Есенциални аминокиселини, BCAA и левцин

Есенциални аминокиселини, BCAA и левцин

Кое е най-ефективното средство за постигане на спортни резултати?

Масово в модерната спортна суплементация се използват комплекси или отделни аминокиселини. Аминокиселините в свободна форма могат да бъдат открити в самостоятелни продукти, да обогатяват протеина, да бъдат добавени към предтренировъчни, интратренировъчни и енергийни формули. Но голяма част от потребителите не знаят, че когато се употребява терминът аминокиселини, могат да се визират напълно различни комплекси, а селекцията от отделни видове аминокиселини да се използва за коренно различни цели или да имат различна ефективност. Затова обект на настоящия анализ ще е разликата между най-ефективните комбинации, които се предлагат на пазара.

Кои са есенциалните аминокиселини?

Есенциалните аминокиселини са тези, които не могат да бъдат синтезирани от тялото въз основа на други вещества и затова трябва да бъдат набавяни от външни източници като храна или хранителни добавки. Те не са есенциални, защото имат по-важно значение за тялото, а само защото единствените източници са извън него.

Есенциалните аминокиселини са девет. Това са левцин, изолевцин, валин, триптофан, хистидин, лизин, метионин, фенилаланин и треонин. Те не трябва да се бъркат с условно есенциалните аминокиселини, с които се наименуват тези, които са нужни при определени условия или групи от хора.

Сред деветте есенциални аминокиселини има три, които се отличават от другите. Това са левцин, изолевцин и валин, които се наричат верижно разклонени или BCAA. Те се отличават с разклонена молекулна структура и съставляват близо 35% от есенциалните аминокиселини, които се намират в човешката мускулатура.

Eсенциалните аминокиселини, BCAA и самостоятелен левцин. Защо тези три опции?

Основната причина да се съпоставят тези три варианта на аминокиселинни продукти е, че начинът на действие, функции и ефективността може да се различават коренно. Единият комплекс може да е по-ефективен за определени цели, докато другите за други. Също така при сравнение едната от трите ни опции има шанс да се окаже по-ефективна и разликата в процентно съдържание да е статистически значима.

Друга причина, поради която се съпоставят есенциалните аминокиселини, BCAA и самостоятелен левцин е широкият избор на пазара на хранителни добавки и популярността на този клас продукти.

Най-накрая, изборът ни може да се аргументира с доказаната ефективност на тези варианти в спортната суплементация, която надминава тази на неесенциалните аминокиселини и протеиновите пудри.

Усвояемост и възможни интеракции между аминокиселините?

Всяка от тях има своите метаболитни функции и действа въз основа на определени метаболитни пътища. Възможно е аминокиселините да взаимодействат помежду си, като това взаимодействие да се изразява както в позитивен, така и в негативен план. Някои аминокиселини се конкурират с други при усвояването през храносмилателния тракт, при използването на рецептори или метаболитни пътища.

Есенциалните аминокиселини се усвояват сравнително бързо през храносмилателния тракт. Изследванията показват, че най-бързо усвоими са метионин, левцин, изолевцин и валин. Същите аминокиселини имат не само бърза усвояемост, но и висока биоактивност, която достига 83-94%. Като цяло всички есенциални аминокиселини притежават по-бърза усвояемост, по-висока усвояемост и повишават в по-голяма степен плазмените си нива в сравнение с неесенциалните аминокиселини.

Измежду есенциалните аминокиселини има такива, които се конкурират при усвояването през храносмилателната система. In vitro и in vivo изследванията показват, че триптофанът потиска силно усвояването на хистидина през храносмилателния тракт. Метионинът също демонстрира потискащи свойства над повечето аминокиселини, които се изразяват най-силно върху хистидина. Причината за тези качества на метионина са, че това е една от аминокиселините, които се усвояват бързо в храносмилателния тракт, но се трансферират бавно извън него, което забавя преминаването на останалите аминокиселини.

Докато за голяма част от есенциалните аминокиселини няма значение, то антагонизмът сред верижно разклонените аминокиселини влияе върху техните функции. Върху антагонизма на BCAA са провеждани in vivo и in vitro изследвания, като всички те достигат до извода, че левцинът потиска храносмилателна абсорбация на изолевцина и валина, както и последните две потискат усвояемостта на левцина. Обикновено този ефект се преодолява след 30-60 минути, в зависимост от това колко бързо ще се усвои някой от антагонистите.

Антагонизмът на BCAA се откроява и на метаболитно ниво. Тестовете върху животни установяват, че прекомерната консумация на левцин понижава драстично плазмените нива на валина и изолевцина. Високите нива на левцин водят до нежелани ефекти като повишаване на апетита, увеличаване на мазнините и намаляване на ефективното усвояване на храната.

От своя страна прекомерните нива на валин и изолевцин въздействат в по-малка степен върху плазмените концентрации на левцин. Установява се, че антагонизмът е най-силен измежду левцина и изолевцина, като добавяне на умерени количества изолевцин към диета, богата на левцин възстановява бързо нормалните стойности в тялото.

Интеракциите измежду аминокиселините довеждат до няколко извода:

Есенциалните аминокиселини биха били ефективни като усвояемост и повишаване на плазмените нива, но една от аминокиселините, метионин, има потискащи свойства и забавя усвояването на другите. Друг недостатък на комплекса от есенциални аминокиселини, както и на BCAA е антагонизмът между левцин от една страна и изолевцин и валин от друга.

Свои нежелани ефекти може да има и самостоятелната употреба на левцин, който въздейства потискащо на другите верижно разклонени аминокиселини и прекомерният му прием при ниски количества на валин и изолевцин ще доведе до потенциални отрицателни ефекти.

Научни изследвания върху есенциалните и верижно разклонените аминокиселини

При добавяне на есенциални аминокиселини към микс от протеин и въглехидрати се отбелязва увеличаване на инсулиновия отговор. Установява се, че този ефект се стимулира не само от левцина, но и от фенилаланин и тирозин. Установена е връзка между секрецията на инсулин и плазмените нива на тези три аминокиселини;

Върху левцина са проведени изследвания, които установяват, че не влияе върху маркерите на анаболните процеси при възрастни мъже. Тестове върху комплекси от есенциални аминокиселини установяват, че те стимулират мускулния анаболизъм при стари хора, като балансът в нивата на фенилаланин се променя драстично;

При едно сравнително изследване за въздействието на есенциалните и неесенциалните аминокиселини върху мускулния протеинов баланс след тренировка се установява, че 6 г есенциални аминокиселини стимулират два пъти по-силно възстановителните процеси, в сравнение с микс от 3 г есенциални и 3 г неесенциални аминокиселини.

В друго изследване микс от есенциални аминокиселини се оказва по-неефективен, отколкото самостоятелно приеман левцин.

Приемът на верижно разклонени аминокиселини засилва плазмените концентрации на левцин, изолевцин, валин и глутамин по време на продължителни натоварвания. При сравнение между микс от есенциални аминокиселини и BCAA се установява, че BCAA повишава нивата на амония и плазмените концентрации на левцин, изолевцин и валин в по-голяма степен, отколкото есенциалните аминокиселини, въпреки че количествата BCAA в микса от есенциални аминокиселини са същите като приеманите отделно верижно разклонени аминокиселини;

Приемът на BCAA по време на продължителна тренировка не води до промяна на отделяната млечна киселина, но приемът след физическо натоварване понижава активността на ензимите креатин киназа и лактат дехидрогеназа, което предполага защитна роля срещу мускулните увреждания;

Много специалисти потвърждават свойствата на BCAA да стимулира протеиновия синтез и мускулния анаболизъм. Засега липсват сравнителни изследвания между ефекта на верижно-разклонените аминокиселини и левцина, като до голяма степен е възможно този ефект да се дължи изцяло на качествата на левцина;

Актуален е въпросът с качествата на верижно-разклонените аминокиселини да увеличават издръжливостта и забавят настъпването на умората при продължителни тренировки. Една част от изследванията потвърждават тези твърдения, като приемът на BCAA преди и по време на тренировка въздействат положително върху издръжливостта. Ефектът се откроява при спортове като бягане на дълги разстояния и колоездене, като е особено силен при горещо време.

Съществуват и критици на тези твърдения. Всъщност, по-старите положителни изследвания не са провеждани достатъчно стриктно и не са напълно достоверни. Това се отнася и за голяма част от изследванията, които отричат тези качества на BCAA. Последните тестове имат по-скоро положителни резултати за подобряването на издръжливостта;

Предишни изследвания твърдят, че верижно разклонените аминокиселини действат като трети енергиен източник за тялото, след въглехидратите и мазнините. В подкрепа на това твърдение е и високата калорийност на BCAA, която надвишава средната за протеина.

По-нови изследвания твърдят, че BCAA са неефективни като енергиен източник, защото ензимите, които ги разграждат, са слабо активни по време на физическо натоварване и приемът на въглехидрати допълнително може да потисне използването им за енергия. Докато окислението на въглехидратите и мазнините се увеличава от 10 до 20 пъти по време на тренировка, то ръстът на окислението при верижно разклонените аминокиселини е само 2-3 пъти.

Научни изследвания върху левцина и неговите метаболити

  • Левцинът е аминокиселината, която въздейства най-много върху протеиновия синтез. Неговите най-големи концентрации са в мускулните тъкани, мастната тъкан и черния дроб, количествата в мускулите и мастната тъкан са в пъти по-големи, отколкото в черния дроб.
  • Левцинът въздейства пряко върху мускулния протеинов синтез, като основният механизъм, чрез който действа, е mTOR (mammalian target of rapamycine). mTOR активира множество метаболитни функции в мускулните клетки и е отговорен за техния растеж.
  • При тестове върху здрави мъжки индивиди комбинацията от протеин, въглехидрати и левцин отбелязва по-добри маркери на възстановяването след тренировка в сравнение с прием на протеин и въглехидрати, или само въглехидрати.
  • Прием на суроватъчен протеин хидролизат с въглехидрати след тренировка при мъже с диабет тип 2 води до по-силен инсулинов отговор и до по-ниски нива на кръвната захар в сравнение само с въглехидратен прием. С добавен левцин резултатите са подобряват и при двата маркера. Въздействието върху кръвната захар и плазмения инсулинов отговор са сходни при контролната група от здрави индивиди.
  • При сравнителен анализ между прием на комплекс от есенциални аминокиселини и есенциални аминокиселини плюс левцин, добавеният левцин води до 33% по-висок протеинов синтез. Цялостният протеинов разпад е по-нисък и окислението е по-високо.
  • При прием на левцин от добре подготвени колоездачи се засилва възстановяването в 39-часовия прозорец за почивка. При следващата тренировка групата с левцина отбелязва 2,5% подобрение в спринтовата мощност и 13% спад в умората на цялото тяло, но не и в умората на краката. Нивата на креатинкиназа отбелязват понижение в групата с левцина, но при млечната киселина няма значима промяна. Приемът на левцин увеличава плазмените нива на левцин и другите есенциални аминокиселини след натоварванията.
  • Левцинът засилва окислението на мастните киселини в мускулните клетки, като намалява мастните резерви в мастната тъкан и увеличава усвояването им в мускулите.
  • Добавянето на левцин към диетата от храни или хранителни добавки при плъхове води до засилване на протеиновия синтез, без да влияе върху плазмените нива на инсулин и кръвна захар.
  • Освен положителни резултати, някои изследвания достигат и до отрицателни такива. При едно изследване относно протеиновия синтез след тренировка върху по-възрастни мъже (над 73 години), левцинът не подобрява анаболните процеси при добавяне към протеин и въглехидрати. Левцинът не променя положително и силовите показатели.

До този момент сравнителни изследвания върху приема на BCAA и левцин липсват.

Два от най-популярните метаболита на левцина са алфа-хидрокси-изокапроична киселина (HICA) и бета-хидрокси-бета-метилбутирова киселина (HMB). Изследванията върху тяхната ефективност са ограничени, а цената им е изключително висока.

Единственото качествено изследване за ефектите на HICA е проведено върху състезатели по футбол. Прием на 1500 мг в рамките на 4 седмици води до покачване на малко количество мускулна маса (400 грама) и до регулиране на мускулната умора. Производителите предлагат HICA в малки разфасовки и препоръчват далеч по-ниски дози от използваните в изследването, което прави ефективната употреба на продукта изключително нерентабилна и в пъти по-скъпа от левцина.

HMB притежава качества, сходни на левцина. При прием на 1500 до 3000 мг дневно в рамките на 7 седмици се отбелязва покачване на силата, повишаване на активната телесна маса и регулиране на протеиновия разпад след тренировка. HMB също въздейства върху mTOR механизма и засилва протеиновия синтез. Въпреки потенциалните ползи от HMB, високата цена, а и ниската популярност пречат да се разкрие пълният потенциал на продукта сред потребителите.

Избор според целите

От гледна точка на качествата на продуктите всеки от трите варианта демонстрира положителни резултати върху спортното представяне и възстановяването.

За възстановяване и регулиране на мускулната умора всеки един от продуктите е подходящ. От трите варианта есенциалните аминокиселини имат най-ниска ефективност, тъй като те, без левцин, изолевцин и валин, имат по-ниска усвояемост и не участват пряко в мускулния синтез.

Приемът на BCAA има по-висок потенциал при регулиране на катаболитните процеси и е свързан с евентуални ползи за увеличаване на издръжливостта и регулиране на умората по време на физически натоварвания. Левцинът и неговите метаболити притежават най-открояващия се анаболен ефект и въздействат върху инсулина, и кръвната захар, поради което са подходящи за покачване на мускулна маса.

Левцинът е единственият, който притежава потенциални възможности за положително въздействие върху силовите показатели, но не съществуват научни изследвания, които да потвърдят тези му качества.

Какво предлага пазарът?

Продуктите, които съдържат есенциални аминокиселини, могат да бъдат разделени на няколко вида.

На първо място са комплексите от пълния набор есенциални аминокиселини. Някои от производителите предлагат прахообразни форми, които не са овкусени, или такива, които са на капсули или таблетки. Една от най-модерните тенденции е есенциалните аминокиселини да бъдат комбинирани с енергийни комплекси, които често съдържат цитрулин малат, бета-аланин, норвалин, зелен чай и др. Тези продукти са подходящи както за предтренировъчен, така и за интратренировъчен и следтренировъчен прием.

На второ място са BCAA продуктите, които са най-разпространените и продавани на пазара. Те могат да бъдат под формата на неовкусена или овкусена пудра, капсули, таблетки или течни варианти. Много често към верижно разклонените аминокиселини се добавят електролитни минерали и глутамин.

Най-накрая стоят продуктите, които съдържат левцин или неговите метаболити. Левцинът е по-малко популярно средство в сравнение с целия комплекс от BCAA. Най-често той се продава под формата на неовкусена пудра, която се откроява с неприятен вкус. Неговите метаболити като HICA и HMB са по-популярни под формата на капсули, но се отличават с висока цена и нерентабилност.

Използвани източници
  1. Interrelationship between Physical Activity and Branched-Chain Amino Acids Michael Gleeson
  2. Dispensable and indispensable amino acids for humans.Reeds PJ.
  3. Adult amino acid requirements: the case for a major revision in current recommendations. Young VR.
  4. COMPETITION BETWEEN ENANTIOMORPHS OF AMINO ACIDSDURING INTESTINAL ABSORPTIONBY E. LESLY JERVIS AND D. H. SMYTH
  5. PINSKY, J. & GEIGER, E. (1952). Intestinal absorption of histidine as influenced by tryptophane in the rat.
  6. Preferential transference of amino acids from amino-acid mixtures by sacs of everted small intestine of the golden hamster G. Wiseman
  7. The Kinetics of Amino Acid Absorption and Alteration of Plasma Composition of Free Amino Acids After Intestinal Perfusion of Amino Acid Mixtures SIAMAK A. ADIBI, SEYMOUR J. GRAY, and ERICH MENDEN.
  8. Interference between Leucine, Isoleucine and Valine during Intestinal Absorption By S. SZMELCMAN AND K. GUGGENHEIM
  9. The branched-chain amino acid antagonism in chicks. Smith TK, Austic RE.
  10. l-Leucine, an isoleucine antagonist in the rat  A.E. Harper, D.A. Benton, C.A. Elvehjem
  11. Leucine supplementation and intensive training. Mero A.
  12. Leucine metabolism during fasting and exercise. Knapik J, Meredith C, Jones B, Fielding R, Young V, Evans W.
  13. Effect of leucine on amino acid and glucose metabolism in humans. Nair KS, Matthews DE, Welle SL, Braiman T.
  14. A leucine-supplemented diet restores the defective postprandial inhibition of proteasome-dependent proteolysis in aged rat skeletal muscle Lydie Combaret, Dominique Dardevet, Isabelle Rieu, Marie-Noelle Pouch, Daniel B ¨ echet, ´Daniel Taillandier, Jean Grizard and Didier Attaix
  15. Role of Leucine in the Regulation of mTOR by Amino Acids: Revelations from Structure–Activity StudiesChristopher J. Lynch
  16. Koopman, R., Wagenmakers, A. J., Manders, R. J., Zorenc, A. H., Senden, J. M., Gorseling, M., Keizer, H. A. & van Loon, L. J. (2005) The combined ingestion of protein and free leucine with carbohydrate increases post-exercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects
  17. Co-Ingestion of a Protein Hydrolysate with or without Additional Leucine Effectively Reduces Postprandial Blood Glucose Excursions in Type 2 Diabetic Men Ralph J. Manders, еt al.
  18. Co-ingestion of leucine with protein does not further augment post-exercise muscle protein synthesis rates in elderly men
  19. René Koopman, et al
  20. Leucine-enriched essential amino acid supplementation during moderate steady state exercise enhances postexercise muscle protein synthesis. Pasiakos SM, et al.
  21. Leucine-protein supplemented recovery feeding enhances subsequent cycling performance in well-trained men.Thomson JS, Ali A, Rowlands DS.
  22. Leucine and calcium regulate fat metabolism and energy partitioning in murine adipocytes and muscle cells. Sun X, Zemel MB.
  23. Leucine supplementation enhances skeletal muscle recovery in rats following exercise. Anthony JC, Anthony TG, Layman DK.
  24. Effects of alfa-hydroxy-isocaproic acid on body composition, DOMS and performance in athletesAntti A Mero,Tuomo Ojala,Juha J Hulmi,Risto Puurtinen,Tuomo AM Karila, and Timo Seppälä
  25. Effect of leucine metabolite beta-hydroxy-beta-methylbutyrate on muscle metabolism during resistance-exercise training. Nissen S, et al.
  26. Effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) on exercise performance and body composition across varying levels of age, sex, and training experience: A review.Wilson GJ, Wilson JM, Manninen AH.
  27. Ingestion of Protein Hydrolysate and Amino Acid–Carbohydrate Mixtures Increases Postexercise Plasma Insulin Responses in MenLuc J. C. van Loon, et al.
  28. Plasma Glucagon and Insulin Responses Depend on the Rate of Appearance of Amino Acids after Ingestion of Different Protein Solutions in Humans Jose A. L. Calbetand Dave A. MacLean
  29. Essential amino acids are primarily responsible for the amino acid stimulation of muscle protein anabolism in healthy elderly adults Elena Volpi, et al.
  30. Essential amino acids and muscle protein recovery from resistance exerciseElisabet Børsheim,et al.
  31. The effects of protein and amino acid supplementation on performance and training adaptions during ten weeks of resistance training - Chad M. Kerksick
  32. Branched-chain amino acid supplementation augments plasma ammonia responses during exercise in humansD. A. MacLean and T. E. Graham
  33. Goldberg, A. L. & Chang, T. W. (1978) Regulation and significance of amino acid metabolism in skeletal muscle.
  34. Wagenmakers, A.J.M., Brookes, J. H., Coakley, J. H., Reilly, T. & Edwards, R.H.T. (1989) Exercise-induced activation of branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase in human muscle.
  35. Wagenmakers, A.J.M., Beckers, E. J., Brouns, F., Kuipers, H., Soeters, P. B., van der Vusse, G. J. & Saris, W.H.M. (1991) Carbohydrate supplementation, glycogen depletion, and amino acid metabolism during exercise.
  36. Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA Supplementation on Skeletal Muscle during ExerciseYoshiharu Shimomura, et al.
  37. Branched-chain amino acids augment ammonia metabolism while attenuating protein breakdown during exercise.MacLean DA, Graham TE, Saltin B.
  38. Effects of branched-chain amino acid supplementation on serum creatine kinase and lactate dehydrogenase after prolonged exercise. Coombes JS, McNaughton LR.
  39. Hefler, S. K., Wideman, L., Gaesser, G. A. & Weltman, A. (1995) Branched-chain amino acid (BCAA) supplementation improves endurance performance in competitive cyclists.
  40. Van Hall, G. J., Raaymakers, S. H., Saris, W.H.M. & Wagenmakers, A.J.M. (1995) Ingestion of branched-chain amino acids and tryptophan during sustained exercise in man: failure to affect performance
  41. Varnier, M., Sarto, P., Martines, D., Lora, L., Carmignoto, F., Leese, G. P. & Naccarato, R. (1994) Effect of infusing branched-chain amino acid during incremental exercise with reduced muscle glycogen content.
  42. Mittleman, K. D., Ricci, M. R. & Bailey, S. P. (1998) Branched-chain amino acids prolong exercise during heat stress in men and women.
  43. Blomstrand, E., Hassmen, P., Ekblom, B. & Newsholme, E. A. (1991) Administration of branched-chain amino acids during sustained exercise—effects on performance and on plasma concentration of some amino acids.
  44. Influence of ingesting a solution of branched-chain amino acids on perceived exertion during exercise. Blomstrand E, Hassmén P, Ek S, Ekblom B, Newsholme EA.
  45. Preference for a solution of branched-chain amino acids plus glutamine and arginine correlates with free running activity in rats: involvement of serotonergic-dependent processes of lateral hypothalamus. Smriga M, Kameishi M, Tanaka T, Kondoh T, Torii K.

Хареса ли ти?

Сподели с приятели в:

Десимир Петров
Десимир Петров

Десо се грижи за това да има винаги готов, аргументиран и ясен отговор на въпроса "от кои хранителни добавки има смисъл?". Той е нашата енциклопедия по темата с добавките, а тя, вероятно знаеш, е много голяма и много противоречива. Редовно може да го потърсиш за съдействие и в магазина ни.

Научи още
Препоръчани продукти
back-arrowbb-hexcalendarcheckoutfacebook-iconforumgoogle+instagramlinkedinlogo-smallmailmessagesmy-bbprofileprogressreadingsearchseparator-carrotseparator-dumbbellseparator-shoeservicestoresubmit-arrowtop-arrowtwitteryoutube1 read-later1