ВСАА. Часть I. Что такое ВСАА?

статья журнала "Железный Мир" №10 2016 стр.106-110

 

  ВСАА – это англоязычная аббревиатура, обозначающая аминокислоты, у которых строение молекулярного скелета имеет одну особенность. Т.н. «хвост», который прикрепляется к радикалу (остову аминокислоты) имеет разветвленную углеводородную структуру и поэтому данный  класс аминокислот называется как «амино- кислоты с разветвленной боковой цепью».[1,2] По английски это Branched-chain amino acids или сокращенно ВСАА. БЦАшками называются три аминокислоты - Лейцин, Изолейцин и Валин. [1,2]

  ВСАА относятся к 8 незаменимым аминокислотам [1], т.е. к тем, которые не могут синтезироваться у нас в организме из других компонентов, и поэтому их восполнение может быть обеспечено только посредством поступления с пищей.

   Хотя ВСАА и являются ЕАА (essential amino acids – незаменимыми амино- кислотами), их исключительность находится в первую очередь не в поле незаменимости. К незаменимым аминокислотам помимо 3-х БЦАшек относятся фенилаланин, метионин, треонин, триптофан и лизин. [1] В перечне спортивных добавок есть такие формулы, которые состоят именно из ЕАА, однако у добавки ВСАА существует выделенное и самостоятельное предназначение.

         Исключительность аминокислот ВСАА заключается в том, что из-за своей «разветвленности» они имеют отличную от других аминокислот особенность метаболизма в организме. Если конвертацию избытка большинства аминокислот берет на себя в первую очередь печень и либо в процессе глюконеогенеза превращает их в энергетические метаболиты (глюкоза, субстраты цикла Кребса), либо в процессе переаминирования превращает в другие аминокислоты, то в метаболизме избытка ВСАА активную роль играют еще и мышечные ткани.[2]

   На понятии «избыточности» аминокислот я хотел бы остановиться чуть подробнее. Это важно для понимания того, КОГДА и в КАКИХ кол-вах ВСАА могут «работать».

 

  Возьмем гипотетическую идеальную ситуацию метаболизма и предположим, что поступление жиров, белков и углеводов у нас соответствует рекомендованным нормам. Нам хватает энергии от жиров-углеводов на жизнеобеспечение систем организма, а поступающие белки, во-первых, соответствуют идеальному соотношению по аминокислотам и их не надо конвертировать в одни из других, а, во-вторых, белка мы потребляем в рекомендованных дозах – допустим 1.3 - 1.5 гр/кг веса тела.[1] Мало? Хорошо, пусть будет 2 гр./кг ! Важно здесь то, что это рекомендованные нормы, при которых белки используются по своему прямому назначению – синтезу белковых молекул тканей, ферментов, гормонов, нейромедиаторов и т.п.

 

  В этой идеалистической ситуации все аминокислоты, включая ВСАА, будут использоваться как строительный материал. Надобности в поиске дополнительных путей утилизации или конвертации избыточности аминокислот у организма нет. Соответственно, нет и никакого дополнительного «эффекта» от этого – организму нет надобности что-то дополнять, усиливать или изменять!

   И вот теперь давайте «идеальность» изменим на «избыточность». Что начнет происходить? Какие изменения в метаболизме можно ожидать?

 

Сначала, варианты создания такой «избыточности».

   ПЕРВЫЙ вариант, извините, банальный - избыток можно создать «простым» путем дополнительного приема добавок в виде таблеток или порошка!

   ВТОРОЙ вариант избытка может получиться путем отклонения состава потребляемого белка от «идеального» по аминокислотному составу. К примеру, если взять молочную сыворотку, из которой принято (и это обоснованно) делать спортивный протеин, то можно получить вариант избыточности по аминокислотам ВСАА. А если взять, к примеру, растительные белки (пшеница, др.злаковые), то можно получить вариант нехватки по таким аминокислотам, как Лизин, Метионин, Триптофан [1], или, говоря по-другому, избыточности по всем остальным аминокислотам, кроме трех упомянутых.

   ТРЕТИЙ вариант «избыточности» аминокислот организм может трактовать и без превышения номинальной нормы потребления белка (наши с вами 1.3 или 2 гр/кг) Он будет возникать в случаях нехватки составляющих для энергоопеспечения организма. Примерами могут служить нерегулярные приемы пищи, либо диетические схемы типа «Сушка». Тогда при нехватке жиров и углеводов в энергию пойдут и вполне номинальные дозы аминокислот.

   Итак, в ситуации «избыточности» по какой-то одной или нескольким аминокислотам получаем вариант, при котором «лишние» аминокислоты организмом будут использованы уже не только как строительный материал для синтеза новых структур. Лишние аминокислоты организм будет «утилизировать», ибо он либо уже «перегружен» общим кол-вом аминокислот для синтеза, либо при нехватке определенных аминокислот не в состоянии синтезировать новые структуры. Не сможет синтезировать потому, что для этого ему будет недостаточно, скажем, 5-ти аминокислот, даже, пусть, самых незаменимых - ему их надо в полном комплекте - 20-ть!

аминокислоты в Цикле Кребса
аминокислоты в Цикле Кребса

«Утилизация» будет происходить:

1.   путем конвертации аминокислот в энергию – непосредственно в глюкозу, либо в метаболиты цикла Кребса (цикла трикарбоновых кислот), типа оксалоацетат, а-кетоглуторат, фумарат и др. Конвертация будет зависеть от того, в какой метаболит имеет способность конвертироваться данная аминокислота.(см.рис.)

2.   путем попытки организма собрать из имеющихся аминокислот «пазл» недостающих до  20-ти. Делать это он будет посредством переаминирования (трансаминирования) – процесса создания заменимой аминокислоты из «избыточных» аминокислот. Не все аминокислоты, правда, участвуют в этом процессе. В частности Лизин, Треонин, Пролин в реакциях трансаминирования не участвуют, а продуктами трансаминирования чаще всего являются Аланин, Аспартат, Глутамат.[1]

 

3.   путем усиленного использования отдельных аминокислот в специфических процессах, где данная аминокислота используется. К примеру, аргинин будет усиливать процесс производства оксида азота (NO), а триптофан – в производстве нейромедиаторных гормонов – серотонина и мелатонина. [1]

 И вот теперь, давайте, возвратимся к «нашим» аминокислотам ВСАА и рассмотрим их «избыточность». В какую «степь» заведет утилизация «лишнего» по этим аминокислотам?

  Говоря о том, что в метаболизме ВСАА активную роль играют мышцы, утверждать, что это только мышцы, некорректно. Наша любимая печень – основной генератор всех метаболических процессов организма – никуда из данного процесса не устранится. Однако, даже, если предполагать, что мощность печеночного метаболизма выше мышечного (скорее всего, так оно и есть), и это мощность больше в разы, но наша печень, извините, всего лишь 500-граммовый орган!!! Сравните это с мышечной композицией среднестатистического 90-килограммового атлета. Соотношение получится далеко не в пользу печени - 0.5 к 30-35 кг!!! Есть разница, согласны?

  Плюс, это сравнение в пользу мышц усиливается еще одним обстоятельством. Прием аминокислот ВСАА мы, как правило, рассматриваем, все-таки, в контексте тренировки – основного средства достижения цели гипертрофироваться. А на тренировке процессы мышечного метаболизма возрастают в разы, и в разы увеличивается мощность «оборота» ВСАА в мышцах! [2]

   Все это дает нам право утверждать о высокой важности аминокислот ВСАА как пищевой добавки для силовых тренировок!

 

    Хорошо, допустим, ВСАА отличаются  от других аминокислот по метаболизму. Пусть этот метаболизм широко задействует наши любимые мышцы. И что с того? Что в этом особенного и исключительного для построения мышечных структур?

ПЕРВОЕ, ВСАА будут являться наравне с углеводами и жирами третьим источником энергообеспечения мышц. И некоторые авторы данную особенность ВСАА рассматривали вполне основательно. Однако, это не нашло какого-то серьезного обоснования. Главный аргумент в итоге в том, что усиление энергообмена за счет ВСАА возрастает всего раза в 3  и авторы сравнивали это с 10- и более кратным увеличением энергообмена за счет углеводов и жиров. К тому же, вклад ВСАА в энергообмен может быть актуальным только для случаев выносливостной тренировки, типа разных «марафонов», где превалирует окислительный процесс энергообразования. Для силовой работы в гликолизе ни жиры, ни тем более ВСАА, для энергообразования существенной роли играть не будут. Подчеркну, для ГЛИКОЛИЗА!!!  Для сушки -  выносливости - жиросжигания математика другая! Но сейчас не об этом.

ВТОРОЕ, ВСАА усиливают общий метаболизм мышечной клетки, что в свою очередь дает возможность увеличить мощность процессов синтеза. Т.е., увеличивая кол-во ВСАА, мы усиливаем процессы гипертрофии. А эта особенность «избытка» ВСАА, согласитесь, уже интересная! [2,3]

ТРЕТЬЕ, отчасти пересекается со вторым, но действует посредством другого пути активации. Аминокислоты ВСАА являются т.н. сигнальными белками и усиливают процессы анаболизма путем активирования таких внутриклеточных механизмов как mTOR, S6K1, 4E-BP1 [3], а также снижают процессы катаболизма путем ингибирования т.н. белков-убиквитинов MAFbx и MuRF-1 [5], которые способствуют протеолизу миофибрилл. Это второй плюс в копилку ценности ВСАА!

ЧЕТВЕРТОЕ, ВСАА являются нейромедиаторными агентами и конкурентно связывают рецепторы в мозге, не давая возможности Триптофану конвертироваться в серотонин, тем самым ВСАА пролонгируют активность мозга для дальнейшей работы.[4]  Прием добавок ВСАА повышает порог отказа и увеличивает выносливость. Немаловажно, согласитесь!!!

ПЯТОЕ, метаболизм ВСАА очень сильно «завязан» с метаболизмом жиров. При увеличении окисления жиров требуется повышенный расход ВСАА и наоборот [2] - при повышенном расходе ВСАА усиливается процесс окисления жиров! Второй процесс искусственный и его мы можем создать путем приема дополнительного кол-ва ВСАА, а по первому можно предположить следующее обоснование данной физиологической взаимосвязи.

  Природа – вещь сверхразумная и она предусмотрела процессы оптимизации в структурных тканях в вариантах усиленных энергозатрат (долгая работа, истощение, голодание и т.п.)

 При долгой, изнурительной работе (голодании) энергообеспечение осуществляется преимущественно жирами.

  Если организм «работает» на жирах, значит, у него дефицит энергии. Значит, он голодает. Значит, ему не нужны «лишние» структурные ткани (здесь имею ввиду мышцы), которые надо обеспечивать и на которые надо тратить дополнительные ресурсы. Значит, эти структурные ткани надо сокращать! Как? Правильно, путем их разрушения, извлечения из них аминокислот и использования этих аминокислот в энергообмен. В мышечных клетках, как вы помните, только аминокислоты ВСАА могут окисляться. Для остальных есть печень.

 

  Подытоживая сказанное, еще раз повторим -  при выносливостных тренировках наш организм «заточен» на «сжигание» мышечных тканей. Чтобы этого не происходило, нужны экзогенные ВСАА. Да, именно так, если не хотите терять мышцы, надо принимать дополнительно ВСАА при тренировках на выносливость. «Сушка» - частный случай такой тренировки.  

  Ну и, ШЕСТОЕ и пока, пожалуй, последнее. ВСАА являются незаменимыми аминокислотами и «банально» необходимы для синтеза новых белковых структур![1,2,3]

  Все вышеперечисленное дает возможность рассматривать аминокислоты ВСАА, как очень существенного помощника в Пути гипертрофии. Не думаю, что пренебрегать данной добавкой будет мудрым решением!!!

Использованная лит-ра:

 1. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С.Северина. – 2-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. – 784 с.: ил. – (Серия «ХХI век»)

2. «Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA. Supplementation on Skeletal Muscle during Exercise.» Y.Shimomura, T.Murakami, N.Nakai, M. Nagasaki and Robert A. Harris

The Journal of nutrition 134: 1583S–1587S, 2004.

3. Regulation of protein synthesis associated with skeletal muscle hypertrophy by insulin-, amino acid- and exercise-induced signaling. Bolster DR, JeVerson LS, Kimball SR (2004)

Proc Nutr Soc 63:351–356 (ПЕРЕВОД)

4. Effect of carbohydrate ingestion on brain exchange of amino acids during sustained exercise in human subjects.

E Blomstrand, K Møller, N H Secher, L Nybo

Acta Physiologica Scandinavica 12/2005; 185(3):203-9.

5. Leucine attenuates skeletal muscle wasting via inhibition of ubiquitin ligases.

Baptista IL, Leal ML, Artioli GG, Aoki MS, Fiamoncini J, Turri AO, Curi R, Miyabara EH, Moriscot AS.

Muscle Nerve. 2010 Jun;41(6):800-8.