорость распада мышечного белка в постабсорбционном состоянии из-за чистого потока ЕАА из белкового распада в плазму и в окислительные пути. Другими словами, невозможно, чтобы синтез мышечного белка превышал скорость распада мышечного белка, когда предшественники полностью образуются в результате распада белка, и, таким образом, анаболическое состояние не может возникнуть в отсутствие экзогенного потребления аминокислот.

Являются ли BCAA анаболическими в постабсорбционном состоянии?

Теоретические соображения

Все предшественники EAA для синтеза мышечного белка в постабсорбционном состоянии образуются в результате распада мышечного белка.Постоянно сообщалось, что у нормальных людей после абсорбции скорость распада мышечного белка превышает скорость синтеза мышечного белка примерно на 30% [10]. Потребление только BCAA (т. е. без других EAA) может увеличить синтез мышечного белка только в постабсорбционном состоянии за счет повышения эффективности рециркуляции EAA из расщепления белка обратно в синтез белка, в отличие от их высвобождения в плазму или окисленный. Это связано с тем, что все 9 EAA (а также 11 NEAA) необходимы для производства мышечного белка, а EAA не могут быть произведены в организме.Если потребляются только 3 незаменимые аминокислоты, как в случае потребления аминокислот с разветвленной цепью, то расщепление белка является единственным источником оставшихся незаменимых аминокислот, необходимых в качестве предшественников для синтеза мышечного белка. Поэтому теоретически невозможно, чтобы потребление только BCAA создавало анаболическое состояние, при котором синтез мышечного белка превышает расщепление мышечного белка. Если сделать широкое предположение, что потребление BCAA повышает эффективность рециркуляции EAA от расщепления мышечного белка до синтеза мышечного белка на 50%, то это будет означать увеличение скорости синтеза мышечного белка на 15% (30% перерабатывается в базальном состояние X 50% улучшение переработки = 15% увеличение синтеза).Кроме того, 50-процентное снижение высвобождения EAA в плазму из мышц также уменьшит плазменные и внутриклеточные пулы свободных EAA. Рисунок схематично иллюстрирует эти принципы. Поскольку повышение эффективности рециркуляции на 50% было бы примерно разумным максимальным пределом, это означает, что максимальная стимуляция синтеза мышечного белка не может превышать 15%. Это будет соответствовать увеличению фракционной скорости синтеза мышц с базового значения около 0,050%/ч в исходном состоянии до 0.057 %/ч, и эту разницу во фракционной скорости синтеза (FSR) белка было бы трудно точно измерить [11].

Схематическое изображение рециркуляции незаменимых аминокислот (EAA) из расщепления мышечного белка в синтез мышечного белка в постабсорбционном состоянии. Произвольные единицы используются для простоты и основаны на измеренных скоростях каждого пути у людей после абсорбции [10]. a Нормальное состояние в постабсорбтивном состоянии. Приблизительно 70% незаменимых аминокислот, образующихся при распаде мышечного белка, перерабатываются в синтез белка [10].Существует чистый отток примерно 85% EAA, высвобождаемых в результате распада белка, которые могут либо поглощаться и включаться в белок в других тканях, либо окисляться. Около 15% незаменимых аминокислот в результате распада белка частично окисляются в мышцах и недоступны для синтеза белка. Показатели внешнего потока и внутриклеточного окисления EAA являются средними, поскольку некоторые EAA, такие как фенилаланин, вообще не окисляются в мышцах. b Представление о 50-процентном увеличении эффективности рециркуляции EAA из расщепления мышечного белка в синтез белка.В этом примере будет увеличение синтеза с 70 до 80 единиц, или 20%. Синтез белка никогда не может превышать расщепление белка в постабсорбционном состоянии, поскольку расщепление белка является единственным источником EAA

Эмпирические результаты

BCAA вводились внутривенно только в исследованиях, определяющих реакцию метаболизма мышечного белка у людей на BCAA в одиночестве. В то время как вливание BCAA не является обычным способом потребления пищевой добавки, было показано, что внутривенное вливание и пероральный прием аминокислот оказывают сопоставимое влияние на синтез мышечного белка в других обстоятельствах [12].Следовательно, целесообразно оценить работы, в которых изучалась реакция синтеза мышечного белка на внутривенное вливание BCAA у людей.

Луар и др. [13] использовали метод баланса предплечья для количественной оценки реакции на внутривенное вливание смеси BCAA в течение 3 часов у 10 субъектов после абсорбции. Метод баланса предплечья включает измерение поглощения и высвобождения отдельных EAA (в данном случае лейцина и фенилаланина) и их изотопно-меченых аналогов.Рассчитывают скорости исчезновения (Rd) и появления (Ra) фенилаланина и лейцина. При допущении, что баланс лейцина и фенилаланина в мышцах является репрезентативным для всех EAA, Rd. фенилаланина считается отражением синтеза мышечного белка, поскольку синтез белка является единственной судьбой фенилаланина, поглощаемого мышцами из плазмы. Дорога. лейцина нельзя интерпретировать в отношении синтеза белка, поскольку лейцин, поглощаемый мышцами, может окисляться, а также включаться в белок.3-часовая инфузия BCAA увеличила концентрацию в плазме всех 3 BCAA в четыре раза, в то время как концентрация других EAA снизилась [13]. Синтез мышечного белка не стимулировался инфузией BCAA, а снизился с 37+/- 3 до 21 +/- 2 нмоль/мин/100 мл ноги (статистически значимо, p  <0,05) [13]. Не было значительных изменений в чистом балансе фенилаланина, что указывает на то, что распад мышечного белка также уменьшился на величину, аналогичную снижению синтеза мышечного белка.Баланс между синтезом и распадом мышечного белка оставался отрицательным, а это означало, что катаболическое состояние сохранялось, а анаболическое состояние не возникало. Одновременное снижение синтеза и распада мышечного белка во время инфузии BCAA можно описать как снижение оборота мышечного белка.

Аналогичные результаты были получены теми же исследователями, когда они продлили инфузию BCAA до 16 часов у 8 нормальных добровольцев и определили, стимулирует ли хроническое повышение уровня BCAA синтез мышечного белка [14].Для расчета синтеза и распада мышечного белка использовалась та же методология баланса предплечья, что и в предыдущем исследовании. 16-часовая инфузия увеличивает концентрацию BCAA от 5 до 8 раз [14], что почти вдвое превышает уровни, достигаемые при пероральном приеме обычной дозы BCAA [15]. Как и в предыдущем исследовании, синтез мышечного белка (отражаемый фенилаланином Rd) был снижен у субъектов, получавших BCAA, по сравнению с инфузией солевого раствора с 36 +/- 5 до 27 +/- 2 нмоль/мин/100 мл. Распад мышечного белка также было снижено, что означает, что оборот мышечного белка также был снижен, и катаболическое состояние сохранялось.

Из этих двух исследований мы можем сделать вывод, что инфузия BCAA не только не увеличивает скорость синтеза мышечного белка у людей, но фактически снижает скорость синтеза мышечного белка и скорость оборота мышечного белка. Катаболическое состояние не было обращено в анаболическое состояние ни в одном из исследований. Кроме того, ожидается, что устойчивое снижение скорости обмена мышечного белка будет иметь пагубное влияние на мышечную силу, даже если мышечная масса сохраняется. Обмен мышечного белка обновляет мышечные волокна и приводит к повышению эффективности сокращения на уровне отдельных волокон [16], что отражается в увеличении силы in vivo, независимо от мышечной массы [17, 18].

Отсутствие значительного увеличения синтеза мышечного белка в ответ на инфузию только BCAA, как и ожидалось, согласно теоретическим соображениям, рассмотренным выше и проиллюстрированным на рис., в отношении требования, чтобы все EAA поддерживали увеличение. Вместо этого, поскольку расщепление мышечного белка уменьшилось, доступность EAA также снизилась, что, в свою очередь, фактически снизило скорость синтеза мышечного белка.

Ограничивают ли скорость анаболические сигнальные факторы в постабсорбционном состоянии?

Утверждение о том, что BCAA стимулируют синтез мышечного белка, по крайней мере частично связано с наблюдением, что внутриклеточная анаболическая сигнализация усиливается, включая состояние активации ключевых факторов, участвующих в инициации синтеза белка [1].Теория о том, что активация внутриклеточных анаболических сигнальных факторов вызывает увеличение скорости синтеза мышечного белка, прочно закрепилась в современных представлениях о регуляции синтеза мышечного белка. Усиление анаболических сигналов в ответ на BCAA приводилось как свидетельство стимуляции синтеза мышечного белка, даже при отсутствии измерения синтеза мышечного белка (например, [1]). Однако активация анаболических сигнальных путей может совпадать с усилением синтеза мышечного белка только в том случае, если имеется достаточное количество незаменимых аминокислот, обеспечивающих необходимые предшественники для производства полноценного белка.

Диссоциация состояния фосфорилирования сигнальных факторов и синтеза мышечного белка у человека была показана при различных обстоятельствах, когда доступность всех EAA ограничена. Например, увеличение концентрации инсулина (например, в результате приема глюкозы) является мощным активатором анаболических сигнальных путей, но это не приводит к увеличению мышечной ФСР из-за дефицита ЕАА [19]. И наоборот, потребление небольшого количества (3 г) EAA стимулирует синтез мышечного белка, не влияя на активность фактора инициации, например.g., Akt, киназа S6 и 4E-BP1 [20]. Небольшое увеличение концентрации EAA в плазме не имело бы эффекта, если бы синтез белка ограничивался состоянием активации факторов инициации. В упомянутых выше исследованиях, в которых BCAA вводили внутривенно, разумно предположить, что такое значительное увеличение концентрации BCAA активировало бы сигнальные факторы, однако синтез мышечного белка фактически снизился из-за отсутствия доступности EAA в результате снижения распад белка.Таким образом, у людей прием ЕАА может увеличить синтез мышечного белка при отсутствии каких-либо изменений в активации факторов инициации, а активация факторов инициации при отсутствии потребления всех ЕАА не влияет на синтез мышечного белка. Эти результаты можно интерпретировать только как демонстрацию того, что ограничивающим скорость контролем синтеза базального мышечного белка у людей является доступность всех EAA, а не активность анаболических сигнальных факторов. Этот вывод ставит под сомнение роль пищевых добавок, содержащих только BCAA, как стимуляторов синтеза мышечного белка.

Когда все доказательства и теории рассматриваются вместе, разумно заключить, что нет достоверных доказательств того, что прием только одной пищевой добавки BCAA приводит к физиологически значимой стимуляции мышечного белка. На самом деле, имеющиеся данные указывают на то, что BCAA на самом деле снижают синтез мышечного белка. Все незаменимые аминокислоты должны быть доступны в изобилии для усиления анаболических сигналов, которые приводят к ускоренному синтезу мышечного белка.

Совместный прием BCAA с другими питательными веществами

В центре внимания этого обзора была реакция только на BCAA, поскольку это является логичным назначением пищевых добавок с BCAA.Как и в случае потребления только BCAA, исследований одновременного приема BCAA с другими питательными веществами немного. Когда BCAA или изонитрогенную смесь треонина, метионина и гистидина вводили людям вместе с углеводами, скорость синтеза мышечного белка снижалась одинаково в обеих группах, что указывает на отсутствие уникальной роли BCAA [21]. Точно так же потребление смеси BCAA с углеводами после упражнений с отягощениями не увеличивало анаболические сигнальные факторы в большей степени, чем только углеводы [22].Таким образом, имеющиеся данные не подтверждают мнение об особом анаболическом эффекте ВСАА при приеме с углеводами.

В отличие от отсутствия интерактивного эффекта между BCAA и углеводами, BCAA могут усиливать анаболический эффект белковой пищи. Например, добавление 5 г BCAA к напитку, содержащему 6,25 г сывороточного белка, увеличивало синтез мышечного белка до уровня, сравнимого с тем, который вызывали 25 г сывороточного белка [23]. Этот результат свидетельствует о том, что один или несколько BCAA могут ограничивать скорость стимуляции синтеза мышечного белка сывороточным белком или что дополнительные BCAA индуцируют больший потенциал анаболического ответа мышц на сывороточный белок, активируя факторы инициации.В любом случае ответ на BCAA в сочетании с интактным белком отличается от эффекта одних BCAA, поскольку интактный белок содержит все незаменимые аминокислоты, необходимые для производства интактного белка.

Индивидуальные эффекты лейцина, валина и изолейцина

В этой статье мы рассмотрели только реакцию на смеси BCAA. Реакция на отдельные BCAA (например, лейцин, валин или изолейцин) может отличаться от комбинации этих трех по нескольким причинам.Имеющиеся данные указывают на то, что лейцин сам по себе может вызывать анаболический ответ (например, [24]), в то время как для изолейцина или валина таких данных нет. Таким образом, можно ожидать, что один лейцин будет более эффективным, чем комбинация всех BCAA. Тем не менее, есть два существенных ограничения пищевой добавки с одним лейцином. Во-первых, те же проблемы, которые ограничивают степень стимуляции синтеза мышечного белка только BCAA в отношении доступности других незаменимых аминокислот, необходимых для производства интактного мышечного белка, также ограничивают реакцию на один только лейцин.Во-вторых, повышение концентрации лейцина в плазме активирует метаболический путь, который окисляет все аминокислоты с разветвленной цепью. В результате прием только лейцина приводит к снижению концентрации в плазме как валина, так и изолейцина. Таким образом, доступность валина и изолейцина может стать ограничением скорости синтеза мышечного белка, когда потребляется только лейцин. Возможно, поэтому долгосрочные исследования результатов с диетическими добавками лейцина не дали положительных результатов [25].Основное обоснование диетической добавки, содержащей все аминокислоты с разветвленной цепью, а не только лейцин, заключается в том, чтобы преодолеть снижение концентрации валина и изолейцина в плазме, которое может произойти при приеме только лейцина.

В то время как пищевая добавка со всеми аминокислотами с разветвленной цепью компенсирует снижение концентрации, вызванное потреблением только лейцина, добавление валина и изолейцина, тем не менее, может ограничивать эффективность одного лейцина из-за конкуренции за транспортировку в мышечные клетки.Все аминокислоты с разветвленной цепью активно транспортируются в клетки, включая мышечные, с помощью одной и той же транспортной системы. Следовательно, при совместном приеме ВСАА конкурируют друг с другом за перенос в клетки. Если один из BCAA (например, лейцин) ограничивает скорость синтеза белка, добавление двух других BCAA может ограничить стимуляцию синтеза белка из-за снижения поступления лейцина в клетку. BCAA также конкурируют за транспорт с другими аминокислотами, включая фенилаланин, и эта конкуренция может повлиять на внутримышечную доступность других EAA.В результате конкуренции за переносчики возможно, что один только лейцин, например, может оказывать временное стимулирующее действие на синтез мышечного белка (например, [21]), тогда как BCAA не вызывают такого ответа [13, 14].

Аминокислоты с разветвленной цепью – питание и черепно-мозговая травма

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) (лейцин, изолейцин и валин) необходимы для питания, поскольку они не могут быть эндогенно синтезированы человеком и должны поступать с пищей .Они отличаются от других незаменимых аминокислот тем, что в печени отсутствуют ферменты, необходимые для их катаболизма.

В дополнение к их функции в качестве структурных компонентов белков, BCAA, по-видимому, также осуществляют регуляторный контроль белкового метаболизма. В тканях грызунов in vitro повышенные концентрации BCAA стимулируют синтез белка и подавляют катаболизм белка, тогда как другие смеси аминокислот, не содержащие BCAA, не оказывают такого влияния. У людей BCAA ингибируют катаболизм белков, но мало влияют на их синтез (см. обзор Matthews, 2005).

АМИНОКИСЛОТЫ С РАЗВЕТВЛЕННЫМИ ЦЕПЯМИ И МОЗГ

В головном мозге BCAA оказывают два важных влияния на выработку нейротрансмиттеров. Как доноры азота они способствуют синтезу возбуждающей глутаматной и тормозной гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) (Yudkoff et al., 2005). Они также конкурируют за транспорт через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) с триптофаном (предшественником серотонина), а также с тирозином и фенилаланином (предшественниками катехоламинов) (Fernstrom, 2005).Таким образом, прием BCAA вызывает быстрое повышение концентрации BCAA в плазме и увеличивает поглощение BCAA мозгом, но снижает поглощение триптофана, тирозина и фенилаланина. Снижение этих ароматических аминокислот напрямую влияет на синтез и высвобождение серотонина и катехоламинов. Читатель отсылается к Fernstrom (2005) для обзора биохимии транспорта BCAA в мозг. Пероральные ВСАА были исследованы в качестве средства для лечения неврологических заболеваний, таких как мания, нарушение двигательных функций, боковой амиотрофический склероз и дегенерация спинно-мозговых нервов.Эксайтотоксичность в результате чрезмерной стимуляции нейротрансмиттерами, такими как глутамат, приводит к повреждению клеток после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Однако, поскольку BCAA также способствуют синтезу тормозных нейротрансмиттеров, неясно, в какой степени роль BCAA в синтезе как возбуждающих, так и тормозных нейротрансмиттеров может способствовать их потенциальному влиянию на исходы ЧМТ.

Список исследований на людях (с 1990 года и позже), в которых оценивалась эффективность BCAA в обеспечении устойчивости или лечении ЧМТ или сопутствующих заболеваний или состояний (т.д., субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия) в острой фазе представлена ​​в ; это также включает подтверждающие данные, полученные на животных моделях ЧМТ. Возникновение или отсутствие побочных эффектов у людей включается, если сообщается авторами.

ПРИМЕНЕНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ

Расчетная средняя потребность (EAR) в лейцине, изолейцине и валине составляет 34, 15 и 19 мг/кг/день соответственно (IOM, 2005). Используя рекомендуемое потребление для человека весом 70 кг в качестве эталона, фактическое среднесуточное потребление в Соединенных Штатах для каждого из BCAA примерно в три раза выше для мужчин и примерно в два раза выше для женщин (IOM, 2005).Обогащенные BCAA белки или смеси аминокислот или только BCAA использовались при различных нарушениях обмена веществ, таких как хронические заболевания печени, энцефалопатия, сепсис и другие, обычно в попытке уменьшить поглощение ароматических аминокислот мозгом и для повышения низких уровней циркулирующих. Добавки BCAA продаются здоровым людям с заявлениями о том, что они увеличивают мышечную массу, уменьшают болезненность после тренировки и уменьшают утомляемость центральной нервной системы, хотя данные рецензируемых исследований редко подтверждают эти заявления (Wagenmakers, 1999).Предыдущий комитет Института медицины (IOM) рассмотрел вопрос о добавлении большего количества определенных аминокислот, включая BCAA, в рационы, используемые во время краткосрочных и высокоинтенсивных боевых действий. Этот комитет не нашел оснований рекомендовать добавление определенных аминокислот в эти рационы (IOM, 2006). В результате заявлений о пользе для фитнеса спортсмены и военнослужащие, стремящиеся повысить физическую работоспособность, могут потреблять BCAA даже выше, чем у обычных людей. Опрос Lieberman et al.(2010) обнаружили, что 23 процента военнослужащих, участвовавших в боевых действиях, и 47 процентов военнослужащих сил специального назначения принимали белковые или аминокислотные добавки.

В отчете IOM за 2005 г. не было обнаружено исследований нежелательных явлений, связанных с нормальным питанием, содержащим BCAA, или с введением дополнительных доз до 9,75 г, но не был определен верхний допустимый уровень потребления (UL) из-за отсутствия данных доза-реакция. Исследования острого или хронического перорального приема BCAA не выявили побочных эффектов даже при высокой разовой дозе 60 граммов (Fernstrom, 2005).Интересующие исходы, измеренные в этих исследованиях, были связаны с физической работоспособностью, фенилкетонурией, циррозом печени, неврологическими и психическими заболеваниями. Однако трудно оценить, будут ли некоторые результаты, которые не считались неблагоприятными последствиями, проблемой в военных условиях. Например, изучив одно из исследований, в котором не сообщалось об отсутствии побочных эффектов, комитет пришел к выводу, что чрезмерное потребление BCAA может быть вредным; в этом исследовании пероральные дозы 10, 30 и 60 граммов BCAA вызывали небольшое увеличение латентного периода пространственной памяти у здоровых людей, но не вызывали изменений в обработке визуальной информации или распознавании образов (Gijsman et al., 2002). Авторы связывают повышенную латентность со сниженным соотношением (тирозин + фенилаланин) к BCAA, что приводит к снижению транспорта тирозина и фенилаланина через ГЭБ и, следовательно, к снижению синтеза дофамина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Исследования на людях

Клинических испытаний для проверки влияния BCAA на устойчивость к ЧМТ или связанным с ними заболеваниям или состояниям (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).

Исследования на животных

Исследования на животных, посвященные повышению устойчивости к ЧМТ, не проводились. В одном исследовании изучалась возможность негативного влияния BCAA в высоких концентрациях. Contrusciere и коллеги (2010) заметили высокий риск бокового амиотрофического склероза среди профессиональных футболистов и предположили, что это может быть связано с чрезмерным потреблением спортивных напитков, содержащих BCAA. Эти напитки обычно содержат 1–3 грамма BCAA на порцию в 12 унций.Чтобы проверить свою гипотезу, авторы инкубировали культуры нейронов крыс с концентрациями 2,5–25 мМ BCAA и обнаружили, что эти чрезвычайно высокие дозы вызывают токсичность. Обратите внимание, что нормальные концентрации BCAA в спинномозговой жидкости человека на несколько порядков ниже и варьируются от ~ 5 до 15 мкМ (Garseth et al., 2001).

Был также проведен обзор литературы по исходам, связанным с патологическим процессом ЧМТ (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).Поиск влияния BCAA на эпилепсию выявил несколько исследований, в которых изучалось их влияние либо на латентный период до приступа, либо на продолжительность приступа. В двух исследованиях использовались разные модели животных (приступы, вызванные пентилентетразолом или пикротоксином), но были получены сходные результаты: лейцин и изолейцин увеличивали латентный период припадков (показатель судорожного порога) по сравнению с контролируемым, сбалансированным раствором аминокислот (Dufour et al. ., 1999; Skeie et al., 1994). Однако исследования различались по влиянию валина на латентный период; в то время как Skeie и коллеги (1994) обнаружили, что валин в дозе 300 мг/кг увеличивает среднее латентное время до начала судорог, исследование Dufour не обнаружило такого эффекта для валина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ НА ВЛИЯНИЕ НА ЛЕЧЕНИЕ

Исследования на людях

Только одно проспективное рандомизированное клиническое исследование изучало эффективность BCAA в качестве неотложного лечения ЧМТ (Ott et al., 1988). Начиная с первого дня госпитализации, 20 пациентов с травмами головного мозга были рандомизированы для получения либо стандартной внутривенной аминокислотной смеси, либо смеси с более высоким процентным содержанием лейцина (154 процента от стандартной формулы), изолейцина (153 процента) и валина (174 процента). ).Формулы имели эквивалентные общие калории и белок. У пациентов, получавших смесь, обогащенную BCAA, был положительный баланс азота (+1,8%), тогда как у пациентов, получавших стандартную смесь, был отрицательный баланс (-8,0%) (Ott et al., 1988).

Опубликовано два небольших рандомизированных плацебо-контролируемых исследования, в которых сообщается, что добавки BCAA улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с ЧМТ (Aquilani et al., 2005, 2008). Тем не менее, в этих исследованиях ВСАА начинали вводить через 19-140 дней после травмы, и поэтому не рассматривалась эффективность ВСАА в лечении первичных или вторичных последствий нейротравмы.

Семь дополнительных исследований изучали прием добавок BCAA при других формах травм (обзор в De Bandt and Cynober, 2006). Из них четыре сообщили об отсутствии положительного влияния на баланс азота, тогда как три обнаружили положительные результаты. Количество пациентов в каждом исследовании, как правило, было небольшим (от 5 до 101, среднее значение = 31), и пациенты были неоднородны по типу и тяжести травмы.

Проспективное рандомизированное контролируемое исследование пациентов, перенесших лечебную резекцию печени, показало, что периоперационное пероральное питание, включая BCAA, приводило к более высоким концентрациям эритропоэтина в сыворотке, чем контрольная диета (для пациентов, у которых не было гепатита).Авторы предположили, что более высокие концентрации эритропоэтина могут обеспечивать защиту от ишемического повреждения (Ishikawa et al., 2010).

Когда BCAA были добавлены в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете детей с рефрактерной эпилепсией, 13 из 17 получили пользу, с уменьшением приступов на 50–100 процентов по сравнению с одной кетогенной диетой (Evangeliou et al., 2009). Авторы предположили, что BCAA могут не только повысить эффективность кетогенной диеты, но и облегчить ее переносимость пациентами из-за изменения соотношения жиров и белков.

Исследования на животных

Коул и его коллеги сообщили, что у мышей с травмой головного мозга наблюдалось улучшение когнитивных функций при приеме питьевой воды с добавками BCAA (каждая BCAA в концентрации 100 мМ) через два дня после травмы (Cole et al., 2010). . Травма представляла собой 20-миллисекундный импульс давления физиологического раствора на твердую мозговую оболочку, а когнитивные функции, зависящие от гиппокампа, оценивали с помощью условной реакции страха. Реакция травмированных мышей уменьшилась примерно на 50% по сравнению с контрольной группой, в то время как поведение травмированных мышей, которые пили воду с добавками BCAA, не отличалось от контроля.В дополнение к поведенческим оценкам Cole et al. (2010) проанализировали синаптические функции in vitro. Возбуждающие постсинаптические потенциалы, генерируемые в срезах гиппокампа травмированных мышей, были снижены по сравнению с контрольной группой, но инкубация срезов с BCAA в концентрации 100 мкМ полностью восстанавливала синаптическую функцию (Cole et al., 2010).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Лейцин и другие незаменимые аминокислоты необходимы, и их преимущества в увеличении синтеза белка и мышечной массы хорошо документированы.Тем не менее, пока нет убедительных данных, подтверждающих рекомендацию добавлять в рационы BCAA для облегчения или лечения ЧМТ. В пилотном исследовании есть некоторые указания на то, что BCAA могут действовать синергетически с кетогенной диетой при эпилепсии, одном из многих возможных последствий ЧМТ.

Единственное рандомизированное клиническое исследование (Ott et al., 1988) предполагает, что внутривенное вливание BCAA может быть полезным для поддержания положительного азотистого баланса после ЧМТ, но о влиянии BCAA на заболеваемость и смертность не сообщалось.Существует одно обнадеживающее исследование на животных, в котором мыши, получавшие BCAA (растворенные в воде в концентрации 100 мМ), показали улучшение когнитивных функций и снижение возбуждающих потенциалов в срезах гиппокампа (Cole et al., 2010). Однако в целом недостаточно данных исследований на животных, чтобы поддержать начало исследований на людях.

Поскольку большой процент военнослужащих принимает BCAA в качестве добавки к своему рациону, BCAA следует включать в оценку потребления пищи пациентами с ЧМТ в лечебных учреждениях для определения потребления пищи и статуса до травмы, а также потребления пищи на различных этапах лечения.Эти данные могут быть использованы для установления потенциальных взаимосвязей между потреблением/статусом питания до травмы и прогрессом восстановления.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 8-1. DoD должен продолжать отслеживать литературу о влиянии нутриентов, диетических добавок и диет на ЧМТ, особенно тех, которые рассмотрены в этом отчете, а также других, которые могут оказаться потенциально эффективными в будущем. Например, несмотря на то, что доказательства не были достаточно убедительными, чтобы рекомендовать проведение исследований по BCAA, Министерству обороны следует отслеживать научную литературу на предмет соответствующих исследований.

ССЫЛКИ

  • Аквилани, Р., П. Ядарола, А. Контарди, М. Боселли, М. Верри, О. Пасторис, Ф. Боски, П. Арсидиако и С. Вильо. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой. Архив физической медицины и реабилитации 86 (9): 1729–1735. [PubMed: 16181934]
  • Аквилани, Р., М. Боселли, Ф. Боски, С. Вильо, П. Ядарола, М. Доссена, О. Пасторис и М. Верри. 2008. Аминокислоты с разветвленной цепью могут улучшить восстановление после вегетативного состояния или состояния минимального сознания у пациентов с черепно-мозговой травмой: пилотное исследование. Архив физической медицины и реабилитации 89 (9): 1642–1647. [PubMed: 18760149]
  • Коул, Дж. Т., К. М. Митала, С. Кунду, А. Верма, Дж. А. Элкинд, И. Ниссим и А. С. Коэн. 2010. Диетические аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Труды Национальной академии Наук Соединенных Штатов Америки 107(1):366–371. [Бесплатная статья PMC: PMC2806733] [PubMed: 19995960]
  • Contrusciere, V., S. Paradisi, A.Маттеуччи и Ф. Малькиоди-Альбеди. 2010. Аминокислоты с разветвленной цепью вызывают нейротоксичность в культурах коры головного мозга крыс. Исследование нейротоксичности 17: 392–397. [PubMed: 19763733]
  • Де Бандт, Дж.-П. и Л. Кинобер. 2006. Терапевтическое применение аминокислот с разветвленной цепью при ожогах, травмах и сепсисе. Журнал питания 136:308С–313С. [PubMed: 16365104]
  • Dufour, F., K.A. Nalecz, M.J. Nalecz и A. Nehlig. 1999. Модуляция судорожной активности, вызванной пентилентетразолом, аминокислотами с разветвленной цепью и α-кетоизокапроатом. Исследование мозга 815 (2): 400–404. [PubMed: 9878852]
  • Евангелиу, А., М. Спилиоти, В. Дулиоглу, П. Калаидопулу, А. Илиас, А. Скарпалезу, И. Кацаника, С. Каламицу, К. Василаки, И. Чациоанидис, К. Гарганис, Э. Павлоу, С. Варламис и Н. Николаидис. 2009. Аминокислоты с разветвленной цепью в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете при эпилепсии: пилотное исследование и гипотеза. Детский дневник Неврология 24 (10): 1268–1272. [PubMed: 19687389]
  • Фернстрем, Дж.Д. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью и функция мозга. Journal of Nutrition 135 (6 Suppl.): 1539S–1546S. [PubMed: 15930466]
  • Гарсет М., Л. Р. Уайт и Дж. Аасли. 2001. Небольшие изменения в аминокислотах спинномозговой жидкости при подтипах рассеянного склероза по сравнению с острой полирадикулоневропатией. Международная нейрохимия 39(2):111–115. [PubMed: 11408089]
  • Гийсман, Х. Дж., А. Скарна, С. Дж. Хармер, С. Ф. Б. Мактавиш, Дж. Одонтиадис, П. Дж. Коуэн и Г.М. Гудвин. 2002. Исследование по определению дозы воздействия аминокислот с разветвленной цепью на суррогатные маркеры функции дофамина в головном мозге. Психофармакология 160 (2): 192–197. [PubMed: 11875637]
  • МОМ (Институт медицины). 2005. Диетическое справочное потребление энергии, углеводов, клетчатки, жира, жирных кислот, холестерина лестерина, белка и аминокислот . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. [PubMed: 12449285]
  • МОМ. 2006. Питательный состав пайков для кратковременных, высокоинтенсивных боевых действий . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

  • Исикава Ю., Х. Ёсида, Ю. Мамада, Н. Таниай, С. Мацумото, К. Бандо, Ю. Мидзугути, Д. Какинума, Т. Канда и Т. Тадзири. 2010. Проспективное рандомизированное контролируемое исследование краткосрочного периоперационного перорального питания с аминокислотами с разветвленной цепью у пациентов, перенесших операцию на печени. Гепато-гастроэнтерология 57(99–100):583–590.[PubMed: 20698232]
  • Либерман, Х. Р., Т. Б. Ставиноха, С. М. Макгроу, А. Уайт, Л. С. Хадден и Б. П. Марриотт. 2010. Использование пищевых добавок среди военнослужащих армии США. Американский журнал клинического питания 92(4):985–995. [PubMed: 20668050]
  • Отт, Л. Г., Дж. Дж. Шмидт, А. Б. Янг, Д. Л. Твайман, Р. П. Рэпп, П. А. Тиббс, Р. Дж. Демпси и К. Дж. Макклейн. 1988. Сравнение введения двух стандартных внутривенных аминокислотных смесей пациентам с тяжелыми повреждениями головного мозга. Медицинская разведка и клиническая аптека 22(10):763–768. [PubMed: 3229341]
  • Ски, Б., А. Дж. Петерсен, Т. Мэннер, Дж. Асканази и П. А. Стин. 1994. Влияние валина, лейцина, изолейцина и сбалансированного раствора аминокислот на порог судорожной готовности к пикротоксину у крыс. Фармакология Биохимия и поведение 48(1):101–103. [PubMed: 8029279]
  • Wagenmakers, AJM 1999. Аминокислотные добавки для улучшения спортивных результатов. Текущее мнение в Клинике кал Питание и метаболизм 2: 539–544.[PubMed: 10678686]
  • Юдков М., Дайхин Ю., Ниссим И., Горынь О., Лиховой Б., Лазаров А., Н. И. 2005. Потребность в аминокислотах для мозга и токсичность: пример лейцина. Journal of Nutrition 135(6 Suppl.):1531S–1538S. [PubMed: 15930465]

Аминокислоты с разветвленной цепью – питание и черепно-мозговая травма

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) (лейцин, изолейцин и валин) необходимы для питания, поскольку они не могут быть эндогенно синтезированы человеком и должен обеспечиваться диетой.Они отличаются от других незаменимых аминокислот тем, что в печени отсутствуют ферменты, необходимые для их катаболизма.

В дополнение к их функции в качестве структурных компонентов белков, BCAA, по-видимому, также осуществляют регуляторный контроль белкового метаболизма. В тканях грызунов in vitro повышенные концентрации BCAA стимулируют синтез белка и подавляют катаболизм белка, тогда как другие смеси аминокислот, не содержащие BCAA, не оказывают такого влияния. У людей BCAA ингибируют катаболизм белков, но мало влияют на их синтез (см. обзор Matthews, 2005).

АМИНОКИСЛОТЫ С РАЗВЕТВЛЕННЫМИ ЦЕПЯМИ И МОЗГ

В головном мозге BCAA оказывают два важных влияния на выработку нейротрансмиттеров. Как доноры азота они способствуют синтезу возбуждающей глутаматной и тормозной гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) (Yudkoff et al., 2005). Они также конкурируют за транспорт через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) с триптофаном (предшественником серотонина), а также с тирозином и фенилаланином (предшественниками катехоламинов) (Fernstrom, 2005).Таким образом, прием BCAA вызывает быстрое повышение концентрации BCAA в плазме и увеличивает поглощение BCAA мозгом, но снижает поглощение триптофана, тирозина и фенилаланина. Снижение этих ароматических аминокислот напрямую влияет на синтез и высвобождение серотонина и катехоламинов. Читатель отсылается к Fernstrom (2005) для обзора биохимии транспорта BCAA в мозг. Пероральные ВСАА были исследованы в качестве средства для лечения неврологических заболеваний, таких как мания, нарушение двигательных функций, боковой амиотрофический склероз и дегенерация спинно-мозговых нервов.Эксайтотоксичность в результате чрезмерной стимуляции нейротрансмиттерами, такими как глутамат, приводит к повреждению клеток после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Однако, поскольку BCAA также способствуют синтезу тормозных нейротрансмиттеров, неясно, в какой степени роль BCAA в синтезе как возбуждающих, так и тормозных нейротрансмиттеров может способствовать их потенциальному влиянию на исходы ЧМТ.

Список исследований на людях (с 1990 года и позже), в которых оценивалась эффективность BCAA в обеспечении устойчивости или лечении ЧМТ или сопутствующих заболеваний или состояний (т.д., субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия) в острой фазе представлена ​​в ; это также включает подтверждающие данные, полученные на животных моделях ЧМТ. Возникновение или отсутствие побочных эффектов у людей включается, если сообщается авторами.

ПРИМЕНЕНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ

Расчетная средняя потребность (EAR) в лейцине, изолейцине и валине составляет 34, 15 и 19 мг/кг/день соответственно (IOM, 2005). Используя рекомендуемое потребление для человека весом 70 кг в качестве эталона, фактическое среднесуточное потребление в Соединенных Штатах для каждого из BCAA примерно в три раза выше для мужчин и примерно в два раза выше для женщин (IOM, 2005).Обогащенные BCAA белки или смеси аминокислот или только BCAA использовались при различных нарушениях обмена веществ, таких как хронические заболевания печени, энцефалопатия, сепсис и другие, обычно в попытке уменьшить поглощение ароматических аминокислот мозгом и для повышения низких уровней циркулирующих. Добавки BCAA продаются здоровым людям с заявлениями о том, что они увеличивают мышечную массу, уменьшают болезненность после тренировки и уменьшают утомляемость центральной нервной системы, хотя данные рецензируемых исследований редко подтверждают эти заявления (Wagenmakers, 1999).Предыдущий комитет Института медицины (IOM) рассмотрел вопрос о добавлении большего количества определенных аминокислот, включая BCAA, в рационы, используемые во время краткосрочных и высокоинтенсивных боевых действий. Этот комитет не нашел оснований рекомендовать добавление определенных аминокислот в эти рационы (IOM, 2006). В результате заявлений о пользе для фитнеса спортсмены и военнослужащие, стремящиеся повысить физическую работоспособность, могут потреблять BCAA даже выше, чем у обычных людей. Опрос Lieberman et al.(2010) обнаружили, что 23 процента военнослужащих, участвовавших в боевых действиях, и 47 процентов военнослужащих сил специального назначения принимали белковые или аминокислотные добавки.

В отчете IOM за 2005 г. не было обнаружено исследований нежелательных явлений, связанных с нормальным питанием, содержащим BCAA, или с введением дополнительных доз до 9,75 г, но не был определен верхний допустимый уровень потребления (UL) из-за отсутствия данных доза-реакция. Исследования острого или хронического перорального приема BCAA не выявили побочных эффектов даже при высокой разовой дозе 60 граммов (Fernstrom, 2005).Интересующие исходы, измеренные в этих исследованиях, были связаны с физической работоспособностью, фенилкетонурией, циррозом печени, неврологическими и психическими заболеваниями. Однако трудно оценить, будут ли некоторые результаты, которые не считались неблагоприятными последствиями, проблемой в военных условиях. Например, изучив одно из исследований, в котором не сообщалось об отсутствии побочных эффектов, комитет пришел к выводу, что чрезмерное потребление BCAA может быть вредным; в этом исследовании пероральные дозы 10, 30 и 60 граммов BCAA вызывали небольшое увеличение латентного периода пространственной памяти у здоровых людей, но не вызывали изменений в обработке визуальной информации или распознавании образов (Gijsman et al., 2002). Авторы связывают повышенную латентность со сниженным соотношением (тирозин + фенилаланин) к BCAA, что приводит к снижению транспорта тирозина и фенилаланина через ГЭБ и, следовательно, к снижению синтеза дофамина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Исследования на людях

Клинических испытаний для проверки влияния BCAA на устойчивость к ЧМТ или связанным с ними заболеваниям или состояниям (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).

Исследования на животных

Исследования на животных, посвященные повышению устойчивости к ЧМТ, не проводились. В одном исследовании изучалась возможность негативного влияния BCAA в высоких концентрациях. Contrusciere и коллеги (2010) заметили высокий риск бокового амиотрофического склероза среди профессиональных футболистов и предположили, что это может быть связано с чрезмерным потреблением спортивных напитков, содержащих BCAA. Эти напитки обычно содержат 1–3 грамма BCAA на порцию в 12 унций.Чтобы проверить свою гипотезу, авторы инкубировали культуры нейронов крыс с концентрациями 2,5–25 мМ BCAA и обнаружили, что эти чрезвычайно высокие дозы вызывают токсичность. Обратите внимание, что нормальные концентрации BCAA в спинномозговой жидкости человека на несколько порядков ниже и варьируются от ~ 5 до 15 мкМ (Garseth et al., 2001).

Был также проведен обзор литературы по исходам, связанным с патологическим процессом ЧМТ (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).Поиск влияния BCAA на эпилепсию выявил несколько исследований, в которых изучалось их влияние либо на латентный период до приступа, либо на продолжительность приступа. В двух исследованиях использовались разные модели животных (приступы, вызванные пентилентетразолом или пикротоксином), но были получены сходные результаты: лейцин и изолейцин увеличивали латентный период припадков (показатель судорожного порога) по сравнению с контролируемым, сбалансированным раствором аминокислот (Dufour et al. ., 1999; Skeie et al., 1994). Однако исследования различались по влиянию валина на латентный период; в то время как Skeie и коллеги (1994) обнаружили, что валин в дозе 300 мг/кг увеличивает среднее латентное время до начала судорог, исследование Dufour не обнаружило такого эффекта для валина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ НА ВЛИЯНИЕ НА ЛЕЧЕНИЕ

Исследования на людях

Только одно проспективное рандомизированное клиническое исследование изучало эффективность BCAA в качестве неотложного лечения ЧМТ (Ott et al., 1988). Начиная с первого дня госпитализации, 20 пациентов с травмами головного мозга были рандомизированы для получения либо стандартной внутривенной аминокислотной смеси, либо смеси с более высоким процентным содержанием лейцина (154 процента от стандартной формулы), изолейцина (153 процента) и валина (174 процента). ).Формулы имели эквивалентные общие калории и белок. У пациентов, получавших смесь, обогащенную BCAA, был положительный баланс азота (+1,8%), тогда как у пациентов, получавших стандартную смесь, был отрицательный баланс (-8,0%) (Ott et al., 1988).

Опубликовано два небольших рандомизированных плацебо-контролируемых исследования, в которых сообщается, что добавки BCAA улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с ЧМТ (Aquilani et al., 2005, 2008). Тем не менее, в этих исследованиях ВСАА начинали вводить через 19-140 дней после травмы, и поэтому не рассматривалась эффективность ВСАА в лечении первичных или вторичных последствий нейротравмы.

Семь дополнительных исследований изучали прием добавок BCAA при других формах травм (обзор в De Bandt and Cynober, 2006). Из них четыре сообщили об отсутствии положительного влияния на баланс азота, тогда как три обнаружили положительные результаты. Количество пациентов в каждом исследовании, как правило, было небольшим (от 5 до 101, среднее значение = 31), и пациенты были неоднородны по типу и тяжести травмы.

Проспективное рандомизированное контролируемое исследование пациентов, перенесших лечебную резекцию печени, показало, что периоперационное пероральное питание, включая BCAA, приводило к более высоким концентрациям эритропоэтина в сыворотке, чем контрольная диета (для пациентов, у которых не было гепатита).Авторы предположили, что более высокие концентрации эритропоэтина могут обеспечивать защиту от ишемического повреждения (Ishikawa et al., 2010).

Когда BCAA были добавлены в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете детей с рефрактерной эпилепсией, 13 из 17 получили пользу, с уменьшением приступов на 50–100 процентов по сравнению с одной кетогенной диетой (Evangeliou et al., 2009). Авторы предположили, что BCAA могут не только повысить эффективность кетогенной диеты, но и облегчить ее переносимость пациентами из-за изменения соотношения жиров и белков.

Исследования на животных

Коул и его коллеги сообщили, что у мышей с травмой головного мозга наблюдалось улучшение когнитивных функций при приеме питьевой воды с добавками BCAA (каждая BCAA в концентрации 100 мМ) через два дня после травмы (Cole et al., 2010). . Травма представляла собой 20-миллисекундный импульс давления физиологического раствора на твердую мозговую оболочку, а когнитивные функции, зависящие от гиппокампа, оценивали с помощью условной реакции страха. Реакция травмированных мышей уменьшилась примерно на 50% по сравнению с контрольной группой, в то время как поведение травмированных мышей, которые пили воду с добавками BCAA, не отличалось от контроля.В дополнение к поведенческим оценкам Cole et al. (2010) проанализировали синаптические функции in vitro. Возбуждающие постсинаптические потенциалы, генерируемые в срезах гиппокампа травмированных мышей, были снижены по сравнению с контрольной группой, но инкубация срезов с BCAA в концентрации 100 мкМ полностью восстанавливала синаптическую функцию (Cole et al., 2010).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Лейцин и другие незаменимые аминокислоты необходимы, и их преимущества в увеличении синтеза белка и мышечной массы хорошо документированы.Тем не менее, пока нет убедительных данных, подтверждающих рекомендацию добавлять в рационы BCAA для облегчения или лечения ЧМТ. В пилотном исследовании есть некоторые указания на то, что BCAA могут действовать синергетически с кетогенной диетой при эпилепсии, одном из многих возможных последствий ЧМТ.

Единственное рандомизированное клиническое исследование (Ott et al., 1988) предполагает, что внутривенное вливание BCAA может быть полезным для поддержания положительного азотистого баланса после ЧМТ, но о влиянии BCAA на заболеваемость и смертность не сообщалось.Существует одно обнадеживающее исследование на животных, в котором мыши, получавшие BCAA (растворенные в воде в концентрации 100 мМ), показали улучшение когнитивных функций и снижение возбуждающих потенциалов в срезах гиппокампа (Cole et al., 2010). Однако в целом недостаточно данных исследований на животных, чтобы поддержать начало исследований на людях.

Поскольку большой процент военнослужащих принимает BCAA в качестве добавки к своему рациону, BCAA следует включать в оценку потребления пищи пациентами с ЧМТ в лечебных учреждениях для определения потребления пищи и статуса до травмы, а также потребления пищи на различных этапах лечения.Эти данные могут быть использованы для установления потенциальных взаимосвязей между потреблением/статусом питания до травмы и прогрессом восстановления.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 8-1. DoD должен продолжать отслеживать литературу о влиянии нутриентов, диетических добавок и диет на ЧМТ, особенно тех, которые рассмотрены в этом отчете, а также других, которые могут оказаться потенциально эффективными в будущем. Например, несмотря на то, что доказательства не были достаточно убедительными, чтобы рекомендовать проведение исследований по BCAA, Министерству обороны следует отслеживать научную литературу на предмет соответствующих исследований.

ССЫЛКИ

  • Аквилани, Р., П. Ядарола, А. Контарди, М. Боселли, М. Верри, О. Пасторис, Ф. Боски, П. Арсидиако и С. Вильо. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой. Архив физической медицины и реабилитации 86 (9): 1729–1735. [PubMed: 16181934]
  • Аквилани, Р., М. Боселли, Ф. Боски, С. Вильо, П. Ядарола, М. Доссена, О. Пасторис и М. Верри. 2008. Аминокислоты с разветвленной цепью могут улучшить восстановление после вегетативного состояния или состояния минимального сознания у пациентов с черепно-мозговой травмой: пилотное исследование. Архив физической медицины и реабилитации 89 (9): 1642–1647. [PubMed: 18760149]
  • Коул, Дж. Т., К. М. Митала, С. Кунду, А. Верма, Дж. А. Элкинд, И. Ниссим и А. С. Коэн. 2010. Диетические аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Труды Национальной академии Наук Соединенных Штатов Америки 107(1):366–371. [Бесплатная статья PMC: PMC2806733] [PubMed: 19995960]
  • Contrusciere, V., S. Paradisi, A.Маттеуччи и Ф. Малькиоди-Альбеди. 2010. Аминокислоты с разветвленной цепью вызывают нейротоксичность в культурах коры головного мозга крыс. Исследование нейротоксичности 17: 392–397. [PubMed: 19763733]
  • Де Бандт, Дж.-П. и Л. Кинобер. 2006. Терапевтическое применение аминокислот с разветвленной цепью при ожогах, травмах и сепсисе. Журнал питания 136:308С–313С. [PubMed: 16365104]
  • Dufour, F., K.A. Nalecz, M.J. Nalecz и A. Nehlig. 1999. Модуляция судорожной активности, вызванной пентилентетразолом, аминокислотами с разветвленной цепью и α-кетоизокапроатом. Исследование мозга 815 (2): 400–404. [PubMed: 9878852]
  • Евангелиу, А., М. Спилиоти, В. Дулиоглу, П. Калаидопулу, А. Илиас, А. Скарпалезу, И. Кацаника, С. Каламицу, К. Василаки, И. Чациоанидис, К. Гарганис, Э. Павлоу, С. Варламис и Н. Николаидис. 2009. Аминокислоты с разветвленной цепью в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете при эпилепсии: пилотное исследование и гипотеза. Детский дневник Неврология 24 (10): 1268–1272. [PubMed: 19687389]
  • Фернстрем, Дж.Д. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью и функция мозга. Journal of Nutrition 135 (6 Suppl.): 1539S–1546S. [PubMed: 15930466]
  • Гарсет М., Л. Р. Уайт и Дж. Аасли. 2001. Небольшие изменения в аминокислотах спинномозговой жидкости при подтипах рассеянного склероза по сравнению с острой полирадикулоневропатией. Международная нейрохимия 39(2):111–115. [PubMed: 11408089]
  • Гийсман, Х. Дж., А. Скарна, С. Дж. Хармер, С. Ф. Б. Мактавиш, Дж. Одонтиадис, П. Дж. Коуэн и Г.М. Гудвин. 2002. Исследование по определению дозы воздействия аминокислот с разветвленной цепью на суррогатные маркеры функции дофамина в головном мозге. Психофармакология 160 (2): 192–197. [PubMed: 11875637]
  • МОМ (Институт медицины). 2005. Диетическое справочное потребление энергии, углеводов, клетчатки, жира, жирных кислот, холестерина лестерина, белка и аминокислот . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. [PubMed: 12449285]
  • МОМ. 2006. Питательный состав пайков для кратковременных, высокоинтенсивных боевых действий . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

  • Исикава Ю., Х. Ёсида, Ю. Мамада, Н. Таниай, С. Мацумото, К. Бандо, Ю. Мидзугути, Д. Какинума, Т. Канда и Т. Тадзири. 2010. Проспективное рандомизированное контролируемое исследование краткосрочного периоперационного перорального питания с аминокислотами с разветвленной цепью у пациентов, перенесших операцию на печени. Гепато-гастроэнтерология 57(99–100):583–590.[PubMed: 20698232]
  • Либерман, Х. Р., Т. Б. Ставиноха, С. М. Макгроу, А. Уайт, Л. С. Хадден и Б. П. Марриотт. 2010. Использование пищевых добавок среди военнослужащих армии США. Американский журнал клинического питания 92(4):985–995. [PubMed: 20668050]
  • Отт, Л. Г., Дж. Дж. Шмидт, А. Б. Янг, Д. Л. Твайман, Р. П. Рэпп, П. А. Тиббс, Р. Дж. Демпси и К. Дж. Макклейн. 1988. Сравнение введения двух стандартных внутривенных аминокислотных смесей пациентам с тяжелыми повреждениями головного мозга. Медицинская разведка и клиническая аптека 22(10):763–768. [PubMed: 3229341]
  • Ски, Б., А. Дж. Петерсен, Т. Мэннер, Дж. Асканази и П. А. Стин. 1994. Влияние валина, лейцина, изолейцина и сбалансированного раствора аминокислот на порог судорожной готовности к пикротоксину у крыс. Фармакология Биохимия и поведение 48(1):101–103. [PubMed: 8029279]
  • Wagenmakers, AJM 1999. Аминокислотные добавки для улучшения спортивных результатов. Текущее мнение в Клинике кал Питание и метаболизм 2: 539–544.[PubMed: 10678686]
  • Юдков М., Дайхин Ю., Ниссим И., Горынь О., Лиховой Б., Лазаров А., Н. И. 2005. Потребность в аминокислотах для мозга и токсичность: пример лейцина. Journal of Nutrition 135(6 Suppl.):1531S–1538S. [PubMed: 15930465]

Аминокислоты с разветвленной цепью – питание и черепно-мозговая травма

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) (лейцин, изолейцин и валин) необходимы для питания, поскольку они не могут быть эндогенно синтезированы человеком и должен обеспечиваться диетой.Они отличаются от других незаменимых аминокислот тем, что в печени отсутствуют ферменты, необходимые для их катаболизма.

В дополнение к их функции в качестве структурных компонентов белков, BCAA, по-видимому, также осуществляют регуляторный контроль белкового метаболизма. В тканях грызунов in vitro повышенные концентрации BCAA стимулируют синтез белка и подавляют катаболизм белка, тогда как другие смеси аминокислот, не содержащие BCAA, не оказывают такого влияния. У людей BCAA ингибируют катаболизм белков, но мало влияют на их синтез (см. обзор Matthews, 2005).

АМИНОКИСЛОТЫ С РАЗВЕТВЛЕННЫМИ ЦЕПЯМИ И МОЗГ

В головном мозге BCAA оказывают два важных влияния на выработку нейротрансмиттеров. Как доноры азота они способствуют синтезу возбуждающей глутаматной и тормозной гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) (Yudkoff et al., 2005). Они также конкурируют за транспорт через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) с триптофаном (предшественником серотонина), а также с тирозином и фенилаланином (предшественниками катехоламинов) (Fernstrom, 2005).Таким образом, прием BCAA вызывает быстрое повышение концентрации BCAA в плазме и увеличивает поглощение BCAA мозгом, но снижает поглощение триптофана, тирозина и фенилаланина. Снижение этих ароматических аминокислот напрямую влияет на синтез и высвобождение серотонина и катехоламинов. Читатель отсылается к Fernstrom (2005) для обзора биохимии транспорта BCAA в мозг. Пероральные ВСАА были исследованы в качестве средства для лечения неврологических заболеваний, таких как мания, нарушение двигательных функций, боковой амиотрофический склероз и дегенерация спинно-мозговых нервов.Эксайтотоксичность в результате чрезмерной стимуляции нейротрансмиттерами, такими как глутамат, приводит к повреждению клеток после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Однако, поскольку BCAA также способствуют синтезу тормозных нейротрансмиттеров, неясно, в какой степени роль BCAA в синтезе как возбуждающих, так и тормозных нейротрансмиттеров может способствовать их потенциальному влиянию на исходы ЧМТ.

Список исследований на людях (с 1990 года и позже), в которых оценивалась эффективность BCAA в обеспечении устойчивости или лечении ЧМТ или сопутствующих заболеваний или состояний (т.д., субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия) в острой фазе представлена ​​в ; это также включает подтверждающие данные, полученные на животных моделях ЧМТ. Возникновение или отсутствие побочных эффектов у людей включается, если сообщается авторами.

ПРИМЕНЕНИЕ И БЕЗОПАСНОСТЬ

Расчетная средняя потребность (EAR) в лейцине, изолейцине и валине составляет 34, 15 и 19 мг/кг/день соответственно (IOM, 2005). Используя рекомендуемое потребление для человека весом 70 кг в качестве эталона, фактическое среднесуточное потребление в Соединенных Штатах для каждого из BCAA примерно в три раза выше для мужчин и примерно в два раза выше для женщин (IOM, 2005).Обогащенные BCAA белки или смеси аминокислот или только BCAA использовались при различных нарушениях обмена веществ, таких как хронические заболевания печени, энцефалопатия, сепсис и другие, обычно в попытке уменьшить поглощение ароматических аминокислот мозгом и для повышения низких уровней циркулирующих. Добавки BCAA продаются здоровым людям с заявлениями о том, что они увеличивают мышечную массу, уменьшают болезненность после тренировки и уменьшают утомляемость центральной нервной системы, хотя данные рецензируемых исследований редко подтверждают эти заявления (Wagenmakers, 1999).Предыдущий комитет Института медицины (IOM) рассмотрел вопрос о добавлении большего количества определенных аминокислот, включая BCAA, в рационы, используемые во время краткосрочных и высокоинтенсивных боевых действий. Этот комитет не нашел оснований рекомендовать добавление определенных аминокислот в эти рационы (IOM, 2006). В результате заявлений о пользе для фитнеса спортсмены и военнослужащие, стремящиеся повысить физическую работоспособность, могут потреблять BCAA даже выше, чем у обычных людей. Опрос Lieberman et al.(2010) обнаружили, что 23 процента военнослужащих, участвовавших в боевых действиях, и 47 процентов военнослужащих сил специального назначения принимали белковые или аминокислотные добавки.

В отчете IOM за 2005 г. не было обнаружено исследований нежелательных явлений, связанных с нормальным питанием, содержащим BCAA, или с введением дополнительных доз до 9,75 г, но не был определен верхний допустимый уровень потребления (UL) из-за отсутствия данных доза-реакция. Исследования острого или хронического перорального приема BCAA не выявили побочных эффектов даже при высокой разовой дозе 60 граммов (Fernstrom, 2005).Интересующие исходы, измеренные в этих исследованиях, были связаны с физической работоспособностью, фенилкетонурией, циррозом печени, неврологическими и психическими заболеваниями. Однако трудно оценить, будут ли некоторые результаты, которые не считались неблагоприятными последствиями, проблемой в военных условиях. Например, изучив одно из исследований, в котором не сообщалось об отсутствии побочных эффектов, комитет пришел к выводу, что чрезмерное потребление BCAA может быть вредным; в этом исследовании пероральные дозы 10, 30 и 60 граммов BCAA вызывали небольшое увеличение латентного периода пространственной памяти у здоровых людей, но не вызывали изменений в обработке визуальной информации или распознавании образов (Gijsman et al., 2002). Авторы связывают повышенную латентность со сниженным соотношением (тирозин + фенилаланин) к BCAA, что приводит к снижению транспорта тирозина и фенилаланина через ГЭБ и, следовательно, к снижению синтеза дофамина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Исследования на людях

Клинических испытаний для проверки влияния BCAA на устойчивость к ЧМТ или связанным с ними заболеваниям или состояниям (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).

Исследования на животных

Исследования на животных, посвященные повышению устойчивости к ЧМТ, не проводились. В одном исследовании изучалась возможность негативного влияния BCAA в высоких концентрациях. Contrusciere и коллеги (2010) заметили высокий риск бокового амиотрофического склероза среди профессиональных футболистов и предположили, что это может быть связано с чрезмерным потреблением спортивных напитков, содержащих BCAA. Эти напитки обычно содержат 1–3 грамма BCAA на порцию в 12 унций.Чтобы проверить свою гипотезу, авторы инкубировали культуры нейронов крыс с концентрациями 2,5–25 мМ BCAA и обнаружили, что эти чрезвычайно высокие дозы вызывают токсичность. Обратите внимание, что нормальные концентрации BCAA в спинномозговой жидкости человека на несколько порядков ниже и варьируются от ~ 5 до 15 мкМ (Garseth et al., 2001).

Был также проведен обзор литературы по исходам, связанным с патологическим процессом ЧМТ (например, субарахноидальное кровоизлияние, внутричерепная аневризма, инсульт, аноксическая или гипоксическая ишемия, эпилепсия).Поиск влияния BCAA на эпилепсию выявил несколько исследований, в которых изучалось их влияние либо на латентный период до приступа, либо на продолжительность приступа. В двух исследованиях использовались разные модели животных (приступы, вызванные пентилентетразолом или пикротоксином), но были получены сходные результаты: лейцин и изолейцин увеличивали латентный период припадков (показатель судорожного порога) по сравнению с контролируемым, сбалансированным раствором аминокислот (Dufour et al. ., 1999; Skeie et al., 1994). Однако исследования различались по влиянию валина на латентный период; в то время как Skeie и коллеги (1994) обнаружили, что валин в дозе 300 мг/кг увеличивает среднее латентное время до начала судорог, исследование Dufour не обнаружило такого эффекта для валина.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, УКАЗЫВАЮЩИЕ НА ВЛИЯНИЕ НА ЛЕЧЕНИЕ

Исследования на людях

Только одно проспективное рандомизированное клиническое исследование изучало эффективность BCAA в качестве неотложного лечения ЧМТ (Ott et al., 1988). Начиная с первого дня госпитализации, 20 пациентов с травмами головного мозга были рандомизированы для получения либо стандартной внутривенной аминокислотной смеси, либо смеси с более высоким процентным содержанием лейцина (154 процента от стандартной формулы), изолейцина (153 процента) и валина (174 процента). ).Формулы имели эквивалентные общие калории и белок. У пациентов, получавших смесь, обогащенную BCAA, был положительный баланс азота (+1,8%), тогда как у пациентов, получавших стандартную смесь, был отрицательный баланс (-8,0%) (Ott et al., 1988).

Опубликовано два небольших рандомизированных плацебо-контролируемых исследования, в которых сообщается, что добавки BCAA улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с ЧМТ (Aquilani et al., 2005, 2008). Тем не менее, в этих исследованиях ВСАА начинали вводить через 19-140 дней после травмы, и поэтому не рассматривалась эффективность ВСАА в лечении первичных или вторичных последствий нейротравмы.

Семь дополнительных исследований изучали прием добавок BCAA при других формах травм (обзор в De Bandt and Cynober, 2006). Из них четыре сообщили об отсутствии положительного влияния на баланс азота, тогда как три обнаружили положительные результаты. Количество пациентов в каждом исследовании, как правило, было небольшим (от 5 до 101, среднее значение = 31), и пациенты были неоднородны по типу и тяжести травмы.

Проспективное рандомизированное контролируемое исследование пациентов, перенесших лечебную резекцию печени, показало, что периоперационное пероральное питание, включая BCAA, приводило к более высоким концентрациям эритропоэтина в сыворотке, чем контрольная диета (для пациентов, у которых не было гепатита).Авторы предположили, что более высокие концентрации эритропоэтина могут обеспечивать защиту от ишемического повреждения (Ishikawa et al., 2010).

Когда BCAA были добавлены в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете детей с рефрактерной эпилепсией, 13 из 17 получили пользу, с уменьшением приступов на 50–100 процентов по сравнению с одной кетогенной диетой (Evangeliou et al., 2009). Авторы предположили, что BCAA могут не только повысить эффективность кетогенной диеты, но и облегчить ее переносимость пациентами из-за изменения соотношения жиров и белков.

Исследования на животных

Коул и его коллеги сообщили, что у мышей с травмой головного мозга наблюдалось улучшение когнитивных функций при приеме питьевой воды с добавками BCAA (каждая BCAA в концентрации 100 мМ) через два дня после травмы (Cole et al., 2010). . Травма представляла собой 20-миллисекундный импульс давления физиологического раствора на твердую мозговую оболочку, а когнитивные функции, зависящие от гиппокампа, оценивали с помощью условной реакции страха. Реакция травмированных мышей уменьшилась примерно на 50% по сравнению с контрольной группой, в то время как поведение травмированных мышей, которые пили воду с добавками BCAA, не отличалось от контроля.В дополнение к поведенческим оценкам Cole et al. (2010) проанализировали синаптические функции in vitro. Возбуждающие постсинаптические потенциалы, генерируемые в срезах гиппокампа травмированных мышей, были снижены по сравнению с контрольной группой, но инкубация срезов с BCAA в концентрации 100 мкМ полностью восстанавливала синаптическую функцию (Cole et al., 2010).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Лейцин и другие незаменимые аминокислоты необходимы, и их преимущества в увеличении синтеза белка и мышечной массы хорошо документированы.Тем не менее, пока нет убедительных данных, подтверждающих рекомендацию добавлять в рационы BCAA для облегчения или лечения ЧМТ. В пилотном исследовании есть некоторые указания на то, что BCAA могут действовать синергетически с кетогенной диетой при эпилепсии, одном из многих возможных последствий ЧМТ.

Единственное рандомизированное клиническое исследование (Ott et al., 1988) предполагает, что внутривенное вливание BCAA может быть полезным для поддержания положительного азотистого баланса после ЧМТ, но о влиянии BCAA на заболеваемость и смертность не сообщалось.Существует одно обнадеживающее исследование на животных, в котором мыши, получавшие BCAA (растворенные в воде в концентрации 100 мМ), показали улучшение когнитивных функций и снижение возбуждающих потенциалов в срезах гиппокампа (Cole et al., 2010). Однако в целом недостаточно данных исследований на животных, чтобы поддержать начало исследований на людях.

Поскольку большой процент военнослужащих принимает BCAA в качестве добавки к своему рациону, BCAA следует включать в оценку потребления пищи пациентами с ЧМТ в лечебных учреждениях для определения потребления пищи и статуса до травмы, а также потребления пищи на различных этапах лечения.Эти данные могут быть использованы для установления потенциальных взаимосвязей между потреблением/статусом питания до травмы и прогрессом восстановления.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 8-1. DoD должен продолжать отслеживать литературу о влиянии нутриентов, диетических добавок и диет на ЧМТ, особенно тех, которые рассмотрены в этом отчете, а также других, которые могут оказаться потенциально эффективными в будущем. Например, несмотря на то, что доказательства не были достаточно убедительными, чтобы рекомендовать проведение исследований по BCAA, Министерству обороны следует отслеживать научную литературу на предмет соответствующих исследований.

ССЫЛКИ

  • Аквилани, Р., П. Ядарола, А. Контарди, М. Боселли, М. Верри, О. Пасторис, Ф. Боски, П. Арсидиако и С. Вильо. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью улучшают восстановление когнитивных функций у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой. Архив физической медицины и реабилитации 86 (9): 1729–1735. [PubMed: 16181934]
  • Аквилани, Р., М. Боселли, Ф. Боски, С. Вильо, П. Ядарола, М. Доссена, О. Пасторис и М. Верри. 2008. Аминокислоты с разветвленной цепью могут улучшить восстановление после вегетативного состояния или состояния минимального сознания у пациентов с черепно-мозговой травмой: пилотное исследование. Архив физической медицины и реабилитации 89 (9): 1642–1647. [PubMed: 18760149]
  • Коул, Дж. Т., К. М. Митала, С. Кунду, А. Верма, Дж. А. Элкинд, И. Ниссим и А. С. Коэн. 2010. Диетические аминокислоты с разветвленной цепью улучшают когнитивные нарушения, вызванные травмами. Труды Национальной академии Наук Соединенных Штатов Америки 107(1):366–371. [Бесплатная статья PMC: PMC2806733] [PubMed: 19995960]
  • Contrusciere, V., S. Paradisi, A.Маттеуччи и Ф. Малькиоди-Альбеди. 2010. Аминокислоты с разветвленной цепью вызывают нейротоксичность в культурах коры головного мозга крыс. Исследование нейротоксичности 17: 392–397. [PubMed: 19763733]
  • Де Бандт, Дж.-П. и Л. Кинобер. 2006. Терапевтическое применение аминокислот с разветвленной цепью при ожогах, травмах и сепсисе. Журнал питания 136:308С–313С. [PubMed: 16365104]
  • Dufour, F., K.A. Nalecz, M.J. Nalecz и A. Nehlig. 1999. Модуляция судорожной активности, вызванной пентилентетразолом, аминокислотами с разветвленной цепью и α-кетоизокапроатом. Исследование мозга 815 (2): 400–404. [PubMed: 9878852]
  • Евангелиу, А., М. Спилиоти, В. Дулиоглу, П. Калаидопулу, А. Илиас, А. Скарпалезу, И. Кацаника, С. Каламицу, К. Василаки, И. Чациоанидис, К. Гарганис, Э. Павлоу, С. Варламис и Н. Николаидис. 2009. Аминокислоты с разветвленной цепью в качестве дополнительной терапии к кетогенной диете при эпилепсии: пилотное исследование и гипотеза. Детский дневник Неврология 24 (10): 1268–1272. [PubMed: 19687389]
  • Фернстрем, Дж.Д. 2005. Аминокислоты с разветвленной цепью и функция мозга. Journal of Nutrition 135 (6 Suppl.): 1539S–1546S. [PubMed: 15930466]
  • Гарсет М., Л. Р. Уайт и Дж. Аасли. 2001. Небольшие изменения в аминокислотах спинномозговой жидкости при подтипах рассеянного склероза по сравнению с острой полирадикулоневропатией. Международная нейрохимия 39(2):111–115. [PubMed: 11408089]
  • Гийсман, Х. Дж., А. Скарна, С. Дж. Хармер, С. Ф. Б. Мактавиш, Дж. Одонтиадис, П. Дж. Коуэн и Г.М. Гудвин. 2002. Исследование по определению дозы воздействия аминокислот с разветвленной цепью на суррогатные маркеры функции дофамина в головном мозге. Психофармакология 160 (2): 192–197. [PubMed: 11875637]
  • МОМ (Институт медицины). 2005. Диетическое справочное потребление энергии, углеводов, клетчатки, жира, жирных кислот, холестерина лестерина, белка и аминокислот . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. [PubMed: 12449285]
  • МОМ. 2006. Питательный состав пайков для кратковременных, высокоинтенсивных боевых действий . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

  • Исикава Ю., Х. Ёсида, Ю. Мамада, Н. Таниай, С. Мацумото, К. Бандо, Ю. Мидзугути, Д. Какинума, Т. Канда и Т. Тадзири. 2010. Проспективное рандомизированное контролируемое исследование краткосрочного периоперационного перорального питания с аминокислотами с разветвленной цепью у пациентов, перенесших операцию на печени. Гепато-гастроэнтерология 57(99–100):583–590.[PubMed: 20698232]
  • Либерман, Х. Р., Т. Б. Ставиноха, С. М. Макгроу, А. Уайт, Л. С. Хадден и Б. П. Марриотт. 2010. Использование пищевых добавок среди военнослужащих армии США. Американский журнал клинического питания 92(4):985–995. [PubMed: 20668050]
  • Отт, Л. Г., Дж. Дж. Шмидт, А. Б. Янг, Д. Л. Твайман, Р. П. Рэпп, П. А. Тиббс, Р. Дж. Демпси и К. Дж. Макклейн. 1988. Сравнение введения двух стандартных внутривенных аминокислотных смесей пациентам с тяжелыми повреждениями головного мозга. Медицинская разведка и клиническая аптека 22(10):763–768. [PubMed: 3229341]
  • Ски, Б., А. Дж. Петерсен, Т. Мэннер, Дж. Асканази и П. А. Стин. 1994. Влияние валина, лейцина, изолейцина и сбалансированного раствора аминокислот на порог судорожной готовности к пикротоксину у крыс. Фармакология Биохимия и поведение 48(1):101–103. [PubMed: 8029279]
  • Wagenmakers, AJM 1999. Аминокислотные добавки для улучшения спортивных результатов. Текущее мнение в Клинике кал Питание и метаболизм 2: 539–544.[PubMed: 10678686]
  • Юдков М., Дайхин Ю., Ниссим И., Горынь О., Лиховой Б., Лазаров А., Н. И. 2005. Потребность в аминокислотах для мозга и токсичность: пример лейцина. Journal of Nutrition 135(6 Suppl.):1531S–1538S. [PubMed: 15930465]

Новые роли добавок аминокислот с разветвленной цепью в заболеваниях человека

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA), а именно валин, лейцин и изолейцин, являются незаменимыми аминокислотами, необходимыми для синтеза белка в организме. .В отличие от других аминокислот, BCAA в основном катаболизируются во внепеченочных тканях. BCAA играют роль в регуляции синтеза и оборота белка, а также в поддержании уровня глутамата-глютамина в организме. В напряженных и травматических условиях BCAA окисляются, что ограничивает их доступность в тканях. Такое состояние влияет на глутамат-глутаминовый пул организма и механизмы синтеза белка. Таким образом, добавка BCCA становится питательной стратегией для лечения многих заболеваний.Многие исследования показали, что прием BCAA способен улучшить состояние здоровья пациентов, страдающих различными заболеваниями, даже если есть состояния, при которых они не оказывают никакого действия. Есть также несколько сообщений, в которых было показано, что повышенный уровень BCAA связан с патогенезом заболеваний. В этом обзоре мы обсудили влияние добавок BCAA на различные патологические состояния и их соответствующие результаты.

1. Введение

Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA), валин, лейцин и изолейцин, являются тремя из девяти незаменимых аминокислот, которые не синтезируются нашим организмом и поэтому должны поступать с пищей.Примерно 35% незаменимых мышечных белков и 40% всех аминокислот, необходимых млекопитающим, состоят из этих BCAA [1]. Три BCAA вместе или только лейцин могут стимулировать синтез белка [2], а также могут ингибировать расщепление белка в зависимости от контекста [3].

Хотя большая часть аминокислот расщепляется в печени, BCCA преимущественно катаболизируется внепеченочными тканями (мышцами, жировой тканью, почками и головным мозгом). Катаболизм этих аминокислот инициируется реакцией трансаминирования с альфа-кетоглутаратом с образованием глутамата и кетокислот с разветвленной цепью (BCKA).Затем глутамат превращается в глутамин под действием фермента глутаминсинтетазы. Глутамин выполняет множество функций, включая синтез мышечного белка [4], поддержание кислотно-щелочного баланса в почках [5], выработку глутатиона (GSH) [6, 7], экспрессию белков теплового шока (HSP) [8] и удаление токсического аммиака из тканей.

Таким образом, снижение уровня BCCAs может повлиять на пул глутамата-глутамина в организме, делая ткани более уязвимыми к окислительному стрессу. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что сепсис, рак, травма и ожоги усиливают окисление BCAA и снижают уровень BCCA [9, 10].В этих обстоятельствах добавки BCAA необходимы для поддержания физиологически значимого уровня BCAA в организме. Несмотря на то, что добавки BCCA, как сообщается, полезны для лечения некоторых заболеваний [11–13], существуют также заболевания, при которых следует ограничить прием BCAA [13]. В этом обзоре мы обобщили роль BCAA в лечении некоторых заболеваний, а также обсудили состояния, при которых прием BCAA следует ограничить.

2. BCAA для лечения заболеваний печени

Несколько исследований показали, что прием аминокислот, обогащенных BCAA, может уменьшить потерю белка, поддержать синтез белка и улучшить состояние питания пациентов с заболеваниями печени.Некоторые из них резюмируются в следующих текстах.

2.1. BCAA для лечения цирроза печени

Сообщалось, что пациенты с циррозом печени страдают от белковой недостаточности, несмотря на адекватное питание. Это проявляется потерей скелетных мышц и гиперальбуминемией [14–16]. В проспективном исследовании, чтобы увидеть влияние BCAA на декомпенсированный цирроз, 646 пациентам перорально вводили либо 12 г BCAA, либо диетотерапию [13]. По сравнению с группой, получавшей диету, пероральное введение BCAA значительно улучшало концентрацию сывороточного альбумина и качество жизни, связанное со здоровьем, у пациентов с декомпенсированным циррозом печени при адекватном ежедневном приеме пищи [13].В другом исследовании семь пациентов с циррозом печени (возраст: годы; этиология: гепатит С у шести и вирус гепатита ни-В/не-С у одного; классификация Чайлд-Пью: А у шести и В у одного) получали 4 г BCAA. после каждого приема пищи в течение 8 недель [14]. Это улучшило окисленное/восстановленное состояние сывороточного альбумина [14]. В отдельном исследовании BCAA назначались в течение 1 года 174 пациентам с прогрессирующим циррозом печени. В соответствии с предыдущими исследованиями было обнаружено, что BCAA стабилизируют тест функции печени и общее состояние здоровья [16].В совокупности эти исследования показывают, что добавки BCAA оказывают положительное влияние на пациентов с циррозом печени.

2.2. ВСАА при печеночной энцефалопатии (HE)

Печеночная энцефалопатия (HE) возникает, когда печень не может удалять токсины из крови, что в конечном итоге приводит к потере функции мозга. Чтобы изучить долгосрочный эффект приема BCAA после эпизода HE, было проведено рандомизированное двойное слепое многоцентровое исследование среди 116 пациентов с циррозом печени и предшествующим эпизодом печеночной энцефалопатии [17].Все пациенты получали стандартную диету 35 ккал/кг в день и 0,7 г белков/кг в день и дополнительно 30 г BCAA (группа BCAA) или мальтодекстрина (группа MDX) в течение 56 недель. Хотя актуарный риск остаться без HE не отличался между группами (BCAA = 47%, MDX = 34%, ), пациенты в группе BCAA продемонстрировали лучший результат по двум нейропсихологическим тестам, а также продемонстрировали увеличение средней руки. окружность мышц. Однако введение BCAA не могло предотвратить рецидив HE [17].Глууд и др. (2013) также обнаружили, что прием ВСАА может улучшить течение печеночной энцефалопатии, но не влияет на смертность [18].

2.3. BCAAs для рака печени

BCAA также были добавлены для лечения рака печени. В крупном исследовании, включавшем 124 пациента, получавших периоперационную нутритивную поддержку после гепатэктомии по поводу гепатоцеллюлярной карциномы, их оценивали на предмет клинического исхода приема BCAA [19]. В дополнение к пероральной диете шестьдесят четыре пациента были рандомизированы для периоперационной и послеоперационной внутривенной нутритивной поддержки (35% BCAA) в течение двух недель (7 дней до операции и 7 дней после операции), тогда как остальные шестьдесят пациентов были рандомизированы. отнесены к контрольной группе, имеющей обычную пероральную диету.Наблюдалось значительное снижение послеоперационной заболеваемости в группе с нутритивной поддержкой (34%) по сравнению с контрольной группой (55%). Также наблюдалось снижение использования диуретической терапии для контроля асцита в группе периоперационного питания (25%) по сравнению с контрольной группой (50%), и не наблюдалось потери веса в группе периоперационного питания (0 кг) по сравнению с группой, получавшей периоперационное питание. контрольная группа (1,4 кг). Однако уровень госпитальной летальности не отличался между группой периоперационного питания (8%) и контрольной группой (15%).В послеоперационном периоде не было существенной разницы между двумя группами с точки зрения протромбинового времени, измерений билирубина в сыворотке и уровней печеночных ферментов. Однако уровень аспартатаминотрансферазы в сыворотке различался между двумя группами. Уровни глюкозы в плазме, мочевины, трансферрина в сыворотке, преальбумина в сыворотке и ретинол-связывающего белка в сыворотке были значительно выше в группе периоперационного питания по сравнению с контрольной группой в течение большей части послеоперационных дней [19].

В другом исследовании 150 пациентов, перенесших возможную излечивающую резекцию печени через две-три недели после операции, были случайным образом распределены в контрольную и дополнительную группы [20]. Контрольная группа получала обычную пищу, тогда как группа с добавками пила 50 г аминолебана ЭН (Otsuka Pharmaceutical Company, Токио, Япония) вместе со своей обычной диетой в течение года. Аминолебан является хорошим источником BCAA. Он также содержит небольшое количество других аминокислот, десять видов минералов и четырнадцать видов витаминов.BCCA улучшили как массу тела, так и тремор в группе, получавшей добавки. Более высокий молярный коэффициент Фишера был обнаружен в группе, получавшей добавки. Хотя длительный прием BCCA улучшает состояние здоровья в группе, получавшей лечение, он не смог снизить уровень смертности по сравнению с контрольной группой [20].

В отдельном проспективном исследовании пациенты с гепатоцеллюлярной карциномой были разделены на две группы [21]. В дополнение к обычному рациону исследуемая группа получала Аминолебан ЭН в течение 12 недель, тогда как контрольная группа получала изоазотистый и изокалорийный рацион.Исследуемая группа имела более короткое пребывание в стационаре и имела значительно более высокий уровень гемоглобина, натрия и альбумина и более низкий уровень билирубина в течение послеоперационного периода. Тем не менее, не наблюдалось существенной разницы с точки зрения психоневрологических симптомов или шкалы Карновски, а также не было обнаружено различий в желудочно-кишечных симптомах между двумя группами. При введении аминолебана не было каких-либо заметных побочных реакций, и две группы также не показали различий в показателях заболеваемости и смертности.Из этого исследования Meng et al. (1999) пришли к выводу, что Аминолебан ЭН безопасен для применения, а его введение в раннем операционном периоде способствует сокращению пребывания в стационаре и более быстрому улучшению функции печени в раннем послеоперационном периоде [21].

2.4. Назначение ВСАА при неалкогольном стеатогепатите

Неалкогольный стеатогепатит (НАСГ) часто определяют как «немое» заболевание печени, характеризующееся жировой дистрофией печени, воспалением и дегенерацией печеночных клеток с фиброзом и некрозом или без них [22].Это напоминает алкогольную болезнь печени, но возникает у людей, которые либо употребляют мало алкоголя, либо вообще не употребляют его. Ли и др. (2013) изучали влияние BCAA на метаболизм липидов в течение 8-недельного экспериментального периода на лабораторных крысах [23]. Они кормили крыс с гонадэктомией пищей с высоким содержанием жиров и оценивали состав тела, гистологию тканей, индексы липидов в плазме и уровни гормонов. Хотя у крыс, получавших BCAA, масса тела не была значительно снижена по сравнению с контрольной группой, добавление BCAA было способно уменьшить брыжеечный жир у обработанных крыс.Уровни липидов в плазме и отложение жира также были снижены в печени крыс, получавших лечение. В течение 4-й недели эксперимента у контрольных крыс наблюдался макровезикулярный стеатоз, в то время как у крыс, получавших BCAA, в гепатоцитах были только макровезикулярные капли. На 8-й неделе, когда у нелеченых крыс развивается глубокий цирроз печени, печень крыс, получавших BCAA, оставалась в макровезикулярной стадии стеатоза. Крысы, получавшие BCAA, имели более высокий уровень глюкозы в крови и уровень инсулина в плазме. В группе, получавшей BCAA, кровоток в печени также улучшился за счет увеличения среднего артериального давления и снижения портального давления, что помогло отсрочить изменение картины кровотока до цирроза печени.Это исследование показало, что BCAA могут снижать отложение жира у крыс, получавших диету с высоким содержанием жиров [23], что может быть потенциальной стратегией лечения НАСГ у людей.

3. Вероятный механизм предотвращения рака с помощью BCAA

Мишень рапамицина млекопитающих (mTOR) определена как многообещающая терапевтическая мишень для лечения ряда типов рака [24, 25]. Было обнаружено, что BCAA, особенно лейцин, могут регулировать синтез белка посредством активности mTOR [26]. Накано и др. [12] обнаружили, что раковые клетки человека HepG2 и U2OS, культивированные в среде с BCAA, были способны синтезировать высокий уровень альбумина и обладали большей способностью вызывать преждевременное старение и активность mTORC1.Уровни белка p21, мишени p53 и хорошо известного гена, необходимого для осуществления клеточного старения, повышались в присутствии BCAA. Предполагается, что BCAA, возможно, способствуют подавлению опухоли, усиливая клеточное старение, опосредованное сигнальным путем mTOR [12].

4. BCAA для скелетных мышц

Несмотря на то, что добавки с лейцином усиливают синтез белка и подавляют его расщепление, эта реакция не всегда постоянна. Влияние аминокислот с разветвленной цепью на кинетику аминокислот в организме и скелетных мышцах изучали путем внутривенного введения L -[ ring -2, 6- 3 H] фенилаланина и L -[1 — 14 C] лейцина на 10 здоровых людей после абсорбции [27].Добавление лейцина значительно уменьшило окисление белка за счет снижения уровня циркулирующих аминокислот. Однако он не индуцировал синтез белка [27].

В отдельном исследовании синтез мышечного белка и mTOR-ассоциированные сигнальные белки выше и ниже по течению у молодых мужчин оценивали с использованием метода стабильных изотопов и иммуноблоттинга [28]. После первой биопсии мышц исследовательская группа принимала раствор, обогащенный лейцином в сочетании с углеводами, тогда как люди в контрольной группе не потребляли питательные вещества.После приема внутрь раствора была начата непрерывная инфузия индоцианина зеленого (ICG) в бедренную артерию (0,5 мг мин -1 ). После 15-минутной инфузии брали образец крови из бедренной вены и артериализованной вены руки для измерения концентрации ICG, концентрации глюкозы в крови, концентрации инсулина и фенилаланина. Вторая биопсия была получена через 1 час после инфузии ICG. У испытуемых раствор, богатый лейцином, значительно увеличивал синтез мышечного белка, фосфорилирование Akt/PKB (протеинкиназа B) и mTOR, а также снижал фосфорилирование AMPK, тогда как в контрольной группе синтез белка и клеточная передача сигналов (статус фосфорилирования) не изменились. ).Они предположили, что анаболические питательные вещества изменяют статус фосфорилирования как AMPK-, так и mTOR-ассоциированных сигнальных белков в мышцах человека в связи с увеличением синтеза белка, способствуя удлинению трансляции [28].

Саркопения — это возрастное снижение массы скелетных мышц (СММ) и их функции [29]. Это смешанный процесс, характеризующийся изменением морфологии мышечных волокон, сократительной способности мышц, белковой кинетики и чувствительности к инсулину [30]. Это происходит из-за нарушения синтеза мышечного белка и его распада [31].Выше обсуждалось, что лейцин индуцирует синтез белка у молодых людей [28]. В отдельном исследовании двадцати четырем пожилым мужчинам (  лет) было случайным образом назначено принимать внутрь 20 г казеинового белка, меченого фенилаланином L , с добавлением или без (контроль) 2,5 г лейцина. Комбинация лейцина и казеинового белка повышает скорость постпрандиального синтеза мышечного белка на срок до 6 часов у пожилых мужчин по сравнению с контрольной группой [32]. В другом исследовании комбинированный прием лейцина (10 г/л) и сывороточного протеина (60 г/л) значительно улучшал скорость синтеза мышечного белка и баланс белка в организме как у пожилых (лет), так и у молодых мужчин (лет). 33].В клиническом исследовании [34] коммерчески доступную добавку BCAA (Epic h3O, Williston, VT, USA) давали женщинам и мужчинам, которые занимались умеренными физическими нагрузками. Это исследование демонстрирует, что добавление BCAA с глюкозой уменьшает возникновение мышечной болезненности, вызванной физической нагрузкой, у молодых женщин [34].

5. BCAAs for Fatigue

Повышенный уровень серотонина в мозге связан с центральной усталостью [35]. Серотонин не может проникнуть через гематоэнцефалический барьер; поэтому нейроны должны сами синтезировать серотонин.Триптофан, предшественник серотонина, может преодолевать гематоэнцефалический барьер, конкурируя с BCAA, поскольку они используют ту же систему переносчиков [36]. Если BCAA в плазме повышены, больше BCCA будет поглощаться мозгом по сравнению с триптофаном и, таким образом, улучшится состояние усталости. Чтобы выяснить, могут ли добавки с BCAA улучшить аэробные показатели и рейтинг воспринимаемой нагрузки во время тренировки, Greer et al. (2011) провели исследование, в ходе которого обнаружили, что прием BCAA способен снизить воспринимаемую нагрузку; однако это не могло снизить эффективность аэробных упражнений [37].

6. BCAA при ожогах, травмах и сепсисе

Тяжелые поражения, такие как ожог, травма и сепсис, вызывают заметное повышение катаболизма белка и снижение уровня белка в организме [38]. Подробности приведены ниже.

6.1. BCAA для обожженных пациентов

Чтобы изучить влияние BCAA на синтез белка, двадцать два пациента с ожогами были случайным образом разделены на две группы: 11 пациентов получали 22% раствор BCCA, а остальные получали 41% раствор BCAA [39]. .Хотя прием добавок с высоким содержанием BCAA заметно снижал соотношение 3MeHis/азот и 3MeHis/креатинин, что свидетельствует об улучшении катаболизма белка, при использовании высоких уровней BCAA не было обнаружено улучшения потери азота [39]. В другом исследовании 44% BCAA давали взрослым пациентам с тяжелыми ожогами. Но он не смог индуцировать синтез белка у этих пациентов [40].

6.2. BCAAs for Trauma

Выделение азота мочевины часто используется в качестве надежного источника стресса. Индекс меньше нуля указывает на отсутствие значительного стресса, индекс от нуля до 5 указывает на умеренный стресс, а индекс выше 5 указывает на сильный стресс [41].Серра и др. [42] изучали влияние BCAA на задержку азота у пациентов, подвергшихся хирургическому стрессу. Пациенты с экскрецией азота с мочой 6–23 г/сут были рандомизированы на четыре группы. Каждая группа из 8 пациентов получала полное парентеральное питание (ППП), содержащее 15%, 20%, 47% и 50% BCAA. У пациентов, которые получали более высокие дозы BCAA (47% и 50%), баланс азота был лучше на третий день. На седьмой день у пациентов с 47% BCAA баланс азота был лучше по сравнению с другими группами [42]. В некоторых других исследованиях также сообщалось, что прием BCAA улучшает баланс азота у пациентов, подвергшихся хирургическому стрессу [43–45].

Поскольку катаболизм BCAA приводит к энергетическому метаболизму, Jeter et al. [46] исследовали уровень BCAA в плазме у человека в течение суток после легкой черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Они обнаружили, что уровень BCAA был значительно снижен при ЧМТ по сравнению со здоровыми людьми. Они предположили, что добавки BCAA могут уменьшить патологию ЧМТ за счет увеличения содержания энергии [46]. В отдельном испытании Rappaport et al. [47] случайным образом распределили пациентов с ЧМТ на 15 дней внутривенного приема BCAA (19.6 г/день) () или изонитрогенное плацебо () [48]. Оценка рейтинга инвалидности (DRS) измерялась во время госпитализации и через 15 дней после госпитализации. DRS является чувствительным, надежным и достоверным инструментом для определения инвалидности пациента после черепно-мозговой травмы [47]. Они заметили, что через 15 дней после поступления показатель DRS значительно улучшился как в группе плацебо (по сравнению с исходным уровнем), так и в группе, получавшей BCAA (по сравнению с исходным уровнем). Разница между двумя группами также была значимой (). Сообщалось, что повреждение головного мозга снижает содержание незаменимых аминокислот, таких как тирозин и триптофан [49, 50], которые являются предшественниками катехоламинов [51].В группе, принимавшей BCAA, концентрация тирозина в плазме улучшилась, тогда как у пациентов, принимавших плацебо, повысилась концентрация триптофана. Авторы пришли к выводу, что прием BCAA улучшает когнитивные функции у пациентов с ЧМТ, не оказывая отрицательного влияния на тирозин и триптофан [47].

6.3. BCAAs for Sepsis

Системный ответ на инфекцию, вызванную микробной инвазией, называют сепсисом [52]. В проспективном рандомизированном контролируемом исследовании Jimenez Jimenez et al.(1991) изучали влияние BCAA на пациентов с перитонитом [53]. Восемьдесят пациентов были разделены на две группы по 40 человек: одна группа получала 45%, а другая группа получала 22,5% BCAA. Пациенты с 45% BCAA имели более положительный баланс азота, значительное снижение индекса стресса, повышение уровня преальбумина в плазме и ретинол-связывающего белка, увеличение индекса креатинин/рост и более выраженное снижение экскреции 3-метилгистидина с мочой. . Однако смертность оставалась одинаковой между двумя группами, получавшими добавки [53].В отдельном исследовании 69 пациентов с сепсисом из семи различных университетских больниц были случайным образом разделены на три группы в зависимости от введенного ППП. Группа A (), группа B () и группа C () получали 23%, 45% и 45% BCAA соответственно. Хотя группы B и C получали одинаковое количество BCAA, их потребление азота было разным. В обеих группах B и C преальбумин и ретинол-связывающие белки были повышены по сравнению с группой A. Высокий уровень BCAA (обе группы B и C) смог снизить уровень смертности по сравнению с группой A ().

7. BCAA при диабете и сердечно-сосудистых заболеваниях

BCAA поддерживают гомеостаз глюкозы, стимулируя секрецию инсулина [54]. Однако исследования показали, что повышенный уровень циркулирующих BCAA был связан с ожирением и чувствительностью к инсулину [55–58]. На самом деле существует сложная взаимосвязь между BCAA и регуляцией инсулина. В то время как Ван и соавт. (2011) показали, что повышение уровня циркулирующих аминокислот с разветвленной цепью является значительным фактором риска развития диабета и резистентности к инсулину [59], в другом исследовании сообщалось, что добавки с аминокислотами с разветвленной цепью фактически улучшают гомеостаз глюкозы и резистентность к инсулину у пациентов с циррозом печени [60].Необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять роль BCAA в резистентности к инсулину.

В недавнем исследовании Mels et al. (2013) исследовали связь между BCAA и сердечно-сосудистыми заболеваниями в биэтнической популяции [61]. В этом исследовании приняли участие 200 африканцев и 209 представителей европеоидной расы. Из образцов крови этих людей оценивали гликированный гемоглобин (HbA1c) и аминокислоты с разветвленной цепью. На основании значения HbA1c участники были разделены на две группы. Группа с высоким HbA1c (>5.6%) имели более высокое амбулаторное артериальное давление (АД), толщину комплекса интима-медиа сонных артерий (cIMT) и BCAA (все). В обеих группах наблюдалась значительная положительная связь между амбулаторным артериальным давлением и cIMT при приеме BCAA (все). Таким образом, авторы продемонстрировали, что BCAA независимо связаны с амбулаторным АД и cIMT у лиц с высоким уровнем HbA1c [61].

В другом исследовании Bhattacharya et al. (2013) исследовали связь BCAA и других метаболитов с ишемической болезнью сердца (ИБС) [62].Они провели масс-спектрометрическое профилирование 63 метаболитов в плазме натощак у 1983 последовательных пациентов, перенесших катетеризацию сердца. Субъекты исследования были разделены на две группы в зависимости от их индекса ИБС, который представляет собой числовое обобщение ангиографической распространенности ИБС. Пациентов с индексом ИБС >32 (по крайней мере, одна эпикардиальная коронарная артерия со стенозом 95%) называли случаем, тогда как индекс ИБС <23 (отсутствие отдельной эпикардиальной коронарной артерии со стенозом >50%) называли контролем.После ковариантной корректировки было обнаружено, что тяжесть ИБС, которая измеряется количеством пораженных сосудов, связана с фактором 7 (короткоцепочечные ацилкарнитины) и фактором 10 (BCAA). В этом исследовании авторы подтвердили, что BCAA и родственные им метаболиты независимо связаны с тяжестью ИБС [62].

8. ВСАА в моче с кленовым сиропом

Болезнь кленового сиропа в моче (MSUD) является наследственным заболеванием, характеризующимся накоплением ВСАА в моче, имеющей запах кленового сиропа.Лица, страдающие MSUD, имеют мутацию в комплексе разветвленной цепи α -дегидрогеназы кетокислоты (BCKDH). BCKADH (EC 1.2.4.4) представляет собой мультиферментный комплекс, расположенный на внутренней поверхности внутренней митохондриальной мембраны, который катализирует окислительное декарбоксилирование α-кетоизокапроата, α-кетометилвалерата и α-кетоизовалерата, а также участвует в метаболизме BCAA. [1]. Исследование in vitro, проведенное Ribeiro et al. выявили, что BCAA снижают активность митохондриального комплекса, оставляя в тканях больше активных форм кислорода [63].Это указывает на то, что основные метаболиты, накапливающиеся в MSUD, нарушают аэробный метаболизм головного мозга, нарушая цикл лимонной кислоты и поток электронов через дыхательную цепь. Для лечения MSUD часто ограничивают лейцин, но для чистого синтеза белка в тканях добавляют инсулин, свободные аминокислоты, изолейцин и валин [64].

9. Применение BCAA при заболеваниях почек

Пожилые пациенты, находящиеся на хроническом гемодиализе, часто страдают от недостаточности питания [65].Независимо от гемодиализа у больных с почечной недостаточностью низкий уровень циркулирующих незаменимых и заменимых аминокислот [66, 67]. Поскольку существует положительная связь между BCAA в плазме и аппетитом [68], Hiroshige et al. исследовали влияние перорального приема BCAA на общий статус питания у пациентов, находящихся на хроническом гемодиализе [69]. В их исследовании 28 пациентов с истощением получали либо плацебо, либо BCAA в течение шести месяцев; после этого лечение было изменено между группами.Группа, получавшая добавки, получала 4 г BCCA с 2 г декстрозы за раз, тогда как группа плацебо получала 6 г декстрозы. После шести месяцев приема BCCA анорексия уменьшилась, а общий статус питания улучшился, тогда как плацебо не оказало никакого влияния на статус питания [69].

10. ВСАА на митохондриальный биогенез

Существует тесная связь между митохондриальным биогенезом и выживаемостью эукариот. Сообщалось, что пероральные добавки BCAA (1.5 мг/г массы тела/день, начиная с 9 месяцев) стимулировал биогенез митохондрий и увеличивал среднюю продолжительность жизни мышей среднего возраста, тогда как такая же добавка не оказывала никакого действия на молодых мышей в возрасте 4–6 месяцев [70]. Было показано, что на молекулярном уровне добавки BCAA связаны с активацией mTOR в кардиомиоцитах HL-1. mTOR является основным регулятором синтеза белка в ответ на экзогенное добавление аминокислот, что, в свою очередь, увеличивает экспрессию митохондриального гена за счет действия PGC-1 α и частично за счет увеличения системы генерации NO и снижения продукции. активных форм кислорода (АФК) путем активации системы защиты от АФК у взрослых самцов мышей.Это делает добавки BCAA многообещающими кандидатами для улучшения состояния здоровья пожилых людей. Роль добавок BCAA в митохондриальном биогенезе широко обсуждалась в другом месте [71].

11. Заключение

Аминокислоты с разветвленной цепью используются в качестве пищевых добавок при различных патофизиологических состояниях. Несмотря на то, что их роль в синтезе белка не согласуется в разных исследованиях, ясно, что BCAA могут уменьшить отрицательный баланс азота в живой системе.Доказательства показали, что BCAA могут предотвратить потерю мышечной массы как у молодых, так и у пожилых людей. Кроме того, добавки BCAA полезны для пациентов с циррозом и раком печени. BCAA также использовались у пациентов в критическом состоянии с тяжелыми ожогами, сепсисом, хирургическими вмешательствами и травмами в различных исследованиях. Некоторые из этих исследований обнаружили положительный эффект после приема BCAA, а некоторые нет. Однако прием ВСАА ни в одном из случаев не ухудшил состояние. Наши текущие знания о роли BCAA в регуляции инсулина до сих пор не ясны.Сообщалось, что повышенный уровень BCAA связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом и MSUD.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.