Влияние диеты и питания на состав тела

Диета и гормональный ответ: потенциальное воздействие на состав тела

Для поддержания жизни необходим постоянный приток энергии, поступающей вместе с пищей. Основными питательными веществами, которые организм может использовать как источник энергии, являются белки, углеводы и жиры. В процессе переваривания пищи происходит резкое повышение содержания метаболитов и гормонов в плазме крови, которое в определенной степени зависит от периодичности приема пищи и ее состава. Питательные вещества и гормоны воздействуют на ткани-мишени, оказывая регуляторное воздействие на клеточные процессы. Что касается состава тела, то питательные вещества и гормоны играют важную роль в регуляции метаболизма белков в скелетных мышцах и триглицеридов в жировой клетчатке, которая со временем выражается в соответствующих изменениях состава тела. Под влиянием физических упражнений, которые также влияют на доступность питательных веществ и гормонов, а также особенностей питания формируются уникальные условия, определяющие направленность метаболических процессов, а также последующих изменений состава тела. Фаза метаболизма после приема пищи включает время, когда пищевые вещества всасываются из кишечника и попадают в систему кровообращения. Этот период продолжается несколько часов после приема пищи и поэтому основная масса людей находится в этой фазе метаболизма большую часть своей жизни. Подобно событиям, связывающим изменения состава липопротеидов после приема пищи с заболеваниями сердечно-сосудистой системы (Patsch et al., 1992; Ebcnbichlcr et al., 1995), гормональный ответ после приема пищи можно рассматривать как имеющий большее физиологическое значение по сравнению с гормональным фоном в период после всасывания питательных веществ, особенно, если речь идет об изменениях состава тела.

Принимая во внимание важные регуляторные функции гормонов, удивительно, что до сих пор никто не занимался систематически и достаточно глубоко изучением эффектов гормонального ответа на прием пищи. Цели этих исследований различные, однако у них один общий аспект — оценка гормонального ответа на прием пищи. Нами осуществлен синтез данных, характеризующих гормональные изменения в организме после приема пищи, с целью выяснения последствий гормональной реакции на поступление в организм пищевых веществ в зависимости от состава пищи и характера физической нагрузки. Рассмотрим влияние потребления пищи на соматотропный гормон, инсулиноподобный фактор роста I (ИФР-I), тестостерон, кортизол и инсулин, поскольку эти гормоны играют важную роль в регуляции белкового и липидного обменов. Для каждого гормона изучим характер изменений в ответ на прием пищи различного макросостава, а также гормональную реакцию на физическую нагрузку в случае приема пищи до, во время и после нее. Проведем теоретическое обсуждение возможного влияния, индуцированного приемом пищи, гормонального ответа на состав тела. Основное внимание будет уделено исследованиям с участим человека, экспериментальные работы, проведенные на животных, будут упоминаться только как источник дополнительной информации.

Влияние гормональных изменений, индуцированных приемом пищи, на состав тела

Одной из основных целей многих спортсменов и лиц, занимающихся двигательной активностью, является изменение состава тела, а именно снижение относительного количества жировой ткани и/или увеличение доли скелетных мышц. Гормоны представляют собой основные регуляторы белкового обмена в скелетной мышце, а также обмена триглицеридов в жировой ткани. Как отмечалось выше, количество, качество и время приема пищи влияет на уровень многих гормонов, регулирующих обмен белков и триглицеридов. Таким образом, в теоретической плоскости питание можно рассматривать как стратегию изменения гормонального статуса, регулирующего белковый и липидный баланс, которая в более длительном временном интервале может приводить к снижению массы жировой ткани и/или увеличению массы мышечной ткани.

Вместе с тем прогнозирование влияния пищи определенного состава на белковый и липидный баланс, а также последующие изменения состава тела являются достаточно сложными. Представьте себе, что большинство гормонов, по крайней мере, гормоны влияют на белковый и липидный баланс с помощью разнообразных механизмов и в отличие от ситуации in vitro, in vivo уровень всех этих гормонов после приема пищи изменяется одновременно. Принимая во внимание такое комплексное взаимодействие преобразование информации, которая характеризует изменения гормонов под влиянием приема пищи и физической нагрузки, в конкретные диетические рекомендации, направленные на изменение состава тела, — непростая задача. Было проведено изучение различных стратегии питания в период до и после выполнения физических упражнений и показано, что они позволяют с определенной долей вероятности влиять на уровень гормонов, а также на метаболизм белков и липидов (Volek, 2004), поэтому эти данные могут быть подходящей исходной точкой для обсуждения последствий индуцированных диетой гормональных изменений. Теоретически повышение уровня СТГ, ИФР-I и тестостерона будет положительно влиять на соотношение массы скелетных мышц и жировой ткани, т. е. повышение уровня этих гормонов будет способствовать увеличению мышечной массы и уменьшению массы жировой ткани. Повышение уровня кортизола будет иметь отрицательные последствия для скелетных мышц, однако способствовать усилению липолиза. И, наоборот, повышение уровня инсулина будет положительно влиять на скелетные мышцы и отрицательно на липидный баланс.

Питательные вещества, гормоны и белковый баланс в тканях скелетной мышцы

Физические упражнения, в частности силовая тренировка, стимулируют процессы синтеза и расщепления белка, соотношение которых определяет анаболические изменения в мышечной ткани под влиянием силовых упражнений. Характер взаимодействия питательных веществ и гормонов со специфическими рецепторами в тканях-мишенях (т. е. скелетных мышцах и жировой клетчатке) зависит от количества и состава пищи, а также времени ее приема после физической нагрузки. Индуцированные сократительной активностью механические и химические изменения в мышцах в совокупности с сигналами в виде питательных веществ и гормонов регулируют активность ферментов (например, гликогенсинтазы) и влияют на превращение на генном уровне и преобразование белков (Turner et al., 1988). Кроме того, двигательная активность сопровождается усилением кровообращения в активных скелетных мышцах, что имеет важное значение в случае приема пищи перед занятием, поскольку способствует взаимодействию гормонов и доставке питательных веществ к рецепторам-мишеням во время и после физических упражнений. Совместное воздействие мышечных сокращений и увеличения доступности гормонов и питательных веществ может усиливать транспорт аминокислот и глюкозы в клетки, а также формировать условия, благоприятные для прохождения анаболических процессов. Доступность питательных веществ в этот период времени имеет критическое значение, о чем свидетельствуют результаты исследований, продемонстрировавших низкий уровень ресинтеза гликогена (Pascoe et al., 1993; Roy, Tamopolsky, 1998) и отрицательный белковый баланс (Biolo et al., 1995, 1997) при отсутствии питания после физической нагрузки. Гормональный статус и доступность питательных веществ, способствующие анаболическим процессам, оказывают положительное воздействие на соотношение процессов синтеза и расщепления белков и формируют основу для усиления накопления белка и гипертрофии мышечных волокон в случае продолжительных занятий силовой тренировкой. Происходящее благодаря этому увеличение силовых способностей позволяет повышать интенсивность последующих тренировочных занятий и постепенно наращивать стимулирующее воздействие силовых упражнений. Со временем регулярные занятия силовыми упражнениями приведут к заметному увеличению силы и размера мышц.

Показано, что питание является простым и эффективным способом воздействия на скорость синтеза белка (Svanberg et al., 2000). Введение аминокислот или экзогенное применение их в чистом виде или в сочетании с углеводами стимулирует белковый синтез после занятий физическими упражнениями (Bennet et al., 1989; Biolo et al., 1997; Tipton et al., 1999a, 1999b; Rasmussen et al., 2000). Потребление углеводов после занятий силовыми упражнениями снижает показатели расщепления белка и несколько повышает уровень синтеза некоторых мышечных белков, что может быть обусловлено главным образом повышением концентрации инсулина (Roy et al., 1997). В случае приема белково-углеводных питательных добавок (6 г незаменимых аминокислот и 35 г сахарозы) через 1 и 3 ч после занятия силовыми упражнениями наблюдалось усиление синтеза белка почти на 400 % выше исходного уровня до занятия (Rasmussen et al., 2000). Употребление в пищу добавки того же состава непосредственно перед занятием приводило к усилению транспорта аминокислот к мышцам и еще более значительному повышению суммарного синтеза мышечных белков (Tipton et al., 2001). Показано, что незаменимые аминокислоты являются основными регуляторами синтеза белка в мышцах, а остальные аминокислоты оказывают лишь незначительное регуляторное влияние (Smith К. et al., 1998; Tipton et al., 1999a, 1999b). Аминокислоты с разветвленными боковыми цепями, особенно лейцин, могут быть наиболее важными стимуляторами синтеза белков в скелетных мышцах (Kimball, Jefferson, 2002). Последние исследования показали, что именно внеклеточный уровень незаменимых аминокислот в крови, а не их внутримышечное содержание регулирует синтез белка в мышцах (Bohe et al., 2003). Насколько эти срочные изменения белкового метаболизма в скелетных мышцах взаимосвязаны с долговременными изменениями массы нежировых тканей, неизвестно.

В одном из последних исследований с участием пожилых людей было проведено изучение влияния времени приема белковых и углеводных питательных добавок на изменения размера и силы мышц после 12 недель силовой тренировки (Esmarck et al., 2001). Питательная добавка (10 г белка, 7 г углеводов) употреблялась сразу или через 2 ч после каждого тренировочного занятия. В группе, которая принимала питательную добавку непосредственно после занятия, отмечалось более значительное увеличение мышечной массы, площади мышечных волокон и площади четырехглавой мышцы бедра. Эти данные свидетельствуют о том, что изменение времени приема питательной добавки, которая влияет на гормональный статус и содержание питательных веществ в крови, может влиять также и на долговременные адаптации к физической нагрузке. В частности, прием углеводного и белкового питания сразу после занятия оказался более эффективным с точки зрения увеличения гипертрофии скелетной мышцы и массы мышечной ткани по сравнению с приемом того же питания позднее. Эти результаты не согласуются с данными исследования, в котором у молодых здоровых людей не удалось обнаружить никаких различий в срочных изменениях белкового обмена в случае приема белкового питания через 1 и 3 ч после занятия физическими упражнениями (Rasmussen et al.,2000). Это явное противоречие, которое имеет отношение к времени приема белкового питания, подчеркивает важность параллельного изучения срочных изменений, направленных на определите кинетики белкового синтеза, и продолжительных исследований, направленных на оценку конечного результата с точки зрения размеров мышц. В настоящее время существует только одна такая работа, в которой показано, что применение углеводного питания во время выполнения силовых упражнений представляет собой эффективную стратегию снижения уровня кортизола и степень снижения его уровня непосредственно взаимосвязана с показателями гипертрофии мышечных волокон (Tarpenning et al., 2001).

Практически отсутствуют работы, в которых бы изучался вопрос о влиянии срочных изменений тестостерона, СТГ и ИФР-I на кинетику белкового обмена и долговременные изменения мышечной массы. Лабораторными исследованиями было установлено, что прием пищи влияет на уровень тестостерона в крови и пища смешанного состава изменяет содержание андрогенных стероидов в мышцах в период после физической нагрузки. Это свидетельствует о возможной взаимосвязи между питанием, уровнем тестостерона и белковым метаболизмом в скелетной мышце.

В целом накопленные к настоящему времени данные говорят о том, что сочетание таких факторов, как увеличение доступности аминокислот, повышение уровня инсулина и, возможно, других гормонов после занятий физическими упражнениями, а также определенное время приема пищи (т. е. непосредственно после завершения занятия) может иметь важное значение для достижения максимального анаболического ответа (Esmarck et al., 2001; Tipton et al., 2001). Потребление углеводного и белкового питания непосредственно до или после продолжительной двигательной активности может способствовать созданию идеальных условий для роста мышечной ткани. С точки зрения гормональных и метаболических изменений нет никаких оснований для включения жиров в пищу, которая принимается до или после выполнения физических упражнений.

Питательные вещества, гормоны и баланс триглицеридов в жировой ткани

Большинство исследований, посвященных изучению влияния питания на гормональные изменения, индуцированные физической нагрузкой, были направлены на изменение белкового обмена или стимуляцию образования гликогена. При этом практически не уделялось внимания изменениям липидного обмена в жировой ткани. Часто для стимуляции гликогенсинтазы и образования гликогена и даже для усиления белкового синтеза рекомендуют употреблять в пищу в большом количестве углеводы. Гормональный статус организма после углеводного питания характеризуется резким повышением уровня инсулина, который подавляет липолиз и может стимулировать липогенез в жировой ткани, — сценарий, нежелательный, если основной целью является снижение массы жировой ткани. В данном случае более подходящая альтернатива ’ потребление в пищу высококачественного белка, содержащего все незаменимые аминокислоты, может быть с добавкой углеводов, обладающих низкой гликемической нагрузкой, в период после занятия, чтобы стимулировать синтез белка и предотвратить повышение уровня инсулина с последующим подавлением липолиза. Белковое питание после занятия физическими упражнениями может немного повышать уровень СТГ, который также способствует усилению липолиза и снижению интенсивности липогенеза. Во время остальных приемов пищи в течение дня для сохранения низкого уровня инсулина следует выбирать продукты с низкой или средней гликемической нагрузкой. Поскольку увеличение содержания белков и жиров в пище сопровождается замедлением скорости ее переваривания и снижением гликемической нагрузки, приоритет следует оставлять за источниками высококачественного белка и здоровых ненасыщенных жиров.

В последние годы произошло значительное увеличение популярности диет с ограничением содержания углеводов, что в некоторой степени обусловлено влиянием рекламы, декларирующей их более высокую эффективность в отношении снижения массы тела и жирового компонента. В 1960—1970-х гг. было проведено несколько исследований, продемонстрировавших более значительное снижение массы тела при использовании диет с низким содержанием углеводов по сравнению с диетами с низким содержанием жиров даже при равной энергетической ценности (Rabast et al., 1979), что свидетельствует о метаболическом преимуществе первых (т. с. большем снижении массы тела при низком потреблении углеводов по сравнению с изоэнергетическими диетами смешанного состава). С того момента и до настоящего времени в этом направлении сделано очень немногое, о чем можно судить по нескольким публикациям, появившимся в 2003 г. и вновь продемонстри
овавшим более значительное снижение массы тела в случае использования диеты с низким содержанием углеводов на протяжении 3—6 месяцев (Brehm et al., 2003; Foster et al., 2003; Samaha ct al., 2003; Sondike et al., 2003). В некоторых исследованиях прежних лег было показано, что диеты с очень низким содержанием углеводов избирательно снижают массу жировой ткани, сохраняя массу мышечной ткани без изменений (Benoit et al., 1965; Young et al., 1971; Willi et al., 1998; Meckling et al., 2002), что свидетельствует о влиянии разделения питательных веществ. С этим наблюдением согласуется одно из наших последних сообщений о том, что применение диеты с очень низким содержанием углеводов без каких-либо других ограничений на протяжении 6 недель сопровождалось значительным снижением жирового компонента и увеличением мышечной массы у мужчин с нормальной массой тела (Volek et al., 2002). В ходе последующих исследований мы показали, что диета с очень низким содержанием углеводов приводит к снижению общего содержания жира в составе тела и снижению доли жировой ткани в области туловища соответственно в 2 и 4 раза большему по сравнению с диетой с низким содержанием жиров (Volek et al., 2004). Данные в отношении применения диет с ограниченным содержанием углеводов и жиров остаются противоречивыми (Blackburn ct al., 2001; Freedman ct al., 2001), тем не менее они свидетельствуют о высокой эффективности таких диет при использовании в течение непродолжительного времени и отсутствии каких-либо побочных эффектов (Volek et al., 2000, 2003; Sharman et al., 2002; Volek, Westman,2002). Диеты с очень низким содержанием углеводов — диеты с низкой гликемической нагрузкой. Несмотря на то что механизмы, благодаря которым диеты с низким содержанием углеводов способствуют снижению массы тела и доли жировой ткани, уменьшение концентрации инсулина может иметь важное значение и, по крайней мере, хотя бы частично объяснять более значительные потери жировой компоненты (Volek et al., 2002). Подавление липолиза наблюдается при сравнительно низких концентрациях инсулина, при этом 50 % максимального эффекта наблюдается при концентрации 12 пМ, а максимальный эффект при концентрации около 200 — 300 пМ (Jensen et al., 1989). Таким образом, даже небольшое снижение уровня инсулина может оказывать пермиссивное воздействие на мобилизацию жировых запасов организма при диете с низким содержанием углеводов. Возможные метаболические преимущества, которые могут быть обусловлены усилением белкового обмена, обеспечивающим аланин для глюконеогенеза, являются еще одной правдоподобной гипотезой, объясняющей более значительное снижение массы тела в случае листы с низким содержанием углеводов (Fcinman, Fine, 2004). Несмотря на положительные результаты применения диет с низкой гликемической нагрузкой или низким содержанием углеводов, применение диет с умеренным содержанием белков и жиров также выглядит довольно обещающим и вопрос об идеальной диете, обеспечивающей уменьшение доли жировой ткани и наносящей наименьший вред здоровью, по-прежнему является предметом дискуссий. Однако многочисленные доказательства свидетельствуют о важности контроля уровня инсулина с помощью диеты.

Заключение

Нет никаких сомнений в том, что питание и состав пищи существенно влияют на изменения гормонального статуса организма после приема пищи и после физической нагрузки. В то же время значение срочных и долговременных эффектов этих гормональных изменений на метаболические процессы в скелетных мышцах и жировой ткани и, в конечном итоге, на состав тела остается непонятным. Принимая во внимание важную регуляторную роль гормонов в обеспечении белкового и липидного баланса, влияние диеты на функцию эндокринной системы может иметь существенное значение. Оптимизация гормонального статуса в пользу анаболического обмена во время восстановительного периода между тренировочными занятиями принесет пользу лицам, которые стремятся достичь максимальных результатов в увеличении мышечной массы и силы. В частности, повышение уровня основных анаболических гормонов, имеющих отношение к росту мышечной ткани (т. е. тестостерона, СТГ, инсулина и ИФР-I) и/или снижение уровня основных катаболических гормонов (т. е. кортизола) будет способствовать формированию гормональной обстановки, способствующей усилению синтеза белка и гипертрофии мышц. В случае если целью является снижение доли жировой ткани, преимущества обеспечит сохранение низкой концентрации инсулина и повышение уровня СТГ и тестостерона. Если смотреть па проблему с этой точки зрения, тогда пища с низкой гликемической нагрузкой и средним содержанием качественного белка и ненасыщенных жиров будет способствовать утрате жирового компонента и обеспечит сохранение здоровья.

Эндокриная система, спорт и двигательная активность.
Перевод с англ./под ред. У.Дж. Кремера и А.Д. Рогола. — Э64
Издательство: Олимп. литература, 2008 год.

Что предлагают интернет магазины?
SPORTGUARDIAN.RU
Logo