РЕГЛАМЕНТЫ ДОЗИРОВАНИЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СИНТЕЗА БЕЛКА У АКТИВНЫХ ИНДИВИДУУМОВ
DOSAGING REGULATIONS FOR PROTEIN SYNTHESIS ENHANCEMENT WITH ACTIVE INDIVIDUALS

Область техники
Настоящее раскрытие, в общем, относится к способам обеспечения питания. Конкретнее, настоящее раскрытие направлено на способы обеспечения пищевыми продуктами для увеличения синтеза белка у активных индивидуумов.
Уровень техники
Пищевые продукты для обеспечения белком потребителя известны. Обычно эти пищевые продукты не связаны с какими-либо рекомендациями в отношении потребностей в питании, основанными на типах потребителей или активностях потребителей. Например, спортсмену, тренировки которого связаны с упражнениями на выносливость, скорее всего необходимо съедать большее количество (например, энергии в килокалориях) пищевого продукта, чем человеку, отправляющемуся на обычную прогулку. В результате, индивидуум, который ест пищевые продукты, не знает, сколько пищевого продукта следует употребить, чтобы оптимизировать белок, обеспечиваемый содержимым пищевого продукта.
Раскрытие изобретения
Настоящее раскрытие обеспечивает различные способы обеспечения пищевыми продуктами для получения белка до, в ходе и после физических упражнений для увеличения синтеза белка у индивидуума на протяжении периода восстановления после физической нагрузки. В общем воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ обеспечения питания для спортсмена. Способ включает обеспечение режима питания на белковой основе, который может изменить доступность аминокислот для спортсмена без обеспечения различными белками быстрого или медленного типа (например, сывороточного белка или казеина, соответственно) и обеспечение персональными указаниями в отношении потребления продуктов на белковой основе, который включает режим питания на белковой основе в период прохождения курса физических упражнений. Персональные указания обеспечивают рекомендуемые дозы продуктов на белковой основе для потребления на протяжении курса физических упражнений, основанные, по меньшей мере, на одной из характеристик спортсмена, виде спорта и программе тренировки спортсмена для усиления эффекта развития мышц, возникающего в результате тренировок, путем регулирования синтеза белка посредством изменения доступности аминокислот.
В одном из воплощений режим питания на белковой основе включает белковую смесь, включающую изолированный соевый белок, изолированный сывороточный белок молока и казеинат кальция, или любую индивидуальную аминокислоту или полный белок. В одном из воплощений, продукты на белковой основе состоят, главным образом, из композиций, имеющих одинаковый белковый состав, но отличающихся по дозировке. Продукты на белковой основе могут представлять собой продукты, имеющие одинаковый аминокислотный состав, но отличающиеся по дозировке.
В одном из воплощений в персональных указаниях рекомендуют проводить прием пищи в виде болюсных доз и по времени близко к моменту выполнения упражнений, например перед курсом тренировок или после него. В другом воплощении, в персональных указаниях рекомендуют проводить прием пищи в виде пульсовых доз перед началом, при прохождении и после курса тренировок.
В одном из воплощений характеристика спортсмена может представлять собой массу тела, рост, возраст, пол или их комбинацию. Режим тренировок может представлять собой аэробику, тяжелую атлетику, бег, плавание, езду на велосипеде, командные виды спорта или их комбинацию.
В одном из воплощений персональные указания дополнительно основываются на продолжительности программы тренировок спортсмена. Персональные указания могут быть обусловлены выбором спорта. Программа тренировок может быть разработана для достижения поставленной задачи, такой как сброс веса, набор мышечной массы, тренировка выносливости, повышение тонуса мышц или их комбинации. Индивидуально подобранные указания могут обеспечить рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до и на протяжении выполнения физических упражнений, основываясь, по меньшей мере, на одной из характеристик спортсмена и на программе тренировок спортсмена.
В одном из воплощений пищевой продукт имеет такой размер, что его можно съесть за один прием, обладает сладким вкусом и содержит белок в высокой концентрации. Продукт на белковой основе может включать покрытие. В одном из воплощений, покрытие представляет собой шоколад. Покрытие может дополнительно включать твердые частицы.
В одном из воплощений продукт на белковой основе весит примерно от 5 до 35 г. Содержание белка в изделии на белковой основе может быть равно от примерно 2 г до примерно 4 г, что желательно для дозирования пищи пульсами. Продукт на белковой основе может содержать белковую смесь, включающую изолированный соевый белок, изолированный сывороточный белок молока и казеинат кальция.
В одном из воплощений продукт на белковой основе включает белок в количестве, варьирующем от примерно 20% до примерно 40% от массы продукта на белковой основе. Продукт на белковой основе может также включать жир в количестве от примерно 10% до примерно 40% от массы продукта на белковой основе. В одном из воплощений, продукт на белковой основе включает белок в количестве примерно 15% по массе вместе с менее чем 10% насыщенного жира от массы продукта на белковой основе.
В альтернативном воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ увеличения пользы от упражнений с отягощением. Способ включает обеспечение, по меньшей мере, двух разных способов дозирования белковой композиции, которые имеют практически одинаковый аминокислотный состав, и обеспечение указаний в отношении того, какое дозирование следует применять перед физическими нагрузками, в период физических нагрузок и после физических нагрузок.
В другом воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ продажи продукта на белковой основе. Способ включает обеспечение одного или нескольких продуктов на белковой основе в единой традиционной упаковке и обеспечение индивидуально подобранных указаний для потребления продуктов на белковой основе. Индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до, в период и после физических упражнений. Способ дополнительно включает продажу упаковки продукта на белковой основе и указаний для спортсменов. Индивидуально подобранные указания могут быть основаны, по меньшей мере, на одной из характеристик спортсмена и режиме тренировок спортсмена.
В одном из воплощений, продукты на белковой основе не упаковывают индивидуально. В другом воплощении, продукты на белковой основе упаковывают индивидуально.
В альтернативном воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ усовершенствования синтеза белка спортсменом после физических упражнений. Способ включает обеспечение продукта на белковой основе и обеспечение индивидуально подобранных указаний для потребления продукта на белковой основе. Индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до, в период и после физических упражнений на основании, по меньшей мере, одной из характеристик спортсмена и режима тренировок спортсмена.
Преимущество настоящего раскрытия заключается в обеспечении усовершенствованных способов обеспечения пищевыми продуктами до, в период и после физических упражнений.
Другое преимущество настоящего раскрытия заключается в обеспечении новых способов потребления белка до, в период и после физических упражнений.
Еще одно преимущество настоящего раскрытия заключается в обеспечении усовершенствованного способа улучшения синтеза белка спортсменом после физических упражнений.
Дополнительные признаки и преимущества описаны в настоящей заявке и будут понятны из следующего далее раздела «Осуществление изобретения» и чертежей.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показаны временные моменты, в которые выполняли воздействия, и коллекции образцов, применяемые в нашем протоколе.
Фиг.2 показывает профили аминокислот в процессе различных испытаний, достигаемые с помощью обусловленных питанием воздействий.
Фиг.3 показывает парциальные скорости синтеза для смешанного синтеза мышечного белка в течение 5-ти часов после упражнений с отягощением (* Плацебо<Медленный, Быстрый).
Фиг.4 представляет собой схематическое изображение расположения целевых белков в сигнальном пути (анаболическом) инсулиноподобного фактора роста.
Фиг.5 показывает фосфорилирование mTOR (А) и PRAS40 (В) в покое (1) перед тренировкой с отягощением, и через 1 час (2) и 5 часов после восстановления после физической нагрузки для плацебо ([Р] белые столбики), быстрой доставки ([F] голубые столбики) и медленной доставки ([S] красные столбики).
Фиг.6 показывает фосфорилирование р70 S6 киназы thr421/ser424 (А) и р70 S6 киназы thr389 (В) в покое (1) перед тренировкой с отягощением, и через 1 час (2) и 5 часов после восстановления после физической нагрузки для плацебо ([Р] белые столбики), быстрой доставки ([F] голубые столбики) и медленной доставки ([S] красные столбики).
Осуществление изобретения
Настоящее раскрытие относится, в общем, к способам обеспечения питанием спортсмена или активной личности. Пищевые продукты, включающие белок(белки), могут быть специально разработаны и могут быть предоставлены спортсмену до, в период и после физических упражнений. Пищевые продукты могут иметь сладкий вкус и содержать белок в высокой концентрации. Кроме того, пищевые продукты могут удовлетворять как требованиям к качеству белка (например, белковая смесь из трех источников), так и к количеству белка (например, фиксированное и соответствующее норме количество белка при приеме маленьким кусочком за один раз или специфический тип белка, например, изолированный сывороточный белок молока в сравнении с соевым белком).
В общем воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ обеспечения питанием спортсмена, применяющий разработанные с учетом конкретных особенностей или персональные указания в отношении продуктов на белковой основе. Способ включает обеспечение продукта на белковой основе и обеспечение индивидуально подобранных указаний для потребления продукта на белковой основе. Индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество (например, общее количество) продукта на белковой основе для потребления в течение курса тренировок, основанное на одной или нескольких характеристиках спортсмена и/или на одном или нескольких режимах тренировок спортсмена.
Как применено в настоящей заявке, спортсмен представляет собой любого индивидуума, вовлеченного в физическую активность (например, упражнения с отягощением, спорт). Как применено в настоящей заявке, термин «курс тренировок» означает любую физически проявляемую активность, осуществляемую в течение определенного срока спортсменом.
В персональных указаниях могут специально рекомендовать количество продукта на белковой основе для потребления на дискретных временных интервалах перед началом курса тренировок, во время курса тренировок и после курса тренировок. Персональные указания также могут быть основаны на продолжительности режима тренировок спортсмена.
Удивительно, но было обнаружено, что прием спортсменом белка с пищей как в болюсном количестве, так и в пульсовых количествах перед физическими упражнениями и/или на протяжении курса физических упражнений, соответственно, был эффективен для увеличения синтеза белка после тренировок. Например, результаты исследований показали, что получение с пищей белка перед тренировками может иметь неожиданные эффекты на доставку аминокислот после физической нагрузки, что, теоретически, не может быть идеально для оптимального синтеза белка.
В одном из воплощений, в персональных указаниях рекомендуют болюсное количество пищи перед курсом тренировок и после него. Как применено в настоящей заявке, болюсное количество пищи представляет собой единое количество или единую дозу продукта на белковой основе. В персональных указаниях могут рекомендовать, за какое время до физических упражнений следует потреблять болюсное количество пищи. Болюсное количество пищи может представлять собой особенно большое количество, чтобы у спортсмена не возникало необходимости потреблять какой-либо продукт па белковой основе во время физических упражнений.
В другом воплощении, в персональных указаниях рекомендуют пульсовое количество пищи перед началом, при прохождении и после курса тренировок. Как применено в настоящей заявке, пульсовое количество пищи представляет собой количество продукта на белковой основе для многократного приема. В персональных указаниях могут рекомендовать дискретные временные интервалы до, в период и после физических упражнений, во время которых спортсмен должен потреблять продукта на белковой основе. Пульсовое количество пищи может представлять собой особенно маленькое количество, такое, чтобы спортсмен не переедал продуктов на белковой основе в продолжение всего времени тренировок. Получение пищи пульсами может привести к пролонгированной аминокислотной кривой.
Продукты на белковой основе могут иметь размеры, основанные на размере и структуре пищевых продуктов и позволяющие индивидуально подобрать и оптимально дозировать белок для обеспечения белком спортсмена. Например, спортсмен может потреблять определенное число продуктов на белковой основе для обеспечения правильного количества белка для спортсмена, как это предусмотрено в индивидуально подобранных указаниях. Таким образом, порции продукта на белковой основе, потребляемые спортсменом, можно легко определить и проконтролировать. В одном из воплощений, поглощенное количество (например, потребленное количество) определяется характеристикой(характеристиками) спортсмена, и индивидуально подобранные указания задают количество продуктов на белковой основе для потребления спортсменом до, в период и после физических упражнений.
Для подготовки указаний и определения того, каким указаниям нужно следовать, одна или несколько характеристик спортсмена могут представлять собой, в качестве примера, массу тела, рост, возраст, пол или их комбинацию. Любые другие характеристики спортсмена также могут быть применены для определения указаний. Один или нескольких режимов тренировок могут включать, в качестве примера, аэробику, тяжелую атлетику, бег, плавание, езду на велосипеде, командные виды спорта или любые другие подходящие индивидуальные или групповые виды спорта. Режим тренировки(тренировок) также может быть определен, основываясь на любом виде спорта (например, бейсбол, американский футбол, баскетбол, английский футбол и т.п.).
Режим тренировки(тренировок) может быть определен на основании персональных задач спортсмена или потребителя продуктов на белковой основе. Например, персональная задача может представлять собой сброс веса, набор мышечной массы, оптимальное восстановление и адаптацию к тренировкам и/или их комбинацию.
В одном из воплощений, индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления спортсменом до, в период и после физических упражнений, основанное, по меньшей мере, на одной из характеристик спортсмена и режиме тренировок спортсмена. Размер продукта на белковой основе дополнительно обеспечивает удобство в обращении и определении количества дозы до, во время и после физических упражнений.
В одном из воплощений, продукт на белковой основе включает покрытие. Покрытие может быть обеспечено для удобного обращения с продутом на белковой основе и для того, чтобы оно не прилипало, до, во время и после потребления. Покрытие может включать шоколад, например, в форме шоколадной корочки для предупреждения потери формы. В альтернативном воплощении, покрытие может включать твердые частицы.
Покрытие может включать два разных шоколада для зрительного различения. Покрытие может включать различные вкусоароматические добавки, такие как арахисовое масло, песочное тесто и ванильный йогурт. Покрытие может быть добавлено к белковой/жировой сердцевине, с помощью любых подходящих способов, таких как, например, укладка в формы или глазирование.
Продукт на белковой основе может иметь любую подходящую форму для удобства в применении. В одном из воплощений, каждый из продуктов на белковой основе весит от примерно 0,1 г до примерно 50 г, например, 2 г, 4 г, 6 г, 8 г, 10 г, 12 г, 14 г, 16 г, 18 г, 20 г, 22 г, 24 г, 26 г, 28 г, 30 г, 32 г, 34 г, 36 г, 38 г, 40 г, 42 г, 44 г, 46 г, 48 г и т.п. В другом воплощении, каждый из продуктов на белковой основе весит от примерно 5 г до примерно 25 г. Предпочтительно, каждый продукт на белковой основе может иметь массу, варьирующую от примерно 5 г до примерно 15 г. Более предпочтительно, каждый продукт на белковой основе может иметь массу, варьирующую примерно от 8 г до 9 г. Типичная порция может включать, например, несколько продуктов на белковой основе, которые могут обеспечить в сумме от примерно 250 до примерно 320 ккал.
Следует понимать, что индивидуальные величины для массы продукта на белковой основе также могут быть определены границами диапазона. Например, массу продукта на белковой основе, равную 22 г и 28 г, также следует рассматривать как массу, изменяющуюся в диапазоне от 22 г до 28 г. То же самое относится к любой комбинации конкретно упомянутых величин в настоящем раскрытии.
В другом воплощении продукт на белковой основе может быть введен периодически или повторяющимися пульсами. Например, продукт на белковой основе может быть введен в таком количестве, как 6×5 г или 10×3 г в продолжение всего указанного периода времени.
Определенный размер продуктов на белковой основе может обеспечить удобства в переноске и готовность к использованию продуктов на белковой основе. Кроме того, как обсуждалось ранее, размер может сделать продукт на белковой основе более удобным для поедания дискретными порциями, что позволяет контролировать количество в зависимости от указаний для спортсмена. Например, порции или количество продуктов на белковой основе, которые спортсмен должен потребить до, в период и после физических упражнений, можно легко подобрать путем изменения числа продуктов на белковой основе, необходимого для удовлетворения определенной потребности в белке в соответствии с указаниями.
Продукт на белковой основе может содержать дискретное количество белка в одном или нескольких маленького размера продуктах для поглощения за один прием для обеспечения любого подходящего количества белка для спортсмена. Процент энергии (например, в форме калорий), поступающей с белком, может варьировать вплоть до 30%.
В одном из воплощений продукт на белковой основе включает количество белка в диапазоне от примерно 20% до примерно 40% от массы продукта на белковой основе. В другом воплощении, продукт на белковой основе включает количество белка, равное примерно 30% от массы продукта на белковой основе. Более того, продукт на белковой основе может быть изготовлен так, что могут иметь соответствующее и учитываемое количество белка на единственный продукт на белковой основе, например, от примерно 2 г до примерно 4 г на продукт на белковой основе. Предпочтительно, продукт на белковой основе включает белок, содержание которого равно примерно 2 г до примерно 2,5 г.
В одном из воплощений, продукт на белковой основе может находиться в форме готового к употреблению («RTD») напитка. В этой связи, RTD-напиток может включать от примерно 1% до примерно 20% по массе белка, например, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% и т.п. RTD-напиток также может находиться в контейнере, который имеет большую крышку, которая может быть применена для того, чтобы точного отмерять дозы жидкого белка.
Продукт на белковой основе также может содержать дискретное количество жира в одном или нескольких маленького размера продуктах для поглощения за один прием для обеспечения спортсмена любым подходящим количеством энергии. Например, каждый продукт может обеспечить количество жира вплоть до 9 г/300 кал. Каждый продукт также обеспечить количество насыщенного жира вплоть до 4 г/300 кал. В одном из воплощений, процентное содержание энергии (например, в форме калорий), поступающее из жира, может быть равно вплоть до примерно 25%.
В одном из воплощений, продукт на белковой основе включает количество жира в диапазоне от примерно 10% до примерно 40% от массы продукта на белковой основе. Предпочтительно, продукт на белковой основе включает количество жира, равное примерно 30% от массы продукта на белковой основе.
Источник жира в пищевом продукте может дополнительно обеспечивать улучшенные вкусовые ощущения. Подходит любой источник жира. Например, могут быть применены животные или растительные жиры. Для увеличения питательной ценности, источник жира может включать n3-ненасыщенные и n6-ненасыщенные жирные кислоты. Источник жира также может содержать длинноцепочечные жирные кислоты и/или жирные кислоты с цепью средней длины. Например, могут быть применены молочный жир, каноловое масло, миндальное масло, арахисовое масло, кукурузное масло и/или подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты.
Особые диапазоны количества белка в комбинации с количеством жира в изделии на белковой основе также могут давать преимущества при обеспечении конкретных требований в отношении белка для спортсмена. В одном из воплощений, продукт на белковой основе включает белок в количестве, равном свыше 15% по массе вместе с насыщенным жиром в количестве менее чем 10% от массы продукта на белковой основе.
ТМ
Могут быть применены любые подходящие белки или смеси белков. Например, продукт на белковой основе может содержать белковую смесь, включающую изолированный соевый белок, изолированный сывороточный белок молока и казеинат кальция. Примером белковой смеси служит белковая смесь «Tri-source».
Присутствие белков в пищевых продуктах настоящего изобретения имеет то преимущество, что делает возможным обеспечение спортсмена более полным питанием или синтезом белка до, во время и после выступлений. В качестве источника белка может служить любой подходящий пищевой белок, такой как, например, животные белки (например, белки молока, белки мяса и яичные белки); растительные белки (например, соевый белок, пшеничный белок, рисовый белок и белок гороха); смеси свободных аминокислот или их комбинации. Молочные белки, такие как казеин и белки молочной сыворотки, и соевые белки особенно предпочтительны.
Белки могут находиться в неизменном виде или могут быть гидролизованы или могут представлять собой смесь неизмененных и гидролизованных белков. Может быть желательно предоставлять частично гидролизованные белки (степень гидролиза от 2 до 20%), например, для спортсменов, у которых, как полагают, может существовать риск развития аллергии на коровье молоко. В общем, по меньшей мере, частично гидролизованные белки легче и быстрее метаболизируют в организме. В частности, это верно и для аминокислот. В одном из воплощений, продукт на белковой основе содержит единственные/незаменимые аминокислоты, такие как, например, L-лейцин, L-валин и/или L-изолейцин.
Продукты на белковой основе в некоторых воплощениях могут быть получены с помощью любого подходящего способа (например, холодная экструзия). Например, продукты на белковой основе могут быть получены с помощью трехстадийного способа изготовления, включающего: 1) формование кусочка, 2) обработку продукта после формования и 3) глазирование продукта (например, шоколадной или сахарной глазурью).
Для получения индивидуальных кусочков такого маленького размера, чтобы их можно было съесть за один раз, стадия формования продукта может включать изготовление рулета из белковой/жировой массы, нарезание его на маленькие кусочки и формирование их в шарики. После формирования продукт может быть обработан перед глазированием (например, нанесено покрытие). Рекомендуется дать продукту остыть для того, чтобы избежать текучести продукта в холодном состоянии. Например, для того, чтобы избежать слипания продуктов, может быть применена специальная обработка. Продукты также могут быть глазированы очень быстро для того, чтобы избежать обводнения и потери формы.
Нанесение покрытия может представлять собой способ, с помощью которого предупреждают слипание, держат форму центра масс и обеспечивают жесткий, блестящий и нетающий шарик. Возможны различные способы покрытия, такие как дражирование шоколадом (например, для жесткой сердцевины) и дражирование карамелью (например, для более мягкой сердцевины).
В другом воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ продажи продукта на белковой основе. Способ включает обеспечение одного или нескольких продуктов на белковой основе в упаковке и обеспечение индивидуально подобранных указаний для потребления продуктов на белковой основе. Индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до, в период и после физических упражнений. Способ дополнительно включает продажу упаковки продукта на белковой основе и указания для спортсмена. Индивидуально подобранные указания основаны на одной или нескольких характеристиках спортсмена и/или на одном или нескольких режимах тренировок спортсмена.
В одном из воплощений продукты на белковой основе индивидуально не упаковывают. В другом воплощении продукты на белковой основе упаковывают индивидуально. В каждой упаковке может быть любое подходящее число продуктов на белковой основе.
Набор с пищевыми продуктами может включать один или несколько продуктов на белковой основе и индивидуально подобранные указания о том, как много продуктов на белковой основе спортсмен должен потребить до, в период и после физических упражнений. Множество продуктов на белковой основе и индивидуально подобранные указания могут храниться вместе в упаковке.
Индивидуально подобранные указания для набора с пищевыми продуктами могут обеспечивать рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до, во время и после тренировки, основанное на массе тела или других физических характеристиках (например, масса тела, возраст, пол) спортсмена. В другом воплощении, индивидуально подобранные указания для набора с пищевыми продуктами могут обеспечивать рекомендованное количество продуктов на белковой основе для спортсмена до, в период и после физических упражнений, основанное на режиме тренировок спортсмена.
В альтернативном воплощении, настоящее раскрытие обеспечивает способ усовершенствования синтеза белка спортсменом после того, как физические упражнения завершены. Способ включает обеспечение продукта на белковой основе и обеспечение индивидуально подобранных указаний для потребления продукта на белковой основе. Индивидуально подобранные указания обеспечивают рекомендованное количество продукта на белковой основе для потребления до, в период и после физических упражнений на основании, по меньшей мере, одной из характеристик спортсмена и режима тренировок спортсмена.
ПРИМЕРЫ
В качестве примера, а не ограничения, следующие примеры представляют собой иллюстрации различных воплощений настоящего раскрытия.
ПРИМЕР 1
Источники пищевого белка описывают как «быстрый» или «медленный» в зависимости от скорости расщепления и всасывания в кровь аминокислот. Интересно было определить, влияет ли тип доставки аминокислот из пищевого источника, независимо от содержания индивидуальных аминокислот в пище, на синтез белка в ответ на упражнения с отягощением. Было обнаружено, что в популяциях людей, ведущих малоподвижный образ жизни, изменение в доступности аминокислот, достигаемое через различия в скорости расщепления белков пищи, изменяет возникающее после приема пищи удержание белка. У молодых, здоровых субъектов, прием пищи с «медленным» белком (например, казеином) приводит к более высокому балансу лейцина, по сравнению с тем, как прием пищи с «быстрым» белком (например, сывороточным белком молока) соответствует содержанию лейцина. Эта разница не видна у пожилых субъектов. Если пища подходит для общего содержания азота, то пожилые субъекты показывают более высокий азотный баланс с быстрым белком, чем с медленным белком, по сравнению с молодой группой.
Трудно переносить результаты этого исследования на указания по питанию для спортсменов. Трудно определить индивидуальные роли и взаимодействие содержания различных аминокислот в богатых белком продуктах и усвояемость пищевых белков. Кроме того, должны быть приняты во внимание сильное влияние курса упражнений и хронический эффект тренировок. В исследовании, включающем гликемический индекс («GI») углеводной пищи, модель, применяемая для выделения типов доставки субстрата в мышцы, следует сравнивать с ответами на углеводную пищу с высоким GI, потребляемую болюсом (т.е., быстрый выход глюкозы), с потреблением той же пищи в виде серии маленьких закусок в течение того же временного интервала (т.е., имитация низкого и замедленного высвобождения углевода с низким GI). В этой модели получают различия в глюкозе крови и инсулиновых ответах, наблюдаемых для углеводной пищи с низкими GI, при обеспечении идентичного профиля питания. Эту идею применяют для сравнения ответа на быстрый белок или медленный белок, потребленный в связи с упражнениями с отягощением.
Задача
Целью этого эксперимента было исследование роли доступности аминокислот как регуляторов общего синтеза белка в мышцах до и на протяжении восстановления после физических нагрузок у тренированных субъектов, путем воздействия на изменение уровня аминокислот в крови перед тренировками и до и на протяжении тренировок. В нашей модели были получены разные образцы доставки аминокислот, имитирующие «быстрый» (например, болюсное кормление) и «медленный» (например, пульсовое кормление) источник белка при обеспечении аминокислотами в идентичной концентрации. Основываясь на результатах предыдущего исследования, которые показали, что польза от кормления аминокислотами выше, если их потребляют перед сессией, а не после нее, источники белка потребляли до физической нагрузки. Считается, что после физической нагрузки кормление может быть так же эффективно.
Гипотеза
1. При сравнении с контрольным испытанием (натощак), испытания, в которые было включено поглощение высококачественного белка перед выполнением упражнений с отягощением, должны привести к увеличению во внутриклеточной передаче сигнала, связанного с синтезом белка и парциальными скоростями синтеза («FSR»; или непосредственно измеряемым синтезом мышечного синтеза белка с помощью отбора образцов мышечной биопсии) мышечного белка после выполнения упражнений.
2. Будут получены разные профили доставки аминокислот, если данное количество источника высококачественного белка будет поглощено в виде болюса (имитация «быстрого» белка) или в виде серии маленьких «пульсовых» приемов пищи (имитация «медленного» белка), начиная прием пищи перед тем, как приступить к выполнению упражнений с отягощением.
3. Различия в образцах доставки аминокислот будут влиять на внутриклеточную передачу сигнала, поддерживая синтез белка и общие FSR мышечного белка после упражнений с отягощением.
Способы
Для этого исследования, которое проводил Австралийский институт спорта с одобрения его Комитета по этике, были набраны двенадцать спортсменов, тренирующихся в области упражнений с отягощением. Каждый спортсмен проходил 3 испытания в сбалансированной перекрестной модели с 1-2-недельными перерывами между испытаниями. В каждом испытании требовалось, чтобы субъекты выполнили тур упражнений с отягощением, в который были включены экстензии одной ноги (стандартизованная разминка с последующими десятью сетами из 8-10 повторов с нагрузкой, эквивалентной 80% специфического 1-повторного максимума («1-RM») для ноги с 2-мин восстановлением между сетами). Каждое испытание проводили на одной ноге, чередуя ноги между испытаниями. Продолжительность выполнения упражнения с отягощением была равна ~ 45 мин.
Каждый субъект выступал как их контроль при получении каждого из трех разных воздействий, обусловленных питанием. Эти вмешательства состояли в том, что субъект несколько раз получал питье, начиная за 45 минут до того, как он приступал к сессии упражнений с отягощением (см. фиг.1). Все испытываемые образцы были сопоставимы по объему жидкости (500 мл в первой временной точке, после этого питье 14×33 мл с 15 мин интервалами), они были одинаково окрашены, и путем добавлением неокрашенных подсластителей им был придан одинаковый вкус. Три обработки отличались тем, что в них отсутствовал или присутствовал высококачественный белок, растворенный в питье. Напитки, как и продукты, были обеспечены для всех экспериментальных условий компанией «Nestec Ltd», Швейцария.
- БОЛЮС=съедание болюса, равного 25 г сывороточного белка молока +5 г лейцина, растворенных в первой (500 мл) порции пищи, и поглощенного за 45 мин перед физической нагрузкой для обеспечения быстрой и максимальной доставки аминокислот к мышцам. С этого момента все порции питья, потребляемые с 15-мин интервалами, состояли из плацебо с искусственными подсластителями.
- ПУЛЬС=съедание 25 г сывороточного белка молока +5 г лейцина, разделенных на одинаковые порции для каждого приема пищи. Цель этого протокола заключается в поддержании стационарного уровня аминокислот в крови.
- ПЛАЦЕБО=Все обработки представляли собой воду с искусственными подсластителями: отсутствие питания в сочетании с физической нагрузкой или в продолжение всего времени испытания.
Методика наблюдения за ответом на тренировки с отягощением и приема пищи включала следующие протоколы:
- Образцы крови собирали в продолжение всего времени испытания для контроля образцов концентрации аминокислот, появляющихся при следовании разным протоколам кормления белком.
- Образцы мышц собирали с помощью чрескожной биопсии из латеральной широкой мышцы бедра от подгруппы субъектов (n=8) в покое и через 1 час и 5 часов после упражнений с отягощением. Эти образцы исследовали с помощью чипа на сигнальные и транскрипционный белки, вовлеченные в синтез и деградацию белка, применяя полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени («RT-PCR») и методику вестерн-блоттинга.
13
13
13
6
6
6
- Парциальные скорости синтеза (прямое измерение синтеза мышечного белка) смешанного мышечного белка в течение 5-ти часов после выполнения упражнений с отягощением определяют в другой подгруппе субъектов путем измерений включения С-фенилаланина в связанный мышечный белок и обогащения внутриклеточного С-фенилаланина в качестве предшественника. Этот способ включает осуществление непрерывного вливания С-фенилаланина в продолжение всего времени испытаний, и дальнейшее измерение на образцах мышц, взятых из латеральной широкой мышцы бедра в покое и через 1 и 5 часов после физической нагрузки.
На фиг.1 показаны временные моменты, в которые выполняли воздействия, и коллекции образцов, применяемые в нашем протоколе.
Результаты
Профили аминокислот, достигаемые с помощью воздействий, обусловленных питанием, в каждом испытании представлены на фиг.2. Парциальные скорости синтеза для смешанного мышечного белка из подгруппы субъектов представлены на фиг.3. Порядок расположения сигнальных белков, определяемых в этом исследовании, и их участие в анаболических путях суммированы на фиг.4, индивидуальные результаты представлены на фиг.5-6. На фиг.4 приведено схематическое представление целевых белков в сигнальном пути инсулиноподобного фактора роста (анаболическом). Белки, представляющие интерес, выделены затемнением (киназы PRAS40 и eEF2 не показаны).
Фиг.5 показывает фосфорилирование mTOR (А) и PRAS40 (В) в покое (1) перед тренировкой с отягощением, и через 1 час (2) и 5 часов после восстановления после физической нагрузки для плацебо (столбики [Р]), быстрой доставки (столбики [F]) и медленной доставки (столбики [S]). Величины представляют собой среднее ±SE (mTOR n=8; PRAS40 n=7), представленное в условных единицах по отношению к α-тубулину. * sig diff vs. 1; ‡ sig diff vs. 3; # sig diff vs. F2; (Р<0,05).
Фиг.6 показывает фосфорилирование киназы р70 S6 thr421/ser424 (А) и киназы р70 S6 thr389 (В) в покое (1) перед тренировкой с отягощением, и через 1 час (2) и 5 часов после восстановления после физической нагрузки для плацебо ([Р] столбики), быстрой доставки ([F] столбики) и медленной доставки ([S] столбики). Величины представляют собой среднее ±SE (n=8), представленное в условных единицах к α-тубулину. * sig diff vs. 1; ‡ sig diff vs. 3; # sig diff vs. F2; § sig diff vs. P2 (Р<0,05).
Обсуждение
Из этого исследования можно сделать следующие выводы:
- Управляемое изменение правильного момента потребления высококачественного белка эффективно в имитации профилей аминокислот в плазме крови, связанных с «быстро» перевариваемым белком (быстрая и максимальная доставка аминокислот) и «медленно» перевариваемым белком (замедленное высвобождение аминокислот).
- Поглощение умеренного количества (30 г) высококачественного белка (сывороточного белка молока + добавленный лейцин) перед сессией упражнений с отягощением эффективно для увеличения парциальной скорости синтеза смешанного мышечного белка по сравнению с состоянием натощак.
- Поглощение белка перед тренировкой может дифференциально изменять ожидаемые типы доставки аминокислот после физической нагрузки. Это было продемонстрировано более ясно на примере изменений концентрации лейцина в плазме крови (фиг.2b). Хотя в испытании с приемом пище в виде болюса (БОЛЮС) концентрации аминокислот в плазме крови достигали большого и быстрого увеличения по прошествии времени после съедание, в период, непосредственно следующий за выполнением упражнений с отягощением, концентрации в плазме снижались и были ниже, чем в соответствующие временные точки в испытании, где прием пищи проводили пульсами (ПУЛЬС). Напротив, прием пищи пульсами в испытании ПУЛЬС привел к низкому, но устойчивому увеличению в концентрации лейцина в плазме перед выполнением и на протяжении выполнения упражнений, с дальнейшим увеличением в концентрации лейцина после завершения выполнения упражнений, который поддерживался выше, чем уровень в болюсном испытании в течение 2,5 часов восстановления. Можно предположить, что рост в концентрации лейцина, следующий за выполнением упражнений с отягощением, может быть связан с восстановлением опорожнения желудка и всасывания в кишечнике, которое было снижено до и на протяжении периода физических нагрузок.
Уникальное открытие этого исследования заключается в том, что потребление источников белка перед физической нагрузкой связано с «переключением» характеристик доставки аминокислот в период, следующий за физической нагрузкой; БЫСТРЫЙ белок ведет себя как МЕДЛЕННЫЙ белок в период восстановления после физической нагрузки, в то же время МЕДЛЕННЫЙ белок приобретает характерные черты БЫСТРОГО белка.
Активность ключевых сигнальных и транскрипционных факторов, лежащая в основе синтеза мышечного белка, увеличивается вследствие тренировок с отягощением, при этом фосфорилирование обычно увеличивается за 1 час восстановления по сравнению с величинами в покое и снижается до базового уровня в течение 5-ти часов восстановления. Пищевой белок по отношению к тренировке с отягощением стимулирует более сильное увеличение в фосфорилировании некоторых ключевых белков (Akt, mTOR, p70 S6 киназы и S6 рибосомальный белок) за один час восстановления по сравнению с испытаниями с плацебо, эти преимущества более выражены в пульсовом испытании по сравнению с болюсным испытанием. Эти результаты предсказывают более высокую скорость синтеза белка при кормлении белком в течение испытания натощак, с достижением более высоких преимуществ в пульсовом испытании.
Не было замечено измеряемых различий в парциальных скоростях синтеза смешанного мышечного белка между болюсными и пульсовыми испытаниями.
Существует несколько потенциальных причин для несоответствия в этом исследовании между активацией анаболических сигнальных путей и синтезом мышечного белка. Они включают занижение расчетов мышечных FSR, которые препятствуют обнаружению различий между болюсными и пульсовыми испытаниями, и сложность в установлении связи скорости (несколько часов активности) с перекрестным измерением активности в единственной временной точке. Однако, также возможно, что эти события прямо не коррелируют по времени или по магнитуде.
Заключения
Посредством новых образцов дозирования наблюдали эффективный синтез белка как сравнение быстрого против медленного. Это исследование отличается от ранее обсуждаемого исследования тем, что было обнаружено, что синтез белка во всем организме проходит наилучшим образом с казеином.
Следует понимать, что различные изменения и модификации, вносимые в предпочтительные воплощения настоящего документа, будут очевидны специалистам в этой области техники. Такие изменения и модификации могут быть выполнены без отступлений от духа и объема предмета настоящего изобретения и не умаляют его предполагаемых преимуществ. Следовательно, предполагается, что такие изменения и модификации охватываются прилагаемой формулой изобретения.