Роль высокобелковых специализированных пищевых продуктов в повышении адаптационного потенциала спортсменов

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Сбалансированный рацион питания и приём высокобелковых специализированных пищевых продуктов (СПП) играет ключевую роль в расширении адаптационного потенциала спортсменов, влияя на эффективность тренировочного процесса. Для обеспечения азотистого баланса и удовлетворения метаболических потребностей при низкой и средней физической активности достаточным считают потребление белка в пределах 1,03–1,34 г/кг в сутки для мужчин и 1,02–1,27 г/кг в сутки для женщин [1, 2]. Международное общество питания спортсменов (The International Society of Sports Nutrition, ISSN) рекомендует спортсменам большинства видов спорта ежедневное потребление белка на уровне 1,4–2,0 г/кг в сутки, при более высоких энерготратах во время интенсивных силовых нагрузок на определённый период может потребоваться относительно высокое потребление белка ― до 2,5 г/кг в сутки. Однако не всегда рацион питания, составленный из традиционных пищевых продуктов, может обеспечить поступление белка, адекватное высоким физиологическим потребностям спортсменов, в связи с чем в ряде случаев целесообразно введение высокобелковых СПП [3].

Изменение состава тела за счёт снижения доли жирового и увеличения безжирового компонента массы тела часто связывают с улучшением физической работоспособности. Известно, что потребление дополнительного количества белка к рациону, обеспечивающему азотистое равновесие, приводит к значительному приросту мышечной массы тела по сравнению с плацебо. Так, по результатам обследования 22 здоровых мужчин после 14-недельной программы силовых тренировок с включением в рационы СПП, содержащих по 25 г белка или углеводов, показано, что значительное увеличение безжировой массы тела и площади поперечного сечения мышц за счёт роста объёма мышечных волокон как I, так и II типов наблюдалось в группе, получавшей белок. Сообщалось также, что в группах лиц, получавших высокобелковые СПП в период силовых тренировок, произошло увеличение безжировой массы тела в среднем на 0,69 кг по сравнению с плацебо [1]. В других работах подтверждается, что дополнительный приём белка в количестве 15–25 г в 4–14-недельный период тренировок с отягощением способствует росту мышечной массы.

Выдвинута гипотеза, что для значительных изменений доли безжировой массы тела потребление белка должно превышать базовый уровень на 59%. У юниоров приём 20–30 г белка высокой биологической ценности до или после упражнений силовой направленности оказывался достаточным для максимальной стимуляции синтеза мышечного белка. L.S. Macnaughton и соавт. [2] установили, что дополнительный приём 40 г белка в составе концентрата молочной сыворотки значительно увеличивает синтез мышечного белка.

Различные пищевые источники белка, такие как соевый, говяжий, яичный и белки молочной сыворотки, а также эссенциальные аминокислоты и гидролизаты животных и растительных белков способны активировать синтез мышечного белка. Максимальная стимуляция мышечного анаболизма зависит не только от общего содержания эссенциальных аминокислот, но и от частоты и длительности постпрандиальной аминоацидемии.

В большинстве исследований оценивали эффективность приёма только одного источника белка. В то же время растёт число исследований, подтверждающих, что приём различных белков из нескольких источников пищевых продуктов может иметь преимущество перед единственным источником. Например, 10-недельное исследование, проведённое C.M. Kerksick и соавт. [4], продемонстрировало, что комбинация 40 г молочной сыворотки и 8 г казеина в период силовых тренировок даёт наибольшее увеличение безжировой массы, определяемое с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, по сравнению с комбинацией 40 г сыворотки, 5 г глютамина и 3 г разветвлённых аминокислот или плацебо (48 г мальтодекстрина). Установлено также, что смесь сывороточного и соевого белков по сравнению только с сывороточным белком в большей степени увеличивала синтез мышечной ткани [3, 4].

Распределение времени приёма высокобелковых СПП в течение суток также может повлиять на адаптацию к физическим нагрузкам. Установлено, что во время постпрандиальной фазы повышается синтез мышечных белков, что приводит к положительному азотистому обмену. Исследования показывают, что синтез мышечных белков быстро повышается до пиковых уровней в течение 30 мин после приёма белка и поддерживается на таком уровне в течение трёх часов, и далее быстро начинает снижаться до базовых значений. В частности, после приёма концентрата молочной сыворотки, эквивалентной 48 г белка, скорость синтеза миофибриллярного белка увеличивалась в 3 раза в течение 45–90 мин, а затем медленно снижалась до базового уровня [4, 5].

Таким образом, сбалансированный рацион питания и приём СПП, сочетающих различные виды белков, обеспечивает не только максимально быстрое течение восстановительных процессов, но и стимулирует анаболические реакции, направленные на увеличение мышечной массы тела, влияя тем самым на повышение спортивной результативности.

НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩАЯ ОБОРОТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Согласно ГОСТ 34006-2016¹, СПП для питания спортсменов подразделяются в зависимости от индивидуальных физиологических потребностей спортсмена с учётом спортивной специализации и фазы спортивного цикла. Исходя из компонентного состава выделяют следующие виды СПП:

1) высокобелковые продукты для питания спортсменов: продукты, состоящие из белковых компонентов животного и/или растительного происхождения, с содержанием белка не менее 20% от энергетической ценности продукта, предназначенные для питания спортсменов с целью контроля мышечной и жировой массы тела, а также повышения скоростно-силовых показателей;

2) белково-углеводные продукты для питания спортсменов: продукты, содержащие в своём составе белковые и углеводные компоненты с преобладанием белковых, применение которых способствует увеличению абсолютных и относительных показателей мышечной массы тела спортсмена и восстановлению энергетических ресурсов организма;

3) углеводно-белковые продукты для питания спортсменов: продукты, содержащие в своём составе углеводные и белковые компоненты с преобладанием углеводных, применение которых способствует быстрому восстановлению энергетических ресурсов организма и увеличению абсолютных и относительных показателей мышечной массы тела;

4) высокоуглеводные продукты для питания спортсменов: продукты, содержащие в своём составе смесь углеводов (до 95%) с высоким и/или низким гликемическим индексом, обладающие лёгкой перевариваемостью, низкой осмоляльностью, применяемые спортсменами с целью пополнения энергетических ресурсов организма;

5) углеводно-минеральные напитки для питания спортсменов: напитки и сухие смеси для их получения, содержащие в своём составе углеводные компоненты и минеральные вещества ― электролиты (растворимые в воде соли органических и неорганических кислот: хлорид кальция, фосфат кальция, цитрат натрия, хлорид калия, фосфат магния), способствующие поддержанию водно-электролитного баланса организма;

6) изотонические напитки для питания спортсменов: напитки (водные растворы) с осмоляльностью 270–330 мОсм/кг, содержащие в своём составе минеральные вещества (электролиты) и/или углеводные компоненты, допускающие наличие биологически активных веществ, употребление которых направлено на поддержание баланса жидкости и минеральных веществ в организме;

7) гипотонические напитки для питания спортсменов: напитки (водные растворы) с осмоляльностью менее 270 мОсм/кг, содержащие в своём составе минеральные вещества (электролиты) и/или углеводные компоненты, допускающие наличие биологически активных веществ, употребление которых направлено на быстрое возмещение потерь жидкости и минеральных веществ в организме;

8) биологически активные добавки к пище для питания спортсменов: природные и/или идентичные природным биологически активные вещества, а также пробиотические микроорганизмы, предназначенные для употребления одновременно с пищей или введения в состав СПП, действие которых направлено на активацию метаболических процессов, повышение адаптационного потенциала и/или повышение функциональной активности отдельных органов и систем организма спортсмена.

В то же время в консенсусном заявлении Международного олимпийского комитета (2018 г.) выделены следующие группы продуктов, неудачно именуемые при переводе на русский язык «пищевыми добавками» [6]:

• функциональные продукты; продукты, обогащённые дополнительными пищевыми веществами или компонентами, отличающимися от их типичного пищевого состава (например, обогащённые минеральными веществами и витаминами, а также продукты, обогащённые пищевыми веществами);
• готовые пищевые продукты и СПП для питания спортсменов, обеспечивающие в более удобной форме усвоение пищевых веществ (энергии) по сравнению с обычными продуктами (например, жидкие заменители пищи) или для использования во время тренировок (например, спортивные напитки, гели, батончики);
• отдельные нутриенты и другие компоненты пищевых продуктов или растительного сырья, представленные в изолированной или концентрированной форме;
• многокомпонентные продукты, содержащие различные комбинации нутриентов, описанных выше, которые нацелены на определённые результаты.

При оценке биологической ценности СПП следует ориентироваться на адекватный и верхний допустимый уровень потребления их компонентов, изложенный в Приложении 5 Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)².

Адекватный уровень потребления ― уровень суточного потребления пищевых и биологически активных веществ, установленный на основании расчётных или экспериментально определённых величин или оценок потребления пищевых и биологически активных веществ группой/группами практически здоровых людей, для которых данное потребление считается адекватным.

Верхний допустимый уровень потребления ― наибольший уровень суточного потребления пищевых и биологически активных веществ, который не представляет опасности развития неблагоприятных воздействий на показатели состояния здоровья практически всех представителей популяции. По мере увеличения потребления сверх этих величин потенциальный риск неблагоприятных воздействий возрастает.

Информация, выносимая на этикетку, должна соответствовать требованиям Технического регламента Таможенного союза 022/2011³ и содержать рекомендации о количестве принимаемого ежедневно СПП, с тем чтобы потребление активных ингредиентов не превышало верхнего допустимого уровня.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИНГРЕДИЕНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

На мировом рынке для производства СПП широко представлены компоненты на основе молочных продуктов, характеризующиеся сбалансированным аминокислотным составом и рядом благоприятных функциональных и технологических свойств [7]. Эффективность потребления молочных белков в отношении показателей выносливости и скоростно-силовых характеристик спортсменов хорошо известна. Доказано, что приём молока ускоряет посттренировочное восстановление, увеличивает скорость заполнения депо гликогена, улучшает водно-солевой баланс [7, 8].

Продукты на основе α-лактальбумина обладают высокой биологической ценностью, благоприятным органолептическим профилем, высокой растворимостью и термостойкостью, что позволяет использовать α-лактальбумин в различных видах СПП [8].

Другое биологически активное соединение молока ― лактоферрин ― модулирует видовое разнообразие микробиома кишечника, снижает риск развития жировой дистрофии печени [9, 10]. Установлено, что приём лактоферрина в течение 8 нед. лицами с избыточной массой тела снижает уровень висцерального ожирения, что связывают с увеличением концентраций циркулирующих гормонов насыщения ― глюкагоноподобного пептида-1 и пептида YY [8–11]. Обогащение рационов питания лабораторных животных α-лактальбумином вызывало увеличение концентрации глутатиона, числа лейкоцитов (CD4+) и лимфоцитов. О клинической эффективности сывороточного белка свидетельствует его способность увеличивать концентрацию инсулиноподобного фактора роста 1, оказывающего положительное влияние на анаболизм и гипертрофию миоцитов. Кроме того, установлено, что комплекс коровьего α-лактальбумина и олеиновой кислоты, известный как BAMLET (Bovine Alpha-Lactalbumin Made Lethal to Tumor), обладает цитотоксическим действием в отношении раковых клеток [12, 13].

Анализ результатов лабораторных исследований, посвящённых изучению гуморального иммунного ответа на введение инфекционных агентов, установил, что сывороточные белки в большей степени усиливают выработку антител по сравнению с другими пищевыми белками [14–16].

Изоляты сывороточного белка являются одним из основных источников лейцина, играющего ведущую роль в стимуляции синтеза мышечного белка через анаболический сигнальный каскад комплекса рапамицина 1 [17–20].

В результате энзиматического гидролиза сывороточных белков образуется спектр биоактивных пептидов [21–23]. Применение гидролизатов в качестве функциональных ингредиентов в специализированных продуктах для спортсменов может ускорять их переваривание и всасывание, и быстрее оказывать положительное влияние не только на синтез мышечного белка, но и на показатели иммунного статуса, ферментативную активность, адаптационный потенциал в целом. Это необходимо для повышения выносливости во время физических нагрузок, а также особенно важно на дистанции ультрамарафона и во время посттренировочного восстановления [21, 22].

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РЫНКА ВЫСОКОБЕЛКОВЫХ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

В течение нескольких десятилетий в агропромышленном комплексе отмечается падение производства сырого молока [24], в связи с чем переработка вторичных ресурсов (молочной сыворотки) вызывает значительный интерес как в рамках создания конкурентноспособных функциональных продуктов, так и для уменьшения негативного влияния на экологическую обстановку в результате слива сыворотки в окружающую среду. Установлено, что в Российской Федерации более половины объёма сыворотки не используется, при этом отказ от её последующей переработки равноценен потере 1,5 млн тонн молока. В рыночном сегменте сывороточных концентратов с высоким содержанием белка отмечается выраженный темп прироста производства в течение 5 лет. Прогнозируется увеличение производства ряда перспективных функциональных сывороточных ингредиентов (деминерализованная сыворотка; изоляты сывороточных белков; концентрат сывороточного белка, КСБ 80; сухой пермеат) для производства специализированной продукции [24, 25]. Хотя объём КСБ 80 и изолятов сывороточного белка не превышает 7% всего масштаба производства, тем не менее их реализация приносит треть мировой рыночной стоимости СПП для питания спортсменов. В странах Европейского союза вырабатывается бÓльшая часть сухой молочной сыворотки, в то же время отмечается тенденция роста её производства в Восточной Европе, Средней Азии, Африке и Латинской Америке. Аналогичная ситуация наблюдается в сфере производства сухой деминерализованной сыворотки: прирост в среднем на 10% в год с тенденцией к дальнейшему увеличению объёмов в мировом масштабе. Лидерами по производству КСБ являются Северная Америка и страны Евросоюза, однако уровни производства рассматриваемых ингредиентов за последние 5 лет остаются стабильными и не показывают значительного роста [24–26].

Задачи, стоящие перед производственным комплексом Российской Федерации в плане импортозамещения, обусловливают существенное увеличение объёмов переработки отечественной молочной сыворотки. Молочная промышленность в нашей стране ежегодно производит 5 тыс. тонн нативной сыворотки, из них переработке подвергается лишь 1/4. Россия― основной импортёр сухих сывороточных ингредиентов в Восточной Европе. Учитывая высокий сырьевой потенциал нашей страны, тенденции к модернизации, внедрение нового оборудования и технологий на отечественных предприятиях, в ближайшем будущем можно ожидать рост объёма производства КСБ и лактозы [26].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, научно обоснованный подход, в том числе медико-биологическое обоснование при разработке рецептур инновационных СПП, обогащённых дополнительными источниками белка, должны являться ведущим фактором для эффективного использования сырьевой и технической базы в процессе импортозамещения на рынке СПП.

При сравнении отечественной и иностранной классификации СПП установлено, что в ГОСТе содержатся более конкретные определения специализированных продуктов для питания спортсменов исходя из компонентного состава и количественного содержания этих компонентов, что позволяет упростить алгоритм их введения при известном дефиците в базовом рационе.

Ежедневное поступление полноценного сбалансированного по содержанию эссенциальных аминокислот белка является базой для обеспечения эффективности посттренировочного восстановления и поддержания анаболических процессов в мышечной ткани, обеспечивающих максимальную эффективность тренировочных режимов и высокую результативность спортсменов на соревнованиях.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа проведена на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Вклад авторов. М.М. Коростелева, М.С. Кобелькова ― подбор литературы, написание статьи; И.В. Кобелькова ― редактирование, написание финальной версии статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

 

¹ ГОСТ 34006-2016. Межгосударственный стандарт. Продукция пищевая специализированная. Продукция пищевая для питания спортсменов. Термины и определения. Дата введения: 2018-07-01. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200145605. Дата обращения: 06.02.2021.

² Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299. Режим доступа: https://eec.eaeunion.org/comission/department/depsanmer/sanmeri/p2299.php. Дата обращения: 06.02.2021.

³ Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 022/2011 Пищевая продукция в части ее маркировки. Утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. N 881. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/902320347. Дата обращения: 06.02.2021.

Об авторах

Ирина Витальевна Кобелькова

Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи; Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства

Автор, ответственный за переписку.
Email: irinavit66@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1237-5147
SPIN-код: 1190-1096

к.м.н.

Россия, Москва

Маргарита Михайловна Коростелева

Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи; Российский университет дружбы народов

Email: korostel@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-2279-648X
SPIN-код: 5276-9459

к.м.н.

Россия, Москва

Мария Сергеевна Кобелькова

Поликлиника № 2 Управления делами Президента Российской Федерации

Email: kobelkovams@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6742-8528
SPIN-код: 7552-2534
Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы