Białko, biopolimery, aminokwasy…

Białko pochodzące z koktajli kojarzy się często z kulturystami przebywającymi na siłowni, których głównym celem jest zwiększenie masy mięśniowej poprzez zwiększoną podaż białka w diecie. Jednak zastosowanie białka w koktajlu jest zdecydowanie szersze. Białko oznaczone jako serwatka, kazeina lub pochodzące z soi są stosowane również do utraty masy ciała oraz przyrostu masy mięśniowej. Koktajle proteinowe we wszystkich odmianach i przeznaczeniach, mogą być trudne do zrozumienia dla konsumentów takich jak Ty. Ważne jest zatem, aby nauczyć się korzystać i wybierać odpowiedni rodzaj suplementów białkowych w celu lepszego osiągnięcia swoich zamiarów dotyczących wyglądu ciała.

Co to jest białko?

Białko (makrocząsteczki biologiczne składające się z biopolimerów zwanych aminokwasami) jest odpowiedzialne za budowanie i utrzymanie różnych części ciała, w tym kości, skóry i mięśni [1]. Aminokwasy tworzące białko mogą być uznane za: egzogenne – muszą być dostarczone wraz z pożywieniem, gdyż ustrój człowieka nie jest w stanie ich sam syntetyzować ze źródeł zewnętrznych – lub endogenne, które organizm sam wytwarza [2]. Wegetarianie nie muszą się martwić, ponieważ połączenie różnych źródeł białek roślinnych (np.: roślin strączkowych, ziaren, orzechów i produktów pełnoziarnistych) jest w stanie w pełni dostarczyć egzogennych aminokwasów potrzebnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Dodatkowo białko pochodzenia roślinnego zawiera błonnik pokarmowy, jak również witaminy i składniki mineralne [3].

Do aminokwasów egzogennych należą: izoleucyna, tryptofan, leucyna, lizyna, metionina, fenyloalanina, treonina i walina. Czasami do tej grupy zalicza się również histydynę, tyrozynę i argininę, które są aminokwasami warunkowo niezbędnymi, tzn. organizm potrzebuje ich dostawy z zewnątrz tylko w niektórych sytuacjach – choroba, intensywny sport (kulturystyka), czy nieodpowiednia dieta. Aminokwasy endogenne natomiast, to: alanina, glicyna, cysteina, asparagina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy, prolina i seryna. Źródłem białek w diecie są produkty zwierzęce oraz roślinne [4].

Dlaczego ludzie korzystają z koktajli białkowych?

Zastosowane w koktajlu białka niekoniecznie muszą być zarezerwowane dla kulturystów i sportowców olimpijskich – dowodzą tego  badania przeprowadzone w 2004r na osobach w wieku od 18 roku życia (opublikowane w International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism). Ich wyniki pokazały, że 84,7% z typowych bywalców siłowni korzystało z suplementów –   42,3% piło koktajle białkowe co najmniej 5 razy w tygodniu. Stwierdzono, że osoby w wieku poniżej 45 lat spożywały koktajle białkowe w celu budowy masy mięśniowej, a starsi uczestnicy wybierali koktajle multiwitaminowe by odeprzeć choroby [5]. Ogólnie rzecz biorąc konsumpcja białka prowadzi do dodatniego bilansu azotu w organizmie przez co ciało jest w stanie zregenerować się po wysiłku fizycznym. Uzyskanie odpowiedniej ilości aminokwasów ma kluczowe znaczenie dla rozbudowy masy mięśniowej organizmu i zapobieganiu nadmiernemu katabolizmowi białek. Podsumowując istnieje wiele innych powodów dla których ludzie używają koktajli białkowych, między innymi podczas redukcji masy ciała, jako suplementacja mikroskładników lub w celu zwiększenia masy mięśniowej.

Wpływ białka na chudnięcie?

Jeśli chodzi o utratę wagi, wykazano, że kazeina, a także białko sojowe mogą wpłynąć na redukcję masy ciała. W 2007r badanie opublikowane w Metabolism dowiodło faktu utraty masy ciała u 43 otyłych kobiet po włączeniu kazeiny lub białka soi pod postacią szejka, jako zamiennika posiłku w diecie. Naukowcy byli w stanie stwierdzić, że utrata tkanki tłuszczowej ciała w grupie stosującej kazeinę była porównywalna do tych z grupy przy użyciu białka sojowego. Obserwowano utratę tkanki tłuszczowej od 22% do 24% w obu grupach [6].

Ile białka jest potrzebne by spalić masę ciała?

W 2000r badanie opublikowane w Journal of the American College of Nutrition wykazało, że osoby aktywne fizycznie mogą wymagać większej ilości białka niż osoby prowadzące siedzący tryb życia czyli od 1,2 do 1,4 g/kg masy ciała (co daje od 82g do 95g dla osoby ważącej 68kg i ćwiczącej sporty wytrzymałościowe) [2]. Preparaty ułatwiające zmniejszenie masy ciała pozwolą uzyskać najlepszy efekt gdy koktajl składać się będzie głównie z białka ( >50%), przy mniejszej zawartości tłuszczu i węglowodanów.

Jedną z możliwych przeszkód utraty masy ciała może być pojawiające się  napady głodu, z powodu niskiej podaży energii i ilości tłuszczu w diecie. Jednakże stwierdzono, że zadowolenie z efektów diety jest większe dla diety białkowej niż innych diet, których jadłospisy charakteryzują się dolną zawartością protein. Diety bogate w białko cechują się zwiększoną sytością w porównaniu z odpowiednikami jadłospisów ubogich w ten makroskładnik [7].

Czy koktajl białkowy może zastąpić posiłek?

Zastępowanie posiłku koktajlem stało się sposobem obniżenia tempa otyłości na całym świecie. Stwierdzono, że wysoka konsumpcja białka może być związane z większą szansą osiągnięcia utraty masy ciała. W badaniu Nutrition Journal z 2008r, uczestniczyło 85 otyłych mężczyzn i kobiet, których leczono koktajlem wzbogaconym w białko z soi i serwatki w proszku podawanym dwa razy dziennie przez 12 tygodni. Ilość białka jaką podawano poprzez szejk to: 2,2g/kg masy ciała (wysoka zawartość białka) lub 1,1 g/kg masy ciała (standardowa ilość białka). W trakcie trwania eksperymentu badani musieli wykonywać codziennie 30 minut ćwiczeń aerobowych. Odnotowano zbliżoną utratę masy ciała w obu grupach, ale u osób które spożywały koktajle z większą zawartością białka redukcja utraty tkanki tłuszczowej była zdecydowanie większa [9]. Jeśli białko pochodzące z koktajlu jest wprowadzane w miejsce posiłku upewnij się, że dzienne zapotrzebowanie na składniki mineralne, witaminy oraz kaloryczność są pokryte.

Co jeśli jesteś weganinem lub wegetarianinem?

Ponieważ białko pochodzące ze źródeł roślinnych, może prowadzić do niedoboru 1 lub 2 aminokwasów, sugeruje się aby wegetarianie spożywali różne warzywa, owoce, zboża i rośliny strączkowe w celu ich pokrycia [9]. To nie znaczy, że wszystkie białka zawarte w żywności są niekompletne. Przykładem białka roślinnego posiadającego wszystkie aminokwasy to soja. Szeroka gama produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego spoza komosy ryżowej, gryki, spiruliny, konopi i nasion szałwii hiszpańskiej oferuje także pełen zestaw niezbędnych aminokwasów [10].

Minimalna ilość białka jaką musimy dostarczyć do organizmu w ciągu doby to  0,8 g/kg masy ciała (55g dla osoby o masie ciała wynoszącej 68kg) dla dorosłych według Institute of Medicine w USA [11]. Wegetarianie mogą potrzebować więcej białka niż inne zdrowe osoby, gdyż proteiny pochodzące z roślin są w mniejszym stopniu dostępne ze względu na możliwości trawienne naszego organizmu. Niemniej jednak o ile czyjaś dieta jest kompletna pod względem różnorodności pochodzenia białka z produktów roślinnych o tyle koktajle białkowe mogą być łatwym źródłem pozyskiwania białka.

Kiedy spożywać koktajle białkowe – przed czy po treningu?

Osoby chcące wyrzeźbić daną partię mięśni lub stać się silnymi, dobrze zbudowanymi muszą zwiększyć ilość przyswajanych białek. Każdy rodzaj sportu z udziałem treningu siłowego – zwłaszcza kulturystyka – może przyczynić się do zwiększonego zapotrzebowania na białko w wyniku rozkładu włókien mięśniowych [12]. W 1998r w badaniu opublikowanym w Journal of Applied Physiology stwierdzono, że spożywanie suplementów płynnych składających się z węglowodanów i białek, przed oraz po treningu wywołuje wymierne reakcje metaboliczne i hormonalne w organizmie. Zmiany te były odpowiedzialne za syntezę glikogenu zarówno w celu przywrócenia i utrzymania energii, jak również dostarczanie białka do odbudowy masy mięśniowej podczas treningu [13]. Badania opublikowane w 1995r w American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism udowodniły, że po treningu należy zwiększyć ilość dostarczanych do organizmu białek z powodu przyspieszonej syntezy i degradacji mięśni [14]. Tak więc jeśli planujecie ćwiczyć codziennie sporty wytrzymałościowe należy stosować koktajli białkowych przed i po treningu, aby mieć energię przez dłuższy czas. Z drugiej strony jeśli są to ćwiczenia interwałowe wówczas koktajle białkowe powinny pojawić się po wysiłku, ponieważ większa ilość aminokwasów w organizmie po aktywności może wpłynąć na syntezę białka w organizmie.

Co powinno wchodzić w skład koktajli?

Czy jest konieczne spożywanie jednocześnie białek i węglowodanów w celu rozbudowy masy mięśniowej? Wynika badańz  2007 roku opublikowanych w American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism sugerują, że jeżeli białko jest dostarczane w odpowiednich ilościach po treningu to dostarczanie  węglowodanów może nie być wymagane, aby zmaksymalizować syntezę mięśni. Jednak badania nie zaprzeczają, że zapasy glikogenu w mięśniach mogą być wyczerpane po treningu i wówczas spożywanie cukrów prostych może być konieczne by szybko odbudować zapasy glikogenu w mięśniach [15].
W związku z tym w celu uniknięcia uczucia całkowitego wyczerpania po ciężkim treningu lub jeśli macie inne ciężkie, fizyczne zajęcia w ciągu dnia spożywanie glukozy i fruktozy może wpłynąć na utrzymanie organizmu w dobrej kondycji.

Czy można spożywać białko serwatkowe bez udziału treningu?

W badaniu z 2003r opublikowanym w Journal of Applied Physiology przebadano 387 zdrowych amerykańskich marynarzy, którzy zostali przydzieleni do 3 grup. Jedna z grup otrzymywała koktajl, ale wszyscy uczestnicy eksperymentu ćwiczyli. U osób otrzymujących koktajl białkowy w porównaniu do grupy nie spożywającej suplementu odnotowano: rzadsze o 33% wizyty u lekarzy, spadek wizyt z powodu infekcji bakteryjnych lub wirusowych o 28%, o 37% mniejszą liczbę wizyt z powodu bólu mięśni lub stawów, a 83% ze względu na wyczerpanie organizmu. Jednak warto pamiętać, że podstawą każdej z grup był trening, w którym uczestniczyli marynarze:  marsz powyżej 10 mil, biegi od 1 do 3 mil, brzuszki, pompki, podnoszenie się, a nawet sztuki walki.

Koktajle białkowe przyczyniają się do zwiększenia masy mięśniowej i mają pozytywny wpływ na zdrowie poprzez zmniejszenie odczuwania bólu w mięśniach i nawadniania tkanek w czasie długotrwałego intensywnego wysiłku [16]. Innymi słowy jeśli nie ćwiczysz ciężko to nie dochodzi do znacznej utraty kalorii w trakcie treningu, spożywanie dodatkowego białka może doprowadzić do zwiększenia masy ciała. Należy ocenić swoją aktywność fizyczną, gdyż być może wystarczy zainwestować w dobrze zbilansowaną dietę.

Serwatka co to takiego?

Jednym z białek stosowanym w suplementach jest białko serwatkowe, które pochodzi się z części mleka pozostałej po produkcji sera. Serwatka jest znana z powodu wysokiego poziomu niezbędnych i rozgałęzionych aminokwasów czyli BCAAs (odnosi się do struktury chemicznej aminokwasów takich jak leucyna, izoleucyna i walina). Białko serwatkowe jest nie tylko bogate w witaminy i minerały, ale także szybko trawione i wchłaniane [10].

Samo białko serwatkowe występuje w dwóch formach: koncentrat i izolat. W celu wytworzenia koncentratu serwatki, substancje takie jak: woda, laktoza, popiół i pewne minerały są usuwane w celu zwiększenia stężenia biologicznego aktywnych peptydów i białek, które skutecznie wspomagają regenerację mięśni. Chcąc uzyskać izolat serwatki należy usunąć znaczną ilość tłuszczu i laktozy. Ważne jest, aby podkreślić iż wiele z białek izolatu może ulec denaturacji w wyniku procesu wytwórczego [11]. Na przykład w 2013r w Food Chemistry wykazano, że dwa sposoby pozyskiwania izolatu białka serwatki (ogrzewanie lub suszenie) prowadzi do denaturacji białka odpowiednio 90% i 68,7% [12].

Kazeina jako źródło białka

Oprócz serwatki, kazeina jest innym głównym białkiem pochodzącym z mleka, która nadaje kolor produktom mlecznym. Biologicznie aktywne peptydy białka kazeiny pomagają w absorpcji składników odżywczych oraz witamin w organizmie. Ważniejsze jest to, że białko jest zdolne do tworzenia żelu w żołądku, który może zapewnić powolne uwalnianie aminokwasów. Żel wymaga dłuższego trawienia, co nie tylko wydłuża wchłanianie białek, ale zapewnia wydajniejsze dostarczanie składników odżywczych oraz może być bardziej pożywny. Atrybut ten może przyczynić się do wydłużenia trwania dodatniego bilansu azotowego w organizmie, ale również doprowadzić do poprawy poczucia sytości i zażegnania głodu [10].

Białko pochodzące z soi

Białko sojowe jest kompletne pod względem zawartości aminokwasów oraz zapewnia wysokie stężenie BCAAs, Jest dostępne zarówno w postaci koncentratu jak i izolatów. Koncentrat soi zawiera około 70% białka, głównie z odtłuszczonej soi, natomiast izolat sojowy zawiera wyższe stężenie białka około 90%. Jednak w porównaniu do serwatki, białko sojowe jest dobrą opcją dla tych, którzy szukają źródeł białka pochodzenia nie zwierzęcego, a także dla tych, którzy cierpią na nietolerancję laktozy i mieli trudności ze znalezieniem zamiennika [10].

Piśmiennictwo:

1. „Protein shaker” webmd.com. (2012)
2. „Beyond the zone: protein Reed of active individuals.” J Am Coll Nutr. (2000)
3. „Protein: Moving Closer to Center Stage.” hsph.harvard.edu. (2013)
4. lavka.pl
5. „Prevalent use of dietary supplements among people who exercise AT a commercial gym.” Int J Sport Nutr Exerc Metab. (2004)
6.  „Soy compared to casein meal replacement shakes with energy-restricted diets for obese women: randomized controlled processes.” Metabolism (2007)
7. „High-Protein, Low-Fat Diets Are Effective for Weight Loss and Favorably Alter Biomarkers In Healthy Adults.” J Nutr. (2004)
8. „Supplements 101: Branched-Chain Amino Acids (BCAAs).” ultimatenutrition.com. (2013)
9.  „A controlled trial of protein enrichment of meal replacements for weight reduction with retention of Lean body mass.” Nutr J. (2008)
10.  „Protein –Which is Best?” J. Sports Sci. And Med. (2004)
11. „Whey Concentrate vs. Isolate: What’s The Difference?” builtlean.com. (2013)
12. „Comparative study of denaturation of whey protein isolate in convective air drying and isothermal heat treatment processes.” Food Chem. (2013)
13.   „Protein requirements and muscle mass/strength changes during intensiva training in novice bodybuilders.” J Appl Physiol. (1992)
14. „Hormonal responses to consecutive days of heavy-resistance exercise with Or without nutritional suplement.” J Appl Physiol. (1998)
15.  „Increased rates of muscle protein turnover and exercise in humans.” Am J Physiol Endocrinol Metab. (1995)
16. „Postexercise protein supplementation improves health and muscle soreness during basic military in marine recruits.” J Appl Physiol (2004)