ArticlePDF Available

The efficiency of branched chain aminoacids (BCAA) in the nutrition of combat sport athletes

Authors:

Abstract

Balanced nutrition of athletes involves the usage of both ordinary products and complexes of functional food ingredients that contribute to improving the performance of athletes, strengthening the immune system. One of the main components of specialized foods that are widely used in sports' nutrition and food supplements are branched chain aminoacids (BCAA): valine, leucine, isoleucine. The aim of the work was to study the effect of the BCAA intake on the parameters of body composition and the immune status of combat sport athletes during the training period. Material and methods. The object of the study was 20 athletes (masters of sports and candidates for masters of sports in combat sports: sambo, judo) at the age of 17-18 years. Athletes were distributed into 2 groups. Athletes of the main group (n=10) for 4 weeks in addition to the main diet were supplemented with BCAA at a dosage of 5 g per day. The athletes of the control group (n=10) received the main diet without BCAA inclusion. Examination of athletes of both groups was carried out at the beginning of the research and after 4 weeks of the observation period. The actual nutrition of athletes and daily energy consumption have been studied, body composition, the quantitative composition of subpopulations of peripheral blood lymphocytes, cytokine profile and hematological parameters have been determined. Results and discussion. As a result of a comprehensive survey of athletes, the positive effect of BCAA intake on the phase angle value (7.35±0.28 vs 6.41±0.32 at the beginning of the study, p<0.05) and muscle mass (25.1±0.8 vs 23.4±0.6 kg, p<0.10) has been demonstrated. In the control group these parameters did not change statistically significantly (7.05±0.25 vs 6.78±0.42 and 24.1±1.7 vs 23.8±1.5 kg). The athletes of the main group showed an increase in erythrocyte hemoglobin content (30.0±0.3 vs 29.0±0.2 pg, p<0.05). The relative content of basophilic leukocytes in athletes of the main group decreased by the end of the observation period - from 0.69±0.05 to 0.54±0.05% (p<0.05), that indicated an increase of immune resistance. The biomarker of the immunotropic effect of BCAA was the suppression of IL-4 production (1.6±0.1 to 1.3±0.1 pg/ml, p<0.05) synthesized by Th2 lymphocytes, with switching response to cellular immunity. Conclusion. The results of this study provide evidence of the effectiveness of BCAA usage in sports' nutrition for maintaining sport performance, immunity, and the adaptive potential of combat sport athletes.
48 Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019
1 ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», Москва, Россия
2 ГБОУ «Центр спорта и образования “Самбо-70”» Департамента
спорта г. Москвы, Москва, Россия
1 Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety,
Moscow, Russia
2 Sport and Education Center «Sambo-70», Moscow, Russia
Сбалансированное полноценное питание спортсменов предполагает использо-
вание не только обычных прод уктов, но и комп лексов функ циональны х пи щевы х
ингредиентов, которые способствуют повышению работоспособности, укре-
плению иммунитета. Одними из основных широко используемых в спортивном
питании компонентов специализированных пищевых продуктов или биологиче-
ски актив ны х добавок к пище явл яютс я аминокислоты с разветвленн ой цепью
(branched chain aminoacids, ВСАА): ва лин, ле йцин, изоле йцин.
Цель работы – из уч ен ие в ли яния приема ВСАА на пара ме тры состава тела
и им мунный ст атус спортсменов-ед иноборц ев в тренирово чный период.
Материа л и ме тоды. Объектом исследования служили 20 спортсменов
(мас те ра спорта и кандидаты в мастера спорта по с портивным единобор-
ствам: самбо, дзюдо) в воз расте 17–18 лет, кото рые случайным образом были
рас пределены на 2 гру ппы. Спортсм ены основно й гр уппы (n=10) в течение 4 н ед
дополнительно к основному рациону получали специализированный пищевой
продукт дл я питания спортсменов, соде ржащий ВСАА (5 г/сут). Спортсм ены
контрольной г ру ппы (n=10) получа ли рацион без ВСА А. Обследование п роводили
в начале иссл едования и через 4 н ед периода наблюдения. Изучали фак тическое
питание спортсменов, суточные энерготраты, состав тела, количественный
состав субпопуляций лимфоцитов периферической крови, цитокиновый про-
филь и гематологические показатели.
The efficiency of branched
chain aminoacids (BCAA)
in the nutrition of combat sport
athletes
Trushina E.N.1, Vybornov V.D.2,
Riger N.A.1, Mustafina O.K.1,
Solntsevа T.N.1, Timonin А.N.1,
Zilova I.S.1, Radzhabkadiev R.M.1
Трушина Э.Н.1, Выборнов В.Д.2, Ригер Н.А.1, Мустафина О.К.1, Солнцева Т.Н.1,
Тимонин А.Н.1, Зилова И.С.1, Раджабкадиев Р.М.1
Эффективность использования аминокислот
с разветвленной цепью (ВСАА) в питании
спортсменов-единоборцев
Для корреспонденции
Трушина Элеонора Николаевна – кандидат медицинских наук,
ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Адрес: 109240, Россия, г. Москва, Устьинский проезд, д. 2/14
Телефон: (495) 698-53-45
E-mail: trushina@ion.ru
https://orcid.org/0000-0002-0035-3629
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
Для цитирования: Трушина Э.Н., Выборнов В.Д., Ригер Н.А., Мустафина О.К., Сол нцева Т.Н., Тимонин А.Н., Зилова И.С., Раджабкадиев Р.М.
Эффективность использования аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА) в питании спортсменов-единоборцев // Вопр. питания. 2019.
Т. 88, № 4. С. 48–5 6. doi: 10.24411/0042-8 833-2019-10041
Статья пост упила в ред акцию 26.03.2019. Принята в печать 15.0 7.2019 .
For citation: Trushina E.N., Vybornov V.D., Riger N.A ., Mustafina O.K., Solntsevа T.N., Timonin А.N., Zilova I.S., Radzhabkadi ev R.M. The efficiency
of branched chain aminoacid s (BCAA) in the nutrition of combat sport at hletes. Voprosy pitaniia [Proble ms of Nutri tion]. 2019; 88 (4): 48–56.
doi: 10.24411/0042-8833-2019-10041 (in Russian)
Received 26.03.2019. Accepted 15.07.2019.
Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019 49
Результаты и обсуждение. В результате проведенного комплексного обсле-
дования спортсменов установлено положительное влияние приема ВСАА
на величину фазового угла (7,35±0,28 против 6,40,32, р<0,05) и мышечной
массы (25,1±0,8 против 23,4±0,6 кг, р<0,10), тогда ка к в контрольной группе
эти показатели статистически достоверно не изменились (7,05±0,25 про-
тив 6,78±0,42 и 24,1±1,7 против 23,8±1,5 кг). У спортсменов ос новной группы
отмечено повышение содержания гемоглобина в эритроците (30,0±0,3 против
29,0±0,2 пг, р<0,05). Относительное содержание базофильных лейкоцитов
у спорт см енов основной группы с та тистическ и значим о сниз илос ь к концу
периода наблюдени я – с 0,69±0,05 до 0,54±0,05% ( р<0,05), что свидетель-
ствует о повышении иммунной резистентности. Биомаркером иммунотроп-
ного влияния ВСАА является супрессия продукции интерлейкина-4 (1,6±0,1
до 1,3±0,1 пг/мл, p<0,05), синтезируемого ли мфоцитами Th2, с переключени ем
ответа на клеточный иммунитет.
Заключение. Результаты настоящего исследования представляют доказа-
тельную ба зу эффективности использовани я ВСА А в сп ортивной нутрициоло-
гии для поддержания с портивной работоспособности, и ммунитет а и адапт а-
ционного потенциала спортсменов-единоборцев.
Ключевые слова: спортсмены-единоборцы, ВСАА, иммунитет, лимфоциты,
цитокины
Balanced nutr ition of athletes involves the usage of both ordinary products and complexes
of functional food ingredients that contr ibute to improving the performance of athletes,
strengthening the immune system. One of the main components of specialized foods that
are widely used in sports’ nutrition and food supplements are branched chain aminoacids
(BCA A): valine, leucine, isoleucine.
The aim of the work was to study the effect of the BCAA intake on the parameters of body
composition and the immune status of combat sport athletes during the training period.
Mater ial and methods. The object of the study was 20 athletes (masters of sports and
candidates for masters of sports in combat sports: sambo, judo) at the age of 17–18 years.
Athletes were distr ibuted into 2 groups. Athletes of the main group (n=10) for 4 weeks
in addition to the main diet were supplemented with BCAA at a dosage of 5 g per day.
The athletes of the control group (n=10) received the main diet without BCAA inclusion.
Examination of athletes of both groups was car ried out at the beginning of the research
and after 4 weeks of the observation period. The actual nutrition of athletes and daily
energy consumption have been studied, body composition, the quantitative composition
of subpopulations of peripheral blood lymphocytes, cytokine profile and hematological
parameters have been determined.
Results and discussion. As a result of a comprehensive sur vey of athletes, the
positive effect of BCAA intake on the phase angle value (7.35±0.28 vs 6.41±0.32 at the
beginning of the study, p<0.05) and muscle mass (25.1±0.8 vs 23.4±0.6 kg, p<0.10) has
been demonstrated. In the control group these parameters did not change statistically
significantly (7.05±0.25 vs 6.78±0.42 and 24.1±1.7 vs 23.8±1.5 kg). The athletes
of the main group showed an increase in erythrocyte hemoglobin content (30.0±0.3
vs 29.0±0.2 pg, p<0.05). The relative content of basophilic leukocytes in athletes
of the main group decreased by the end of the observation per iod – from 0.69±0.05
to 0.54±0. 05% (p<0.05), that indicated an increase of immune resistance. The biomarker
of the immunotropic effect of BCAA was the suppression of IL-4 production (1.6±0.1
to 1.3±0.1 pg/ml, p<0. 05) synthesized by T h2 lymphocytes, with switching response to
cellular immunity.
Conclusion. The results of this study provide evidence of the effectiveness of BCA A
usage in sports’ nutrition for maintaining sport performance, immunity, and the adaptive
potential of combat sport athletes.
Keywords: combat sport athletes, BCAA, immunity, lymphocytes, cytokines
Сбалансированное полноценное питание спортс-
менов предполагает использование не только
обычных продуктов, но и комплексов функциональных
пищевых ингредиентов, которые способствуют повы-
шению работоспособности спортсменов, укреплению
их иммунитета. Среди основных широко используе-
мых в спортивном питании компонентов специализи-
рованных пищевых продуктов или биологически актив-
ных добавок к пище можно выделить незаменимые
аминокислоты с разветвленной цепью (branched chain
aminoacids, ВСАА): валин, лейцин, изолейцин. Между-
народным обществом спортивного питания (ISSN posi-
tion stand) потребление ВСАА перед, в процессе или
после физических нагрузок рекомендуется как без-
опасное и эффективное (уровень доказательности А,
наивысший) [1].
Трушина Э.Н., Выборнов В.Д., Ригер Н.А. и др.
50 Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019
Отличительной особенностью ВСАА является то, что
они не метаболизируются в печени, как остальные про-
теиногенные аминокислоты. Основной катаболизм дан-
ных аминокислот происходит во внепеченочных тканях,
главным образом в скелетных мышцах [2]. Cвободные
аминокислоты являются регуляторами процессов био-
синтеза белка и биологически активных веществ: ме-
диаторов, гормонов, иммуноглобулинов, цитокинов, хе-
мокинов, белков острой фазы и др. [3, 4]. BCAA также
действуют как доноры азота и углеродного скелета
для синтеза других аминокислот, таких как глутамин,
которые важны для поддержания функции иммуноцитов
[5, 6]. ВСАА обладают сигнальными функциями в клетке
[7–9]. Они являются основным источником энергии мио-
цитов при интенсивных физических нагрузках, когда ис-
тощаются запасы гликогена в печени и мышцах [10]. При
физических нагрузках увеличение скорости тока крови
способствует большему поступлению аминокислот
в мышцы, что снижает их повреждение и мышечную чув-
ствительность замедленного типа, наступающую после
интенсивной тренировки [11, 12]. ВСАА включены в со-
временную классификацию средств предупреждения
и лечения отсроченного постнагрузочного повреждения
мышц [13]. Физическая нагрузка приводит к усилению
катаболизма ВСАА. Следовательно, при физической
нагрузке увеличивается потребность в этих аминокис-
лотах. Механизм влияния ВСАА на биосинтез белка
в мышцах остается малоизученным. Известно, что
ВСАА, особенно лейцин, стимулирует активность про-
теинкиназы, которая является мишенью для рапамицина
(mTOR) и регулирует рибосомальную S6-протеинки-
назу 1 и 4E-BP1, что приводит к стимуляции биосинтеза
белка [14, 15]. Однако ряд исследователей, согласно
обзору R. Wolfe [16], считают концепцию анаболиче-
ского эффекта аминокислот необоснованной, поскольку
процессы синтеза белка в мышечной ткани иду т па-
раллельно с его катаболизмом, усиливающимся при
интенсивных физических нагрузках. Как правило, оп-
тимальным соотношением ВСАА является следующее:
50% лейцина, 25% изолейцина и 25% валина.
Цель работы – изучение влияния приема ВСАА на па-
раметры состава тела и иммунный статус спортсменов-
единоборцев в тренировочный период.
Задачи исследования: оценить пищевую ценность
рационов и адекватность их энергетической ценности
энерготратам спортсменов-единоборцев; оценить эф-
фективность применения ВСАА, характеризуя динамику
показателей состава тела спортсменов к концу периода
наблюдения; идентифицировать наиболее значимые
иммунологические биомаркеры для оценки иммунотроп-
ной активности ВСАА.
Материал и методы
Дизайн исследования. Исследование проведено
с участием 20 спортсменов (мастера спорта и канди-
даты в мастера спорта по спортивным единоборствам:
самбо, дзюдо) в возрасте 1718 лет. От всех спортс-
менов было получено информированное согласие
на участие в исследовании в соответствии со ст. 32
«Основы законодательства Российской Федерации
об охране здоровья граждан» (утв. ВС РФ 22.07.1993
№ 5487-1) (ред. от 29.06.2004). Спортсмены были распре-
делены случайным образом на 2 группы. Спортсмены
основной группы (n=10) в течение 4 нед дополнительно
к основному рациону получали специализированный
пищевой продукт для питания спортсменов «ВСАА»
Г Р R U . 7 7. 9 9.19 . 0 0 7. Е . 0 0 5217. 0 4 .1 5 о т 01. 0 4 . 2 015 ;
ООО «Бинафарм», Россия) в дозировке 5 г/сут. Содер-
жание L-изолейцина и L-валина в суточной порции про-
дукта составило по 1,19 г, L-лейцина – в 2 раза больше,
что соответствует 48–60% адекватного уровня потре-
бления согласно Приложению № 5 «Единых санитарно-
эпидемиологических и гигиенических требований к то-
варам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому
надзору (контролю)» (2011 г.).
Спортсмены контрольной группы (n=10) получали ра-
цион без включения «ВСАА». Обследование спортсменов
обеих групп проводили в начале исследования и через
4 нед периода наблюдения.
Фактическое питание спортсменов исследовали мето-
дом 24-часового (су точного) воспроизведения питания
[17, 18]. Количество потребляемой пищи оценивали
с помощью альбома порций продуктов и блюд, содержа-
щего фотографии различной величины порций наибо-
лее часто употребляемой пищи [19]. Для расчета количе-
ства потребляемых нутриентов и энергии использовали
национальные таблицы химического состава пищевых
продуктов [20] и созданную на их основе компьютерную
базу химического состава продуктов и блюд, потребляе-
мых населением России.
Суточные энерготраты организма (СЭО) рассчиты-
вали по формуле Миффлина–Сент Джера:
СЭО = (ВОО + СДД) × КФА,
где ВОО – величина основного обмена, СДД – специфи-
ческое динамическое действие пищи (10% основного об-
мена), КФА – коэффициент физической активности [21].
Состав тела спортсменов исследовали методом
биоимпедансметрии с помощью прибора «МЕДАСС»
АВС-01 (ООО НТЦ «МЕДАСС», Россия).
Количественный состав субпопуляций лимфоцитов
в периферической крови обследуемых исследовали
на проточном цитофлуориметре «FC-500» (Beckman
Coulter, США) по программе Cytomics CXP Software
с использованием двойных комбинаций моноклональ-
ных антител (Beckman Coulter, США). При этом оцени-
вали процентные показатели Т-клеточной популяции:
общее количество Т-лимфоцитов (CD3+), количество
Т-х елпер о в (C D 3 +CD4+), цитотоксических Т-лимфоцитов
(CD3+CD8+), естественных клеток-киллеров (NK-клеток,
CD3-CD16+CD56+), естественных клеток-киллеров, об-
ладающих свойствами Т-лимфоцитов (NKТ-клеток,
CD3+CD16+CD56+), В-клеточной популяции (CD19+)
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019 51
лимфоцитов, а также относительное содержание лим-
фоцитов, несущих маркеры активации (CD3+HLA-DR+,
CD3+CD25+), и уровень маркерного антигена апоптоза
CD45+CD95+. Иммунорегуляторный индекс (ИРИ) вы-
ражали соотношением Т-хелперов к Т-цитотоксическим
лимфоцитам. Гемолиз эритроцитов осуществляли
в автоматическом режиме на станции пробоподготовки
«TQ-PREP» (Beckman Coulter, США).
Уровень цитокиновгранулоцитарно-макрофагаль-
ного колониестимулирующего фактора (GM-CSF),
интерферона-γ (INF-γ), интерлейкинов (IL) IL-12p70, IL-13,
IL-18, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, фактора некроза
опухоли α (TNF-α) в сыворотке крови спортсменов ис-
следовали методом мультиплексного иммуноанализа
с использованием коммерческого набора «eBioscience
Human Th1/Th2 Extended 11-Plex» (Bender MedSystems
GmbH, Австрия). Измерения выполняли на мультиплекс-
ном анализаторе «Luminex 200» (Luminex Corporation,
США).
Клинический анализ крови выполняли на гематоло-
гическом анализаторе «CoulterACTTM5 diffOV» (Beckman
Coulter Int. S.A, США).
Статистическую обработку результатов проводили
с использованием пакета прикладных программ IBM
SPSS Statistics 23.0 (IBM, США). Расчет вк лючал опре-
деление выборочного среднего, стандартной ошибки,
медианы, вероятности принятия нуль-гипотезы о со-
впадении распределений сравниваемых выборок со-
гласно критерию Стьюдента, Манна–Уитни, Вилкоксона
и ANOVA. Различия признавали достоверными при
уровне значимости р<0,05.
Результаты и обсуждение
Энерготраты спортсменов и пищевая ценность раци-
онов. Характерной чертой расхода энергии у спортсме-
нов, занятых в единоборствах, является непостоянный
циклический уровень физических нагрузок, часто до-
стигающий очень высокой интенсивности. Суммарная
калорийность продуктов суточного потребления должна
соответствовать энерготратам спортсмена на данный
период времени с учетом возраста и пола. В соот-
ветствии с Методическими рекомендациями по пита-
нию юных спортсменов [22] оптимальное соотношение
белки : жиры : углеводы в рационе спортсменов раз-
личных специализаций по калорийности составляет
16 : 28 : 56% (1,0 : 0,9 : 3,6).
Суточные энерготраты и пищевая ценность рационов
спортсменов основной и контрольной групп представ-
лены в табл. 1.
Результаты исследования суммарной калорийности
суточного потребления продуктов в основном соответ-
ствуют энерготратам спортсменов обследованных групп
(не имеют статистически значимой разницы). В соответ-
ствии с формулой оптимального питания соотношение
белки : жиры : углеводы в суточном рационе спортсме-
нов обследованных групп свидетельствует о недоста-
точной квоте углеводов. При этом потребление добав-
ленного сахара у спортсменов обеих групп превышало
рекомендуемый уровень (10% калорийности суточного
рациона) (см. табл. 1).
Состав тела спортсменов в начале и через 4 нед
обследования. Исследованные показатели, характери-
зующие состав тела спортсмена (индекс массы тела,
тощая масса, жировая масса, количество общей жид-
кости, основной обмен), статистически значимо не раз-
личались у спортсменов основной и контрольной групп
на протяжении периода наблюдения. В то же время
у спортсменов основной группы, потреблявших ВСАА
в течение 4 нед, обнаружена тенденция (р<0,10) к уве-
личению мышечной массы (25,1±0,8 против 23,4±0,6 кг
в 1-й день обследования), тогда как в контрольной
группе этот показатель не изменился (24,1±1,7 против
23,8±1,5 кг). Изучение показателя биоимпеданса, ха-
рактеризующего состояние клеток организма, уровень
общей работоспособности и интенсивности обмена
веществ, показало, что в процессе тренировочного
периода у спортсменов основной группы произошло
статистически значимое (р<0,05) повышение величины
фазового угла к концу периода обследования (7,35±0,28
против 6,41±0,32), в то время как в контрольной группе
она не изменилась (7,05±0,25 против 6,78±0,42). По-
лученные данные свидетельствуют о положительном
влиянии приема ВСАА на мышечную массу и уровень
физической работоспособности спортсменов.
Гематологические показатели спортсменов в начале
и через 4 нед обследования представлены в табл. 2.
Как следует из представленных в табл. 2 данных,
подавляющее большинство исследованных гематоло-
Трушина Э.Н., Выборнов В.Д., Ригер Н.А. и др.
Таб лиц а 1. Энерготраты и пищевая ценность рационов спортсменов (M±m)
Показатель Основная группа Контрольная группа
Энерготраты, ккал/сут 3171±69 3027±81
Калорийность рациона, ккал/сут 2832±256 2948±365
Белок, г/сут (% калорийности рациона) 115,8±9,3 (16,3) 116,4±7,6 (15,8)
Жиры, г/сут (% калорийности рациона) 104,8±11,8 (33,3) 105,6±23,5 (32,2)
Углеводы, г/сут (% калорийности рациона) 356,4±4,0 (50,3) 386,3±12,5 (52,4)
Пищевые волокна, г/сут (% калорийности рациона) 16,2±2,1 (1,0) 18,3±3,7 (0,5)
Добавленный сахар, г/сут (% калорийности рациона) 93,4±19,6 (13,2) 98,6±23,5 (13,4)
Белки : жиры : углеводы 1,0 : 0,9 : 3,1 1,0 : 0,9 : 3,3
52 Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
гических показателей спортсменов основной и кон-
трольной групп находились в пределах референтных
значений [23]. В группе спортсменов, потреблявших
в течение 4 нед ВСАА, обнаружено статистически зна-
чимое (р<0,05) повышение содержания гемоглобина
в эритроците – важного гематологического показателя
для спортсменов, особенно при аэробных физиче-
ских нагрузках. Содержание базофильных лейкоцитов
у спортсменов основной группы статистически зна-
чимо (р<0,05) снизилось к концу периода наблюдения
(табл. 3), что свидетельствует о повышении иммунной
резистентности.
Показатели клеточного иммунитета спортсменов.
Определение субпопуляционного состава иммуноком-
петентных клеток и экспрессии мембранных и внутри-
клеточных маркеров иммуноцитов является важным
диагностическим критерием, позволяющим оценить со-
стояние иммунной системы и ее нарушения при раз-
личных патологических состояниях, в том числе при
спортивных нагрузках. Исследованные показатели кле-
точного иммунитета у спортсменов основной и контроль-
ной групп в начале исследования и в конце наблюдения
представлены в табл. 3.
Все исследованные показатели клеточного имму-
нитета у спортсменов основной и контрольной групп
в начале и в конце исследования на ходились в пределах
референтных значений (см. табл. 3) [24, 25].
Цитокиновый профиль сыворотки крови спортсменов
в начале и в конце периода наблюдения. Цитокины пред-
ставляют собой биологически активные пептиды, обе-
спечивающие взаимодействие клеток иммунной, кро-
ветворной, нервной и эндокринной систем. Они являются
медиаторами при иммунном ответе, гемопоэзе и раз-
витии воспаления и обладают аутокринной, паракрин-
ной и эндокринной активностью. Цитокины подразделя-
ются на несколько групп: интерлейкины, интерфероны,
факторы некроза опухолей, колониестимулирующие
факторы и др. [24, 25]. Продуцентами цитокинов яв-
ляются стромальные соединительнотканные клетки,
которые преимущественно вырабатывают цитокины,
Таблица 3. Показатели к леточного иммунитета (в %) спортсменов в динамике (M±m)
Показатель Контрольная группа Основная группа Норма [24, 25]
1-й день 28-й день 1-й день 28-й день
В-лимфоциты CD19+13,3±1,8 14,7±1,8 14,6±1,3 16,0±1,5 5–19
Т-лимфоциты CD3+68,2±4,5 73,8±3,4 64,1±2,2 64,8±1,9 61–84
Т-хелперы CD3+CD4+39,8±2,7 41,4±2,5 33,8±1,5 35,9±1,0 32–58
Т-цитотоксические лимфоциты CD3+CD8+28,7±4,5 27,9 ±1,8 24,9±1,6 24, 2±1,5 11–3 6
Т-активированные лимфоциты CD3+HLA-DR+3,82±0,61 4,28±0,91 3,37±0,62 2,68±0,40 0–12
ИРИ CD4/CD8 1,57±0,31 1,56±0,28 1,40±0,09 1,53±0,10 1,0–2,0
NK-клетки CD3-CD16+CD56+16,5±4,8 15,2±3,8 18,2±1,1 16,9±1,1 7–31
NKT-клетки CD3+CD16+CD56+6,21±2,38 7,33±2,65 4,78±0,78 4,38±0,70 1–10
CD25-лимфоциты CD3+CD25+4,45±0,58 4,93±0,59 3,41±0,10 3,30±0,28 1–12
CD95-клетки CD45+CD95+4,19±0,72 4,33±1,48 4,72±0,72 4,41±0,76 2–12
Таблица 2. Динамика гематологических показателей спортсменов (M±m)
Показатель Контрольная группа Основная группа Норма [23]
1-й день 28-й день 1-й день 28-й день
Общее количество эритроцитов, ×1012 5,09±0,11 4,96±0,16 5,10±0,06 5,04±0,07 4,0–5,1
Концентрация гемоглобина, г/л 150±6 150±4 148±2 151±3 132–164
Гематокрит, % 45,3±1,2 44,3±0,4 45,9±0,6 45,2±0,8 40–48
Средний объем эритроцита, мкм391,2±1,2 90,0±3,1 90,0±0,6 89,4±0,6 80–94
Среднее содержание гемоглобина в эритроците, пг 29,0±0,7 30,4±0,4 29,0±0,2 30,0±0,3* 27–34
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците, г/л 332±3 338±3 323±1 334±2* 320 –360
Лейкоциты, ×109 6,58±0,54 6,60±0,70 6,36±0,40 6,34±0,29 4,0–8,8
Базофилы, % 0,61±0,03 0,69±0,12 0,69±0,05 0,54±0,05* 0–1,0
Эозинофилы, % 3,93±0,29 3,57±0,46 4,37±1,0 4,14±1,1 0,5–5,0
Нейтрофилы, % 50,7±1,6 49,3±0,9 47,3±2,3 46,3±2,0 48–78
Лимфоцит ы, % 35,4±2,8 37,6±1,5 3 5,6±1,6 37,5±1,2 19–37
Моноциты, % 10,63±0,31 9,68±0,81 12,1±0,7 11,5±0,5 3–11
Тро мбо цит ы, ×109 215±11 226±12 202±11 233±21 180–320
Средний объем тромбоцита, мкм38,73±0,38 8,65±0,64 8,99±0,21 8,39±0,44 7,4–10,4
Тромбокрит, % 0,196±0,06 0,198±0,013 0,180±0,09 0,270±0,06 0,15–0,4
П р и м е ч а н и е. * – статис тически значимое отличие (р<0,05) от показателя в 1-й день обследования.
Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019 53
Трушина Э.Н., Выборнов В.Д., Ригер Н.А. и др.
участвующие в процессах кроветворения, моноциты
и макрофаги, являющиеся продуцентами медиаторов
воспа ления, и лимфоциты, обеспечивающие разви-
тие антигенспецифической составляющей иммунного
ответа. Функциональная специализация CD4+ Т-лим-
фоцитов в процессе развития иммунного ответа обе-
спечивается их дифференцировкой на Т-лимфоциты-
хелперы 1-го (Th1) и 2-го (Th2) типов, которые харак-
теризуются различным спектром цитокинов [26, 27].
Установлено, что лимфоциты Th1 вырабатывают IL-2,
IFN-γ, TNF-α и β, осуществляя развитие преимуще-
ственно клеточного иммунного ответа. Субпопуляция
Тh2 продуцирует IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 и IL-13 и ответ-
ственна за развитие гуморального иммунного ответа
[28]. Как правило, соотношение Th1- и Th2-лимфоцитов
изменяется при различных типах иммунного ответа,
и данный эффект может быть непосредственно как при-
чиной, так и следствием иммунного нарушения.
Спектр исследованных в работе цитокинов можно раз-
делить на следующие группы: регуляторы дифференци-
ровки Th1/Th2-клеточных популяций (IL-4, IFN-γ, IL-12p70,
IL-13, IL-18); регуляторы гемопоэза (GM-CSF, IL-2, IL-5,
IL-6); воспалительные факторы и индукторы апоптоза
(TNF-α, IL-1β).
В результате изучения цитокинового профиля сы-
воротки крови у спортсменов, потреблявших в тече-
ние 4 нед ВСАА, выявлено статистически значимое
(р<0,05) снижение уровня IL-4 и тенденция (р<0,10)
к повышению содержания IL-18. В контрольной группе
спортсменов содержание исследованных цитокинов
в сыворотке крови статистически значимо не изме-
нилось. Основными продуцентами IL-4 являются Th2-
лимфоциты. IL-4 вызывает пролиферацию тимоцитов
и активированных зрелых Т-клеток, действуя сильнее
на CD8+, чем на CD4+-лимфоциты; среди последних
на IL-4 реагируют только Th2, т.е. его продуценты.
Он обусловливает также пролиферацию и дифферен-
цировку В-лимфоцитов, способствует развитию ал-
лергических реакций, усиливая выработку IgE, IgG1
[29]. IL-4 оказывает противовоспалительное действие,
подавляя функции макрофагов и секрецию ими IL-1,
TNF-α и IL-6. IL-18 принадлежит к семейству IL-1, синте-
зируется макрофагами и другими клетками организма,
играет значительную роль в инфекционных и аутоим-
мунных заболеваниях, является IFN-γ-индуцирующим
фактором [30].
Обогащение рациона спортсменов BCAA оказывает
иммунотропное действие за счет влияния на окисли-
тельный стресс, синтез белков, РНК и ДНК в ответ на
стимулирующее воздействие [31]. BCAA используются
в метаболизме практически всех клеток, принимающих
участие в регуляции иммунного ответа [32]. В настоящее
время доказано, что клетки иммунной системы (лим-
фоциты, моноциты, нейтрофилы и т.д.) экспрессируют
дегидрогеназу и декарбоксилазу, которые участвуют
в процессах окисления BCAA. Повышение уровня
BCAA, индукция окислительных процессов в клетках
вызывают активацию mTORC1 (серин/треонинкиназа
комплекс 1) [33]. mTOR-сигнальный путь, в частности
mTORC1, играет ключевую роль в регуляции клеточ-
ного роста, дифференцировке и выживаемости клеток,
а также многих метаболических процессов [34]. Даль-
нейшая модуляция TGF-β1/SMAD сигнального пути спо-
собствует снижению уровней TGF-β1, IL-6, IL-10 [35]. Этот
механизм может объяснить снижение уровня IL-4 при
добавлении BCAA в рацион по сравнению с началом
обследования и тенденцию к росту IL-18. Активация ука-
занных сигнальных путей способствует переключению
Th2-иммунного ответа на преимущественную продук-
цию цитокинов Th1 [36]. Следовательно, иммунотропное
действие ВСАА заключается в подавлении активации
лимфоцитов Th2 и стимуляции Th1-клеток, обеспечивая
активность клеточного иммунитета.
Таким образом, в результате проведенного ком-
плексного обследования спортсменов-единоборцев,
употреблявших в течение 4 нед тренировочного пе-
риода ВСАА в дополнение к основному рациону, уста-
новлено:
повышение величины фазового угла, характеризу-
ющего состояние клеток организма, уровень общей
работоспособности и интенсивности обмена ве-
ществ, и тенденция к увеличению мышечной массы
к концу периода наблюдения;
повышение содержание гемоглобина в эритроците;
Таблица 4. Уровень цитокинов Th1/ Th2 (пг/мл) в сыворотке крови
спортсменов в начале исследования и в конце периода наблюдения
(Ме, min–max)
Цитокин Контрольная группа Основная группа
1-й день 28-й день 1-й день 28-й день
GM-CSF 0,4
0,0–0,72
0,5
0,0–0,71
0,5
0,20–1,49
0,5
0,0–0,92
IFN-γ
19,7
12,3 6
35,62
20,3
33,17
10,22
21,3
3,27–
55,62
29,41
10,2
52,1
IL-1β3,0
0,0–3,73
2,8
0,0–5,45
2,9
0,0–5,74
2,8
1,15– 5,45
IL-12p70 2,2
0,0–3,83
2,1
0,0–3,71
2,2
1,29–3,3 3
2,1
0,0–3,71
IL-13 1, 3
0,81–4,46
1,5
0,98–5,13
1,4
0,48–6,15
1,4
1,11–5,13
IL-18
72,2
37,01
247,39
71, 5
34,05–
242,57
89,0
40,81–
247,39
133,9
56,16–
241,89
IL-2 4,6
0,0–8,21
3,9
0,0–7,98
4,6
1,54– 30,17
3,1
0,0–16,42
IL-4 1,6
1,58–1,75
1,6
0,87–1,74
1,6
0,0–2,62
1,3*
0,0–1,75
IL-5 3,5
0,0–7,54
3,3
0,0–7,48
3,5
0,98–7,48
3,5
1,97–7,48
IL-6 3,4
0,0–6,75
3,6
0,0–6,69
5,9
0,0–23,63
5,8
0,0–13,88
TNF-α2,9
0,90–5,74
2,7
0,82–5,20
2,7
0,91–12,64
2,4
0,0–3,83
П р и м е ч а н и е. * – статис тически значимое отличие (р<0,05)
от показателя в 1-й день обследования.
54 Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
снижение содержания в сыворотке крови базофильных
лейкоцитов, что свидетельствует о повышении рези-
стентности организма к аллергическим реакциям;
биомаркером иммунотропного влияния ВСАА яв-
ляется супрессия продукции IL-4, синтезируемого
лимфоцитами Th2, с переключением ответа на кле-
точный иммунитет.
Результаты настоящего исследования представляют до-
казательную базу эффективности использования ВСАА
в спортивной нутрициологии для поддержания спортивной
работоспособности, иммунной резистентности и адапта-
ционного потенциала спортсменов-единоборцев.
Финансирование. Поисково-аналитическая работа
по подготовке рукописи проведена за счет средств
субсидии на выполнение государственного задания
в рамках Программы фундаментальных научных иссле-
дований Президиума РАН (тема № 0529-2019-0058).
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсут-
ствие конфликта интересов.
Трушина Элеонора Николаевна (Trushina Eleonora N.) – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник
лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: trushina@ion.ru
https://orcid.org/0000-0002-0035-3629
Выборнов Василий Дмитриевич (Vybornov Vasiliy D.) – начальник отдела медико-биологического обеспечения
ГБОУ «Центр спорта и образования “Самбо-70”» Департамента спорта г. Москвы (Москва, Россия)
E-mail: v.vybornov84@gmail.com
Ригер Николай Александрович (Riger Nikolay A.) – доктор медицинских наук, профессор, главный специалист лабо-
ратории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: riger@ion.ru
https://orcid.org/0000-0001-7149-2485
Мустафина Оксана Константиновна (Mustafina Oksana K.) – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник
лаборатории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: mustafina@ion.ru
https://orcid.org/0000-0001-7231-9377
Солнцева Татьяна Николаевна (Solntsevа Tatyana N.) – кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории
иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: t_solntseva@mail.ru
https://orcid.org/ 0000-0002-7450-8873
Тимонин Андрей Николаевич (Timonin Аndrey N.) кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лабо-
ратории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: andrey8407@mail.ru
https://orcid.org/0000-0001-6087-6918
Зилова Ирина Сергеевна (Zilova Irina S.) – кандидат медицинских наук, главный специалист лаборатории иммуно-
логии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: zilova@ion.ru
Раджабкадиев Раджабкади Магомедович (Radzhabkadiev Radzhabkadi M.) – младший научный сотрудник лабора-
тории иммунологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Россия)
E-mail: 89886999800@mail.ru
https://orcid.org/0000-0002-3634-8354
Сведения об авторах
1. Дмитриев А.В., Гунина Л.М. Основы спортивной нутрицио-
логии. СПб., 2018. 213 с.
2. Shimomura, Y. Nutraceutical eff ects of branched-chain amino
acids on skeletal muscle // J. Nutr. 2006. Vol. 136. P. 529S–532S.
3. Шейбак В.М. Регуляция и патофизиологическое значение
метаболизма ам инок ислот с разветвленной углеводородной
цепью // Здра воохранение. 1999. № 6. С. 25–27.
4. Baquet A., Lavoinne A., Hue L. Comparison of the eff ects of
various amino acids on glycogen synthesis, lipogenesis, and keto-
genesis in isolated rat hepatocytes // Biochem. J. 1991. Vol. 273.
P. 5 7–62 .
5. Calder P.C., Newsholme P. Glutamine and the immune system //
Nutrition and Immune Function / eds P.C. Calder, C.J. Field,
H.S. Gil l. Wallingford, New York : CABI Publishing; 2002.
Р. 1 09 –13 2.
6. Meij er A.J. Amino acid regulation of autophagosome formation //
Methods Mol. Biol. 2008. Vol. 445. P. 89–109.
7. Marc R hoads J., Wu G. Glutamine, arginine, and leucine sig naling
in the intestine // Amino Acids. 2009. Vol. 37. P. 111–122.
8. Potier M., Darcel N., Tome D. Protein, amino acids, and the con-
trol of food intake // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2009.
Vol. 12. P. 54–58 .
9. Vary T.C., Lynch C.J. Nutrient-signal ing components control ling pro-
tei n syn thes is in s tri ated m uscle // J. Nu tr. 20 07. Vol. 13 7. P. 1835 –1843.
10. Rennie M.J., Bohe J., Smith K. et al. Branched-chain amino acids
as fuels and anabolic signals in human muscle // J. Nutr. 2006.
Vol. 136. P. 264–268.
11. Shimomura Y. Exercise promotes ВСАА catabolism: eff ects of
ВСАА supplementation on skeletal muscle during exercise //
J. Nutr. 2004. Vol. 134. P. 1583S–1587S.
Литература
Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019 55
Трушина Э.Н., Выборнов В.Д., Ригер Н.А. и др.
1. Dmitriev A.V., Gunina L.M. Fundamentals of sports nutr ition.
Saint Petersburg, 2018: 213 p. (in Russian)
2. Shimomura Y. Nutritionutical eff ects of branched chain amino
acids on skeletal muscle. J Nutr. 20 06; 136: 529S–32S.
3. Sheybak V.M. Regulation and pathophysiological importance of
metabolism of amino acids with branched hydrocarbon chain.
Zdravook hraneniye [Public Health]. 1999; (6): 25–7. (in Russian)
4. Baquet A., Lavoinne A., Hue L. Comparison of the eff ects of vari-
ous ami no acids on glycogen synt hesis, lipogenesi s, and ketogenesis
in isolated rat hepatocytes. Biochem J. 1991; 273: 57–62.
5. Calder P.C., Newsholme P. Glutamine and the im mune system.
In: P.C. Calder, C.J. Field, H.S. (eds). Gill Nutrition and Immune
Function. Wa llingford, New York: CA BI Publishing; 20 02: 109–132.
6. Meij er A.J. Amino acid reg ulation of autophagosome formation.
Methods Mol Biol. 2008; 445: 89–109.
7. Marc R hoads J., Wu G. Glutamine, arginine, and leucine sig naling
in the intestine. A mino Acids. 2009; 37: 111–22.
8. Potier M., Darcel N., Tome D. Protein, a mino acids, and the control
of food intake. Curr Opin. Clin Nutr Metab Care. 2009; 12: 54 –8.
9. Var y T.C., Lynch C.J. Nutrient-signaling components controlling
protein synthesis in striated muscle. J Nutr. 2007; 137: 1835–43.
10. Rennie M.J., Bohe J., Smith K., et al. Branched-chain ami no acids
as fuels and anabolic signals in human muscle. J Nutr. 2006; 136:
264–8.
11. Shimomura Y. Exercise promotes ВСА А catabolism: eff ects
of ВСАА supplementation on skeletal muscle during exercise.
J Nutr. 2004; 134: 1583S–7S.
12. Kim D.H., Kim S.H., Jeong W.S., Lee H.Y. Eff ect of BCA A intake
during endurance exercises on fatigue substances, muscle damage
substances, and energy metabolism substances. J Exerc Nutr Bio-
chem. 2013; 17: 169–80.
13. Contro V., Mancuso E.P., Proia P. Delayed onset muscle sore-
ness (DOMS) management: present state of the art. Trends Sport
Sci. 2016; 3: 121–7.
14. Avruch J., Long X ., Ortiz-Vega S., et al. Am ino acid regul ation of TOR
complex 1. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009; 296: 592–602.
15. Valovka T., Verdier F., Cramer R., et al. Protein kinase C phos-
phorylates ribosomal protein S6 kinase beta II and regulates its
subcellular localization. Mol Cell Biol. 2003; 23: 852–63.
16. Wolfe R.R. Branched-chain am ino acids and muscle protein
synthesis in humans: myth or reality? J Int Soc Sports Nutr. 2017;
14: 30–41.
17. Martinchik A.N., Baturin A.K., Feoktisova A.I., Svyakhovskaya I.V.
Methodical recommendations for assessing the amount of food con-
sumed by th e method of 24-hour (dail y) reproduc tion of food. Approved
Deputy Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation G.G.
Onishchenko February 26, 1996 No. СI-19/ 14-17. Moscow: Ministr y
of Health of the Russian Federation, 1996: 124 p. (in Russian)
References
12. Kim D.H., Kim S.H., Jeong W.S., Lee H.Y. Eff ect of BCAA intake
during endurance exercises on fatigue substances, muscle damage
substances, and energy metabolism substances // J. Exerc. Nutr.
Biochem. 2013. Vol. 17. P. 169–180.
13. Contro V., Mancuso E.P., Proia P. Delayed onset muscle soreness
(DOMS) management: present state of the art // Trends Sport Sci.
2016. Vol. 3. P. 121–127.
14. Avruch J., Long X., Or tiz-Vega S. et al. A mino acid regulation
of TOR complex 1 // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2009.
Vol. 296. P. 592–602.
15. Valovka T., Verdier F., Cramer R. et al. Protein ki nase C phosphor-
ylates ribosomal protein S6 k inase beta II and regulates its subcel-
lular localization // Mol. Cell. Biol. 2003. Vol. 23. P. 852–863.
16. Wolfe R.R. Branched-chain amino acids and muscle protei n syn-
thesis in humans: myth or reality? // J. Int. Soc. Sports Nutr. 2017.
Vol. 14. P. 30–41.
17. Мартин чик А.Н., Бат ури н А.К., Феокт исова А.И., Свя хов-
ская И.В. Методические рекомендации по оценке количе-
ства потребляемой пищи методом 24-часового (су точного)
воспроизведения питания: утв. зам. главного государствен-
ного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко 26 февра ля 1996 г.
№ СI-19/14-17. М. : Минздрав России, 1996. 124 с.
18. Сорвачева Т.Н, Мартинчик А.Н, Пырьева Е.А. Комплексна я
оценка фак тического питания и пи щевог о статуса детей
и подростков: утв. Решением Ученого совета ГБОУ ДПО
РМАПО Минздрава России 28 января 2014 г.
19. Мартин чик А.Н., Бат урин А.К., Баева В.С., Пескова Е.В.,
Ларина Т.И., Забуркина Т.Г. Альбом порций продук тов
и блюд. М. : Институт пи тан ия РАМН, 1995. 64 с.
20. Химический состав российских пищевы х продуктов : спра-
вочник / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М. :
ДеЛи принт, 2002. 236 с.
21. Fra nken eld D., Roth-Yousey L., Compher C. Comparison
of predictive equations for resting metabol ic rate in healthy
nonobese and obese adults: a systematic review // J. Am. Diet.
Assoc. 2005. Vol. 105. P. 775–789.
22. Ник итюк Д.Б.. Мирошни кова Ю.В., Бурл яева Е.А., Выбор-
нов В.Д., Баландин М.Ю., Тимошенко К.Т. Методические
рекомендации по питанию юных спортсменов / ФГБУН
Федеральный исследовательский центр питания, биотехно-
логии и безопасности пищи. М., 2017. 133 с.
23. Зборовский А.Б., Зборовская И.А. Внутренние болезни
в таблица х и схемах : справоч ник. 3-е изд. / под ред. Ф.И. Ко-
марова. М. : Медицинское информационное агентство, 2011.
668 с.
24. Хаитов Р.М. Иммунология. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006. 311 с.
25. Земсков А.М., Земсков В.М., Караулов А .В. Кл иническая
имм унологи я. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2005. 319 с.
26. Хайдуков С.В., Зу рочка А.В. Цитометрический анализ су б-
популяц ий Т-хелперов (Th1,Th2, Treg, Th1, Т-хелперы акт и-
вированные) // Мед. иммунология. 2011. Т. 13, № 1. С. 7–16.
27. Кеп шински й C.A. Роль Т-хелперов ти пов 1 и 2 в рег уляци и
клеточного и гуморального имм унитета // Имму нология.
2002. № 2. С. 77–79.
28. Ярилин А.А. Симбиоти ческие взаимоотношения клеток
имм ун ной системы // Имм унологи я. 2001. № 4. С. 16–20.
29. Ярилин А.А. Основы иммунологии. М. : Медицина, 1999.
607 с.
30. Sugama S., Conti B. Interleukin-18 and stress // Brain Res.
Rev. 2008. Vol. 58. P. 85–95.
31. Cr uzat V.F., Krause M., Newshol me P. Amino acid supplementa-
tion and impact on immune function in the context of exercise //
J. Int. Soc. Spor ts Nutr. 2014. Vol. 11. P. 61–68.
32. Calder Р.С. Branched-chain amino acids and immunity // J. Nutr.
2006. Vol. 136, N 1. P. 288S–293S.
33. Samuelsson H., Moberg M., Apró W., Ekblom B., Blomstrand E.
Intake of branched-chain or essential amino acids attenuates the
elevation in muscle levels of PGC-1α4 mRNA caused by resis-
tance exercise // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2016. Vol. 311.
P. E 24 6 –E2 51.
34. M aida A., Chan J.S.K ., Sjoberg K.A ., Zota A., Schmol l D., Kiens B.
et al. Repletion of branched chain amino acids reverses mTORC1
signaling but not improved metabolism during dietar y protein
dilution // Mol. Metab. 2017. Vol. 6. P. 873–881.
35. Khedr N.F, Khedr E.G. Branched chain amino acids supplemen-
tation modulates TGF-β1/Smad signaling pathway and interleu-
kins in CCl4-induced liver fi brosis // Fundam. Clin. Pharmacol.
2017. Vol. 31. P. 534 –545.
36. Monirujjaman M., Ferdouse A. Metabolic and physiolog-
ical roles of branched-chain amino acids // Adv. Mol. Biol.
2014. Vol. 2014. Article ID 364976. 6 p. URL: http://dx.
doi.org/10.1155/2014/364976
56 Вопросы питания. Том 88, № 4, 2019
СПОРТИВНОЕ ПИТАНИЕ
18. Sor vacheva T.N., Marti nchik A.N., Pyr ieva E.A. Comprehensive
assessment of the actual nutrition and nutritional status of children
and adolescents: approved by the decision of the Academic Council
of the Russian Medical Academy of Postgraduate Education of the
Ministry of Health of Russia on January 28, 2014. (in Russian)
19. Martinchik A.N., Baturin A.K., Bayeva V.S., Peskova E.V., La-
rina T.I., Zaburkina T.G. Album portions of products and dishes.
Moscow: Institut Pitaniya RA MN, 1995: 64 p. (in Russian)
20. The chemical composition of Russian food: a handbook. I.M. Sku-
rikhina, V.A. Tutelyan (eds). Mosow: DeLi Print, 2002: 236 p. (in
Russian)
21. Fra nken fi eld D., Roth-Yousey L., Compher C. Comparison
of predictive equations for resting metabolic rate in healthy non-
obese and obese adults: a systematic review. J Am Diet Assoc. 2005;
105: 775–89.
22. Nikity uk D.B., Miro shni kova Yu.V., Burlyaeva E.A ., Vybornov V.D.,
Balandin M.Yu., Timoshenko K.T. Methodical recommenda-
tions on nutrition for young ath letes. Federal Research Center for
Nutrition, Biotechnology and Food Safety. Moscow, 2017: 133 p.
(in Ru ssian)
23. Zborovsky A.B., Zborovskaya I. A. Internal diseases in tables and
diagrams. Handbook. 3rd edition. In: F.I. Komarov (ed.). Moscow:
Meditsinskoe Informatsionnoe Agentstvo, 2011: 668 p. (in Rus-
sian)
24. Khaitov R.M. Immunology. Moscow: GEOTAR-Media, 2006:
311 p. (in Russian)
25. Zemskov A.M., Zemskov V.M., Karaulov A.V. Clinical immuno-
logy. Moscow: GEOTAR-Media, 2005: 319 p. (in Russian)
26. Khaidukov S.V., Zurochka A.V. Cytometric analysis of T-helper
subpopulations (Th1, Th2, Treg, Th17, T-helper activated). Medit-
sinskaya immunologiya [Medical Immunology]. 2011; 13 (1): 7–16.
(in Ru ssian)
27. Kepshinsky C. A. The role of T-helper types 1 and 2 in the regula-
tion of cellular and humoral immunity. Immunologiya [Immuno-
logy]. 2002; (2): 77–9. (in Russian)
28. Yarilin A.A. Symbiotic relationships of cells of the immune system.
Immunologiya [Immunology]. 2001; (4): 16–20. (in Russian)
29. Yari lin A .A. Basics of immunology. Moscow: Meditsina, 1999:
607 p. (in Russian)
30. Suga ma S., Conti B. Interleuk in-18 and stre ss. Brain Res Re v. 2 008;
58: 85–95.
31. Cruzat V.F., Krause M., Newsholme P. Amino acid supplementa-
tion and imp act on immune fu nction in the context of exerci se. J Int
Soc Sports Nutr. 2014; 11: 61–8.
32. Calder Р.С. Branched-chain amino acids and immunity. J Nutr.
2006; 136 (1): 288S–93S.
33. Samuelsson H., Moberg M., Apró W., Ekblom B., Blomstrand E.
Intake of branched-chain or essential amino acids attenuates the
elevation in muscle levels of PGC-1α4 mRNA caused by resistance
exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2016; 311: E246–51.
34. Maida A., Cha n J.S.K., Sjoberg K. A., Zota A., Sch moll D., Kiens B.,
et al. Repletion of branched chain amino acids reverses mTORC1
signaling but not improved metabolism during dietar y protein dilu-
tion. Mol Metab. 2017; 6: 873–81.
35. Khedr N.F, Khedr E.G. Branched chain amino acids supplementation
modulates TGF-β1/Smad signaling pathway and interleukins in CCl4-
induced liver fi brosis. Fundam Clin Pharmacol. 2 017; 31: 534–45.
36. Monirujjaman M., Ferdouse A. Metabolic and physiological
roles of branched-chain amino acids. Adv Mol Biol. 2014; 2014:
ID 364976. 6 p. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2014/364976
... Commercial BCAA supplements are commonly preferred in sports activities due to their muscle-related effects. BCAAs are claimed to have several functions as an ergogenic aid in sports, such as increasing muscle mass by activating protein synthesis, strengthening immunity, reducing soreness, improving cognitive function, and enhancing endurance capacity [4][5][6][7][8][9][10]. However, there are not enough studies in the literature to confirm most of these claims [4][5][6][7][8]. ...
... In addition, good (n = 1824), like (n = 1650), and great (n = 1211), which are the most-used words in video comments, support this finding. The investigated comments could be related to the potential effects of BCAAs, such as activating protein synthesis, reducing soreness, enhancing cognitive activity, boosting immunity, and improving endurance capacity [4][5][6][7][8][9][10]. In fact, the words protein (n = 3378) and muscle (n = 1422) are often emphasized in video comments. ...
Article
Full-text available
Branched-chain amino acids (BCAAs) are one of the most controversial ergogenic aids in terms of effectiveness and safety. This study aimed to evaluate the quality and reliability of BCAA supplements related to English videos on YouTube and to synthesize with the sentiment-emotion analysis of comments on videos. The content analysis of the information on videos was evaluated with the use of DISCERN, Journal of American Medical Association (JAMA) benchmark criteria, and Global Quality Score (GQS). In addition, word cloud and sentiment and emotional analysis of comments in videos were performed with the R package. As a result, the mean ± standard error values of DISCERN, JAMA, and GQS scores of all videos were 29.27 ± 1.97, 1.95 ± 0.12, and 2.13 ± 0.17, respectively. It was found that advertisement-free videos have a significantly higher DISCERN and GQS score than advertisement-included videos (p < 0.05). A moderately significant positive correlation was determined between DISCERN score of video content and the positive sentiment of video comments (rs: 0.400, p = 0.002). In conclusion, it was determined that BCAA-related YouTube videos have mostly very poor quality in terms of content and that videos with higher quality may receive positive comments from viewers according to the DISCERN instrument.
... Branched chain amino acids (BCAAs), including l-valine, l-leucine, and l-isoleucine, are essential amino acids [1,2] that are widely used in the food [3], pharmaceutical large amounts of BCAAs has driven the need for more rapid and efficient methods of production. Traditional BCAAs production methods mainly include chemical synthesis, protein hydrolysis, and enzymatic catalysis in vitro [10,11]. ...
Article
Full-text available
Background Branched chain amino acids (BCAAs) are widely applied in the food, pharmaceutical, and animal feed industries. Traditional chemical synthetic and enzymatic BCAAs production in vitro has been hampered by expensive raw materials, harsh reaction conditions, and environmental pollution. Microbial metabolic engineering has attracted considerable attention as an alternative method for BCAAs biosynthesis because it is environmentally friendly and delivers high yield. Main text Corynebacterium glutamicum ( C. glutamicum ) possesses clear genetic background and mature gene manipulation toolbox, and has been utilized as industrial host for producing BCAAs. Acetohydroxy acid synthase (AHAS) is a crucial enzyme in the BCAAs biosynthetic pathway of C. glutamicum , but feedback inhibition is a disadvantage. We therefore reviewed AHAS modifications that relieve feedback inhibition and then investigated the importance of AHAS modifications in regulating production ratios of three BCAAs. We have comprehensively summarized and discussed metabolic engineering strategies to promote BCAAs synthesis in C. glutamicum and offer solutions to the barriers associated with BCAAs biosynthesis. We also considered the future applications of strains that could produce abundant amounts of BCAAs. Conclusions Branched chain amino acids have been synthesized by engineering the metabolism of C. glutamicum . Future investigations should focus on the feedback inhibition and/or transcription attenuation mechanisms of crucial enzymes. Enzymes with substrate specificity should be developed and applied to the production of individual BCAAs. The strategies used to construct strains producing BCAAs provide guidance for the biosynthesis of other high value-added compounds.
... In our research, the positive correlation between His, Trp, and hemoglobin were only observed in obese group. In Trushina's study, increasing the intake of branched-chain amino acids (BCAAs) (Ile Leu Val) can increase hemoglobin levels (Trushina et al. 2019). Serum Trp was positively correlated with hemoglobin (Bipath et al. 2016;Wenninger et al. 2019). ...
Article
Full-text available
Essential amino acids (EAAs) are involved in growth and development in children and adolescents. This study was aimed at exploring the relationship between dietary EAA intakes and metabolic biomarker, and the influence of obesity in children and adolescents. A total of 3566 subjects were analysed. Participators were classified according to weight status. Metabolic biomarkers were determined using standardized methods and conditions. Normal, overweight, and obesity statuses were defined according to the Working Group on Obesity in China (WGOC) BMI cutoff points based on age- and sex-specific screening criteria. In normal-weight group, blood uric acid was negatively correlated with dietary Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Val, and His, and zinc was negatively correlated with Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Val, His, Met, and Trp. In overweight group, TC was negatively correlated with Ile, Leu, Phe, Val, and His, and LDL-C was negatively correlated with Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Val, His, and Met, while TG was positively correlated with Leu, Lys, Phe, Thr, Val, and Met. In obesity group, hemoglobin was positively related to Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Val, His, and Trp, while vitamin D was positively correlated with His and Trp. The serum creatinine was negatively correlated with Ile, Leu, Phe, Val, His, and Met in normal-weight group, and positively correlated with Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Val, His, Met, Trp, His, and Trp in obesity group. Dietary amino acid score (AAS) and Leu intake were protective factors for obesity. The association between fasting blood glucose and EAAs intake was weak and labile. Metabolic biomarkers and EAA intakes were only related under certain weight status. The dietary AAS is positively correlated with HDL-C, LDL-C, serum creatinine, albumin, serum vitamin D, and zinc. The subtle relationship of EAAs and kidney function should be explored further. There is a complex relationship between EAAs and metabolic biomarkers, and overweight and obesity have a certain influence on this relationship.
Article
The purpose of this literature review was to conduct a meta-analysis on the application of the bioimpedance measurement method in clinical practice. MEDLINE, Embase, Scopus, Web of Science, and eLibrary resources were used to search for materials from 2010 to 2021. The terms of inclusion in the search criteria were “bioimpedance analysis”, “hydration”, “body composition”, “bioimpedance measurement”. As a result of the search, 833 articles were found. Studies show that the observation of a deviation from the norm of such an indicator as the amount of water in the body (total, extracellular and intracellular) is considered one of the key factors that is used in bioimpedance measurement in clinical practice. Abnormal shifts in the body fluid are the most important indicators that can be used to assess the health of the human body.
Article
Introduction. Contemporary food industry strives to increase the production volume of high-quality and biologically complete protein products. The Foodnet market also raised the demand for functional foods in Russia. The research objective was to develop a new functional curd product fortified with probiotic microflora. Study objects and methods. The study featured cow’s milk, skimmed milk, cream, whey protein concentrate Milkiland-WPC 80, pollen, glutamine, starter cultures DVS Danisco Probat 576 and Howaru Bifido ARO-1, buckwheat flour, and oat flour. The experiment included physicochemical, sensory, biochemical, and microbiological methods. Results and discussion. The milk-protein base of the curd product was produced in a GEA Westfalia KDB 30 curd separator. The research involved 15 and 20% cream with two different starter cultures. In case of 15% cream, Probat 576 Howaru Bifido appeared to be 1.66 times more active than ARO-1 Howaru Bifido, in case of 20% cream the result was even higher – 1.73 times. Probat 576 also demonstrated a better active acidity, i.e. 5.5 after three hours, which was two hours faster than ARO-1. Mathematical modeling revealed the positive effect of buckwheat and oat flour on the cream fermentation process. Oat flour (5%) was the optimal prebiotic, while buckwheat flour added its color to the final product, thus spoiling its market quality. Conclusion. The new biotechnology for a curd product fortified with probiotic cultures can expand the range of functional products for sports diet.
Article
Full-text available
Based on the high nutritional and biological value of mare’s milk, the uniqueness of its protein, fat, vitamin and mineral compositions, the article provides information on the chemical composition of dry mare’s milk obtained by freeze-drying. On the basis of dry mare’s milk, a recipe for sports nutrition has been developed, including additional raw materials that increase not only the biological value of the product, but also give it targeted medico-biological properties. antioxidants, polysaccharide-fucoidan, dry wheat germ, dry cream). The product had a high nutritional and biological value and good organoleptic characteristics. On a swimming model, the effectiveness of the product was assessed on Wistar rats, who received 10 g of a specialized product in addition to the main semi-synthetic diet daily for 35 days. The consumption of a specialized sports nutrition product by animals for 35 days increased the endurance and performance of rats when swimming with a load. Compared with the initial data, the swimming time of the animals in the experimental group increased 3.0 times, while the swimming time in the control group exceeded the initial values only 1.5 times.
Article
Full-text available
A utilização de suplementos alimentares tem crescido exponencialmente, seja para preencher uma lacuna deixada pela alimentação e/ou, principalmente como recurso ergogênico. Aqueles classificados como proteicos estão entre os principais utilizados, dentre eles, os AACR (Aminoácidos de Cadeia Ramificada). Desta forma, o objetivo geral da presente revisão de literatura foi aprofundar os conhecimentos com relação à suplementação de AACR e os seus efeitos no exercício físico. O levantamento bibliográfico foi operacionalizado mediante busca de artigos completos indexados nas bases de dados PubMed e ScieElo, publicados entre os anos de 2005 a 2019 e que abordaram a suplementação de AACR no exercício físico. Redução da fadiga central, aumento da síntese proteica, redução da gordura corporal, economia dos estoques de glicogênio muscular, fortalecimento do sistema imune, redução de danos musculares devido a exercícios intensos são alguns efeitos sugeridos como benefícios da suplementação de AACR, porém a literatura apresenta dados controversos, sendo que a maioria destes efeitos não estão devidamente esclarecidos e comprovados, carecendo de uma maior gama de estudos com um maior número amostral e um período mais longo de execução.
Article
Full-text available
The development and implementation of effective means to improve performance, endurance, rapid recovery of the body after physical exertion and, ultimately, improve athletic performance are still relevant. The aim of the work was to develop a new specialized product based on dry mare's milk, as well as to evaluate its effectiveness on an experimental model of physical activity. Material and methods. A specialized product has been developed, including powdered mare's milk, skimmed cow's milk, vegetable cream, crushed sea buckthorn fruits, wheat germ, vitamins A, E, C, PP, folic acid, mineral substances (selenium, magnesium, zinc, iron), inulin, dry bacterial starter culture (Lactobacillus acidophilus, Streptococcus lactis, Bifidobacterium bifidum in a 1:1:1 ratio) and fucoidan. Experimental studies were carried out on 70 white male Wistar rats with an initial body weight of 207-226 g. Animals were fed complete semi-synthetic diet with free access to food and water. Animals of the experimental group additionally received 10 g of a specialized product daily. The control group of animals additionally received glucose in an amount corresponding to the calorie content of 10 g of the specialized product (45 kcal). The animals were subjected to physical exertion - forced swimming until they were completely tired. The swimming test was carried out every seven days during the 21-day experimental period with a load of 10% of the animal's body weight. In hemolysates of erythrocytes, liver microsomes, and in the mitochondrial fraction of the femoral muscle, the activity of catalase and superoxide dismutase was assessed using kits, the concentration of malondialdehyde (MDA) and diene conjugates was determined by spectrophotometry. The level of lactic and pyruvic acids in the blood serum and femoral muscle of rats was assessed by spectrophotometry. The liver and heart were histologically examined. Results. Feeding animals the specialized protein product for 21 days resulted in a statistically significant increase in endurance, as evidenced by data on the time of swimming with a load. So, in the experimental group, in comparison with the initial data, the swimming time increased by 223%. In the control group, the time of swimming with a load increased in comparison with the initial data by only 71.4%, which was 3.1 fold lower than the values in the experimental group. The time of swimming with a load of animals from both groups did not change statistically significantly in the next 7 days of feeding exclusively semi-synthetic diet. The consumption of the specialized product was accompanied by a positive trend in the change in the antioxidant status indicators. Thus, in the membranes of erythrocytes, there was a decrease in the concentration of malondialdehyde by 55.2% and an increase in the activity of catalase and superoxide dismutase by 19.6 and 37.9%, respectively, compared with data in the control group. In the microsomal fraction of the liver, the level of MDA decreased by 40.0% and catalase activity increased by 59.6%. In the mitochondrial fraction of the femoral muscle, a decrease in the level of MDA and diene conjugates was noted, respectively, by 46.8 and 40.8%. In rats of the experimental group, the concentration of lactic acid in the blood serum was reduced by 40.6%, and in the femoral muscle - by 24.7% compared with animals of the control group. Histological studies of the hepatic and cardiac tissues confirmed positive changes in the structure of the studied organs. Conclusion. The results obtained indicate a favorable effect of the protein mixture on the state of the antioxidant system, the general physiological state of rats, their endurance in relation to physical activity, which is largely associated with the set of food ingredients included in the composition, and, first of all, complete protein, vitamins-antioxidants (A, E, C), as well as energy sources, pre- and probiotics, minerals and trace elements, immune defense factors that favorably affect the state of the membranes of erythrocytes, myocytes and hepatocytes and increase not only the body's endurance, but also its metabolic functions, which is confirmed by the data of biochemical and morphological studies.
Article
Full-text available
The branched chain amino acids (BCAAs) are leucine, valine and isoleucine. A multi-million dollar industry of nutritional supplements has grown around the concept that dietary supplements of BCAAs alone produce an anabolic response in humans driven by a stimulation of muscle protein synthesis. In this brief review the theoretical and empirical bases for that claim are discussed. Theoretically, the maximal stimulation of muscle protein synthesis in the post-absorptive state in response to BCAAs alone is the difference between muscle protein breakdown and muscle protein synthesis (about 30% greater than synthesis), because the other EAAs required for synthesis of new protein can only be derived from muscle protein breakdown. Realistically, a maximal increase in muscle protein synthesis of 30% is an over-estimate because the obligatory oxidation of EAAs can never be completely suppressed. An extensive search of the literature has revealed no studies in human subjects in which the response of muscle protein synthesis to orally-ingested BCAAs alone was quantified, and only two studies in which the effect of intravenously infused BCAAs alone was assessed. Both of these intravenous infusion studies found that BCAAs decreased muscle protein synthesis as well as protein breakdown, meaning a decrease in muscle protein turnover. The catabolic state in which the rate of muscle protein breakdown exceeded the rate of muscle protein synthesis persisted during BCAA infusion. We conclude that the claim that consumption of dietary BCAAs stimulates muscle protein synthesis or produces an anabolic response in human subjects is unwarranted.
Article
Full-text available
Objective Dietary protein dilution (PD) has been associated with metabolic advantages such as improved glucose homeostasis and increased energy expenditure. This phenotype involves liver-induced release of FGF21 in response to amino acid insufficiency; however, it has remained unclear whether dietary dilution of specific amino acids (AAs) is also required. Circulating branched chain amino acids (BCAAs) are sensitive to protein intake, elevated in the serum of obese humans and mice and thought to promote insulin resistance. We tested whether replenishment of dietary BCAAs to an AA-diluted (AAD) diet is sufficient to reverse the glucoregulatory benefits of dietary PD. Methods We conducted AA profiling of serum from healthy humans and lean and high fat-fed or New Zealand obese (NZO) mice following dietary PD. We fed wildtype and NZO mice one of three amino acid defined diets: control, total AAD, or the same diet with complete levels of BCAAs (AAD + BCAA). We quantified serum AAs and characterized mice in terms of metabolic efficiency, body composition, glucose homeostasis, serum FGF21, and tissue markers of the integrated stress response (ISR) and mTORC1 signaling. Results Serum BCAAs, while elevated in serum from hyperphagic NZO, were consistently reduced by dietary PD in humans and murine models. Repletion of dietary BCAAs modestly attenuated insulin sensitivity and metabolic efficiency in wildtype mice but did not restore hyperglycemia in NZO mice. While hepatic markers of the ISR such as P-eIF2α and FGF21 were unabated by dietary BCAA repletion, hepatic and peripheral mTORC1 signaling were fully or partially restored, independent of changes in circulating glucose or insulin. Conclusions Repletion of BCAAs in dietary PD is sufficient to oppose changes in somatic mTORC1 signaling but does not reverse the hepatic ISR nor induce insulin resistance in type 2 diabetes during dietary PD.
Article
Full-text available
The alterations and low levels of circulating branched chain amino acids (BCAAs), leucine, isoleucine and valine, are associated with liver diseases. The study was designed to evaluate hepatoprotective effect of BCAAs on CCl4 -induced liver fibrosis and to investigate the molecular mechanisms underlying these effects in rats. Thirty male rats were divided into three groups. Control group (n=10), CCl4 group (n=10); rats were injected with CCl4 (1 mL/kg of 0.5:1 v/v injected i.p. twice weekly for 12 weeks). CCl4 +BCAAs group (n=10); rats were injected with similar doses of CCl4 and supplemented with a mixture of 600 mg/kg BCAAs (2: 1: 1.2 leucine: isoleucine: valine) by oral gavage, three times/week for 12 weeks. Liver fibrosis was assessed by measuring total bilirubin, total protein, alanine aminotransferase (ALT), and aspartate aminotransferase (AST), hydroxyproline content, serum IL-6 and IL-10. Histopathological studies and α-smooth muscle actin (α-SMA) was detected immunohistochemically in liver. Serum insulin level, blood glucose, liver malodialdehyde concentration (MDA), glutathione peroxidase (GPx) and superoxide dismutase (SOD) activities were quantified. TGF-β1, Smad3 and Smad7 gene expressions were estimated by qRT-PCR. BCAAs suppressed liver fibrosis induced by CCl4 treatment. BCAAs modulated liver indices and down-regulated TGF-β1, Smad3 and Smad7 expressions in hepatocytes. BCAAs enhanced liver antioxidant enzyme activities (P<0.001), reduced serum levels of TGF-β1, IL-6 and IL-10 compared to CCL4 group and ameliorated histopathological changes in rat liver. BCAAs may have a protective role against liver fibrosis via antioxidant and anti-inflammatory mechanisms. This article is protected by copyright. All rights reserved.
Article
Full-text available
Over last years, huge efforts are made in order to improve analytic techniques for T lymphocyte subpopulations. Appropriate studies on T-helper cells are also subject to extensive research. These cellular compartments are substantially divided into various sub-classes. Such subpopulations, e.g., Th1, Th2, T-reg, Th17 and activated Т-helpers, were classified and characterized to sufficient degree. Recently, a lot of distinct data about specific receptors and functional properties of various Т-helper subpopulations was obtained. Applications of these results in laboratory research, without any doubt, will improve diagnostic quality when assessing functional alterations of immune system, as well as adequate therapy planning. (Med. Immunol., 2011, vol. 13, N 1, pp 7-16)
Article
Full-text available
The increase rate of utilization of branched-chain amino acids (BCAA) by muscle is reduced to its plasma concentration during prolonged exercise leading to glycogen. BCAA supplementation would reduce the serum activities of intramuscular enzymes associated with muscle damage. To examine the effects of BCAA administration on fatigue substances (serotonin, ammonia and lactate), muscle damage substances (CK and LDH) and energy metabolism substances (FFA and glucose) after endurance exercise. Subjects (n = 26, college-aged males) were randomly divided into an experimental (n = 13, EXP) and a placebo (n = 13, CON) group. Subjects both EXP and CON performed a bout of cycle training (70% VO2max intensity) to exhaustion. Subject in the EXP were administrated BCAA (78ml/kg·w) prior to the bout of cycle exercise. Fatigue substances, muscle damage substances and energy metabolism substances were measured before ingesting BCAAs and placebos, 10 min before exercise, 30 min into exercise, immediately after exercise, and 30 min after exercise. Data were analyzed by two-way repeated measure ANCOVA, correlation and statistical significance was set at p < 0.05. The following results were obtained from this study; 1. In the change of fatigue substances : Serotonin in the EXP tended to decreased at the 10 min before exercise, 30 min into exercise, post exercise, and recovery 30 min. Serotonin in the CON was significantly greater than the EXP at the10 min before exercise and recovery 30. Ammonia in the EXP was increased at the 10 min before exercise, 30 min into exercise, and post exercise, but significantly decreased at the recovery 30min (p < 0.05). Ammonia in the CON was significantly lower than the EXP at the 10 min before exercise, 30 min into exercise, and post exercise (p < 0.05). Lactate in the EXP was significantly increased at the 30 min into exercise and significantly decreased at the post exercise and recovery 30 min. Lactate in the CON was significantly lower than the EXP at the post exercise (p < 0.05). 2. In the change of muscle damage substances : CK in the EXP was decreased at the 10 min before exercise and increased at the 30 min into exercise and then decreased at the post exercise and recovery 30 min. CK in the CON was greater than the EXP. LDH in the EXP was decreased at the 10 min before exercise and increased at the 30 min into exercise and then decreased at the post exercise and recovery 30 min. LDH in the CON was higher than the EXP. 3. In the change of energy metabolism substances :Glucose in the EXP tended to decrease at the 10 min before exercise, 30 min into exercise, post exercise and recovery 30 min. Glucose in the CON was significantly greater than the EXP at the recovery 30 min (p < .05). FFA in both EXP and CON was increased at the post exercise and recovery 30 min. % increase for FFA in the EXP was greater than the CON at the post exercise and recovery 30 min. 4. The relationship of the fatigue substances, muscle damage substances and energy metabolism substances after endurance exercise indicated strongly a positive relationship between LDH and ammonia and a negative relationship between LDH and FFA in the EXP. Also, there were a strong negative relationship between glucose and FFA and a positive relationship between glucose and serotonin in the EXP. There was a strong positive relationship between CK and LDH and a strong negative relationship between FFA and glucose in the CON. These results indicate that supplementary BCAA decreased serum concentrations of the intramuscular enzymes as CK and LDH following exhaustive exercise. This observation suggests that BCAA supplementation may reduce the muscle damage associated with endurance exercise.
Article
Full-text available
Moderate and chronic bouts of exercise may lead to positive metabolic, molecular, and morphological adaptations, improving health. Although exercise training stimulates the production of reactive oxygen species (ROS), their overall intracellular concentration may not reach damaging levels due to enhancement of antioxidant responses. However, inadequate exercise training (i.e., single bout of high-intensity or excessive exercise) may result in oxidative stress, muscle fatigue and muscle injury. Moreover, during the recovery period, impaired immunity has been reported, for example; excessive-inflammation and compensatory immunosuppression. Nutritional supplements, sometimes referred to as immuno-nutrients, may be required to reduce immunosuppression and excessive inflammation. Herein, we discuss the action and the possible targets of key immuno-nutrients such as L-glutamine, L-arginine, branched chain amino acids (BCAA) and whey protein.
Article
Full-text available
Branch chain amino acids (BCAAs) have unique properties with diverse physiological and metabolic roles. They have functions other than simple nutrition. Different diseases including metabolic disease lead to protein loss, especially muscle protein. Supplementation of BCAAs promotes protein synthesis and reduces break down, as well as improving disease conditions. They are important regulators of mTOR signaling pathway and regulate protein synthesis as well as protein turnover. BCAAs facilitate glucose uptake by liver and SK muscle and also enhance glycogen synthesis. Oxidation of BCAAs seems to be beneficial for metabolic health as their catabolism increases fatty acid oxidation and reduces risk of obesity. BCAAs are also important in immunity, brain function, and other physiological aspects of well-being. All three BCAAs are absolutely required for lymphocyte growth and proliferation. They are also important for proper immune cell function. BCAAs may influence brain protein synthesis, and production of energy and may influence synthesis of different neurotransmitters. BCAAs can be used therapeutically and future studies may be directed to investigating the diverse effects of BCAAs in different tissues and their signaling pathways.
Article
The transcriptional co-activator PGC-1α is recognized as the master regulator of mitochondrial biogenesis. However, recently a novel isoform, PGC-1α4 that specifically regulates muscle hypertrophy was discovered. Since stimulation of mTORC1 activity is tightly coupled to hypertrophy, we hypothesized that activation of this pathway would upregulate PGC-1α4. Eight male subjects performed heavy resistance exercise (10 x 8-12 repetitions at ~75% of 1RM in leg press) on four different occasions, ingesting in random order a solution containing essential amino acids (EAA), branched-chain amino acids (BCAA), leucine or flavored water (placebo) during and after the exercise. Biopsies were taken from the vastus lateralis muscle before and immediately after exercise, as well as following 90 and 180 min of recovery. Signaling through mTORC1, as reflected in S6K1 phosphorylation, was stimulated to a greater extent by the EAA and BCAA than the leucine or placebo supplements. Unexpectedly, intake of EAA or BCAA attenuated the stimulatory effect of exercise on PGC-1α4 expression by ~50% (from a 10-fold to 5-fold increase with BCAA and EAA, P<0.05) 3 h after exercise, whereas intake of leucine alone did not reduce this response. The 60% increase (P<0.05) in the level of PGC-1α1 mRNA 90 min after exercise was uninfluenced by amino acid intake. Muscle glycogen levels were reduced and AMPKα2 activity and phosphorylation of p38 MAPK enhanced to the same extent with all four supplements. In conclusion, induction of PGC-1α4 does not appear to regulate the nutritional (BCAA or EAA) mediated activation of mTORC1 in human muscle.
Article
A deficiency of total energy or of one or more essential nutrients, including vitamins A, B6, B12, C, and E, folic acid, zinc, iron, copper, selenium, essential amino acids and essential fatty acids, will impair immune function and increase susceptibility of the host to infectious pathogens. This is most likely because these nutrients are involved in the molecular and cellular responses to challenge of the immune system. Providing these nutrients to deficient individuals restores immune function and improves resistance to infection. Thus, appropriate nutrition is required in order for the host to maintain adequate immune defences towards bacteria, viruses, fungi, parasites and tumour celîs. Although the intakes of several nutrients which result in greatest enhancement of immune function appear to be greater than recommended intakes, excess intake of certain nutrients also impairs immune responses. Some nutrients (e.g. glutamine, arginine) may become limiting in critical illness and there is mounting evidence that provision of these will aid patient recovery.