Fitness i Sport: Produkty wysokobiałkowe dla sportowców

Zwiększone zapotrzebowanie na białko jest bardzo ważne dla osób uprawiających sport rekreacyjnie lub zawodowo. Istotę problemu stanowi ilościowe zapotrzebowanie na białko oraz źródło jego pochodzenia. Wysoki poziom aktywności fizycznej wywołuje spore dyskusje i dylematy na temat zalecanej podaży względem spożywanych ilości białka. Jest to powodowane faktem, że około 40% białek strukturalnych organizmu ludzkiego stanowią białka mięśni szkieletowych, które z kolei są kluczową tkanką w aktywności fizycznej. Na tej podstawie wypracowano stanowisko, że u osób ze zwiększoną aktywnością fizyczną wymagana jest zwiększona podaż białka niezbędna dla syntezy mięśni.

Białko to jeden z trzech podstawowych makroskładników odżywczych o funkcji budulcowej (główny składnik komórek, tkanek) i regulacyjnej (składnik hormonów, enzymów). Warunkiem syntezy białek ustrojowych jest dostarczanie z dietą aminokwasów egzogennych (EAA – essential amino acids), których organizm człowieka nie syntetyzuje. Niedobór któregokolwiek aminokwasu egzogennego może skutkować zaburzeniami w syntezie innych związków, dla przykładu, fenyloalanina podlega przemianom do tyrozyny (która jest niezbędna do tworzenia hormonów tarczycy i nadnerczy), tryptofan jest substratem dla syntezy serotoniny, leucyna stymuluje sekrecję leptyny, aminokwasy rozgałęzione (BCAA – branched chained amino aicids: leucyna, izoleucyna i walina) regulują wydzielanie: glukagonu, insuliny, dopaminy i noradrenaliny, zaś aminokwasy siarkowe tworzą tripeptyd glutation o właściwościach oksydoredukcyjnych. Leucyna, walina, metionina, fenyloalanina, treonina i tryptofan są to aminokwasy tworzące mioglobinę (białko globularne magazynujące tlen w mięśniach czerwonych). Ze względu na aminokwasy egzogenne żywnościowe źródła białka ocenia się pod względem jakości, która opisuje zawartość aminokwasów i ich biodostępność. W systemie oceny białek wykorzystywane są wskaźniki jakości. Jednym z najpopularniejszych jest wskaźnik aminokwasowy skorygowany względem strawności (PDCAAS – Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score). Wskaźnik ten został zaproponowany przez Organizację Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO/WHO) i amerykańską FDA, i zaczął obowiązywać od 1993 r. PDCAAS przyjmuje wartości od 0 do 1 dla białka o najwyższej strawności. Wzorcem dla tego wskaźnika jest białko jaja kurzego (owoalbumina), którego skład aminokwasowy wykorzystywany jest przy ocenie porównawczej innych białek. Szacowanie przyswajalności aminokwasów w tej metodzie prowadzone jest w całym układzie pokarmowym, a próbka do badań pobierana jest z kału.

Zapotrzebowanie

Przeprowadzono wiele projektów badawczych pozwalających ocenić wykorzystanie i suplementację białka przez osoby uprawiające sport. Średnie dzienne zapotrzebowanie na białko dla większości zdrowych osób określono na poziomie 0,8 g/kg masy ciała. Jednak wartość ta jest poza normatywem zapewniającym zalecenia dla osób aktywnych. Zalecenia te są określane jako minimalna dawka do utrzymania prawidłowego bilansu azotowego, bez uwzględniania poziomu aktywności fizycznej. Osoby z niskim poziomem aktywności fizycznej (PAL) mają obniżony wskaźnik retencji azotu w organizmie. W organizmie nieustannie zachodzą przemiany kataboliczne i anaboliczne białek ustrojowych, które ulegają intensyfikacji wraz ze wzrostem aktywności fizycznej. Wynika to z wielofunkcyjnych właściwości białek ciała ludzkiego, między innymi białka globularne (hemoglobina, mioglobina i enzymy), jak również białka strukturalne (aktyna, miozyna i troponina). Co ważne, udział aminokwasów w rekompensacji wartości energetycznej podczas intensywnych ćwiczeń siłowych jest niewielki, w rzeczywistości aminokwasy są przede wszystkich wykorzystywane do rekonstrukcji uszkodzonych fragmentów tkanki mięśniowej oraz syntezy dodatkowych białek mięśniowych, z kolei w przypadku ćwiczeń wytrzymałościowych białka również są wykorzystywane jako źródło energii oraz do syntezy białek mitochondrialnych. W przypadku sportów wytrzymałościowych zwiększenie metabolizmu aminokwasów następuje przy niedoborowej podaży węglowodanów. Dane te potwierdzają, że regularne ćwiczenia zwiększają ogólne wykorzystanie białek. Tym samym za normę pozwalającą utrzymać równowagę azotową u osób o zwiększonej aktywności fizycznej uważa się podaż białka na poziomie od 1,2-2,4 g na każdy kilogram masy ciała na dzień. Zalecenia te przekładają się na 10-15% udział białka w dobowym zapotrzebowaniu energetycznym. Odpowiedni poziom białka w diecie osób aktywnych fizycznie należy jednak dostosować zarówno do intensywności wysiłku fizycznego, jak i rodzaju uprawianego sportu. Zgodnie z zaleceniami Amerykańskiego Stowarzyszenia Dietetycznego oraz Amerykańskiego Instytutu Medycyny Sportowej zalecana podaż białka dla osób uprawiających sporty wytrzymałościowe wynosi 1,2-1,4 g/kg m.c./dzień i sporty siłowe 1,2-1,8 g/kg m.c./dzień. Jednocześnie należy zwrócić uwagę, że górne limity zalecane są w początkowym etapie treningu, podczas którego zakłada się zwiększone procesy anaboliczne dla tkanki mięśniowej. W przypadku regularnych i intensywnych treningów dopuszczone jest zwiększenie podaży białka do 1,4-2,0 g/kg m.c./dzień, a w indywidualnych przypadkach nawet do 3 g/kg m.c./dzień. Należy jednak pamiętać, że wysoki poziom spożycia białka, może mieć niekorzystny wpływ na organizm człowieka.

Źródła białka

Białka mleka

Są białkiem najlepiej przebadanym pod względem potencjału regeneracyjnego tkanki mięśniowej po ćwiczeniach fizycznych. Doniesienia naukowe przedstawiają wpływ dodatku białek w postaci izolatu białek mleka i białek serwatki na poziomie 0,4-0,8 g/kg napoju wraz z dodatkiem węglowodanów (dekstrozy, maltodekstryny) na zwiększenie tempa regeneracji glikogenu mięśniowego po intensywnych ćwiczeniach. Ponadto wykazano, że synteza glikogenu w wątrobie i w mięśniach szkieletowych zachodzi intensywniej przy podaży białek serwatkowych, w porównaniu do kazeiny. Reasumując, dodatek białek mleka do posiłku potreningowego przyspiesza regenerację organizmu w zakresie uzupełniania zużytego glikogenu i białka. Ponadto warto wspomnieć o korzyściach zdrowotnych poszczególnych frakcji białek mleka, w szczególności białek serwatkowych. Białka te bogate są w β-laktoglobulinę i α-laktoalbuminę (75% wszystkich białek serwatkowych), z czego α-laktoalbumina jest cennym źródłem tryptofanu. Aminokwas ten należy do grupy egzogennych i ma szczególne znaczenie dla syntezy serotoniny (hormonu szczęścia), melatoniny (czynnika regulującego sen), rodopsyny (barwnika warunkującego widzenie po zmroku), jak również dla aktywności poznawczych, regeneracji ran i kontuzji. Cennym składnikiem białek serwatkowych jest laktoferyna o właściwościach przeciwbakteryjnych, przeciwwirusowych i antyoksydacyjnych. Ponadto laktoferyna jest glikoproteiną, która wykazuje aktywność w kierunku chelatowania jonów żelaza zwiększając ich wchłanianie i retencję.

Białka jaja

Pod względem profilu aminokwasy mają status białek wzorcowych i wykazują doskonałą strawność. Z tego względu białko jaja może mieć szczególne znaczenie dla sportowców pod względem syntezy białek mięśni szkieletowych i białek osocza po ćwiczeniach siłowych, w dawkach 20 i 40 g. Gęstość odżywczą jaj zwiększają aktywne składniki niebiałkowe, takie jak: ryboflawina, selen, witamina K, cholina (składnik o działaniu neurogennym), luteina i zeaksantyna (karotenoidy o silnych właściwościach antyoksydacyjnych).

Białka mięsa

Są dominującym źródłem białka w przeciętnej diecie. Jest to bogate źródło EAA, żelaza hemowego, selenu, retinolu, kobalaminy i karnityny (czynnika pełniącego funkcję w transporcie długołańcuchowych kwasów tłuszczowych do mitochondriów, gdzie przetwarzane są w energię). Opisywane korzyści białka mięsa należy konfrontować z informacjami o obciążeniu rakotwórczym i klimatycznym produkcji i spożycia mięsa. Raport opublikowany w 2015 r. przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC) informuje o potencjale rakotwórczym czerwonego mięsa (które zostało zaliczone do grupy 2A czynników prawdopodobnie rakotwórczych dla człowieka) i mięsa przetworzonego (które zostało zaliczone do grupy 1 czynników rakotwórczych dla człowieka). Prawdopodobnym mechanizmem karcynogennym mięsa czerwonego i przetworzonego na organizm człowieka jest destrukcyjny wpływ żelaza hemowego na DNA oraz obecność substancji rakotwórczych powstających podczas przetwarzania mięsa (heterocykliczne aminy aromatyczne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne). Należy podkreślić, że ryzyko zachorowania na nowotwór jest skorelowane z ilością spożywanego mięsa. Nie bez znaczenia dla jakości życia ludzi jest wpływ produkcji mięsa na środowisko. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) w raporcie z 2018 r. wykazuje, że 15% gazów cieplarnianych pochodzi z produkcji zwierząt hodowlanych. Szacuje się, że wzrost spożycia mięsa do 2050 r. osiągnie poziom 75%. Brak zmian w proporcji spożycia mięsa z dietą może spowodować przekroczenie globalnego ocieplenia o krytyczne 2°C. Naukowcy z IPCC podkreślają, że nie musimy rezygnować z jedzenia mięsa, ale na pewno powinniśmy rozważyć ograniczenie spożycia mięsa, jeśli chcemy powstrzymać destrukcyjne zmiany klimatu, które warunkują życie ludzi na ziemi.

Białka roślinne

Jest to najbardziej różnorodna grupa surowcowa, jednocześnie o najmniejszej liczbie badań opisujących znaczenie odżywcze dla sportowców. Białka pochodzenia roślinnego cechują się niedoborową zawartością niezbędnych aminokwasów w zależności od źródła, najczęściej są to: lizyna, metionina, izoleucyna, treonina i tryptofan. Optymalizacja spożycia białka ze źródeł roślinnych wymaga podejścia ilościowego i jakościowego, ze względu na konieczność kompletowania aminokwasów egzogennych z różnych źródeł. W surowcu zbożowym w największym stopniu brakuje lizyny (którą z kolei można dostarczyć z fasolą) i innych roślin strączkowych. Dla przykładu, jako roślinne źródło leucyny można wykorzystać białka soi i soczewicy. Inne rozgałęzione aminokwasy (BCAA) można dostarczyć z białkiem pochodzącym z nasion, orzechów i ciecierzycy. Warunkiem podaży niezbędnych aminokwasów egzogennych jest podaż białek roślinnych z różnych źródeł. Tym samym, aby zwiększyć biodostępność niezbędnych roślinnych aminokwasów (EAA) należy łączyć różne źródła białek roślinnych. Roślinne suplementy białkowe powinny zawierać mieszanki białek z soi, roślin strączkowych, zbóż, ryżu, konopi itp. Ze względu na zmniejszone wartości wskaźników jakości białka roślinnego PDCAAS i DIAAS dla osób bazujących wyłącznie na białkach roślinnych rekomenduje się zwiększenie spożycia białka na poziomie górnych wartości zalecanych od 1,4 do 2,0 g/kg m.c./dzień. Mniejsza biodostępność białek roślinnych wynika ze składu i zawartości aminokwasów egzogennych, jak również ze względu na obecność substancji antyodżywczych, które zmniejszają wchłanianie substancji odżywczych. Jednak stosując odpowiednie techniki przygotowania surowca, takie jak moczenie, kiełkowanie i fermentacja można wpłynąć na zwiększenie strawności białek w surowcu roślinnym.

Białka alternatywne

Komitet ds. Roślin, Zwierząt, Żywności i Pasz (sekcja Nowej Żywności i Bezpieczeństwa Toksykologicznego), działający przy Komisji Europejskiej, złożony z przedstawicieli wszystkich krajów UE, wydał pozytywną opinię w sprawie projektu aktu prawnego zezwalającego na wprowadzenie do obrotu mącznika żółtego (larwa chrząszcza Tenebrio molitor) jako nowej żywności. Produkt ten może być stosowany w formie całych suszonych owadów, przekąsek lub składników żywności. Dopuszczenie owadów jako żywności jest odpowiedzią na presję środowiskową (żywność o niskiej wartości śladu węglowego), wzrost populacji i zwiększające się zapotrzebowanie na białko. Owady są pełnowartościowym źródłem białka, wysokiej zawartości tłuszczu, witamin, błonnika i minerałów.

Podsumowanie

Osoby o wysokiej aktywności fizycznej w planowaniu podaży białka w swojej diecie powinny uwzględniać rodzaj uprawianego sportu (siłowego lub wysiłkowego), wiek, stan zdrowia oraz masę ciała. Jednocześnie decydując się na zwiększony udział białka, aby zminimalizować obciążający wpływ wysokobiałkowych posiłków, należy zwiększyć udział warzyw, owoców oraz płynów w codziennej diecie. Ponadto należy kontrolować dostarczanie witamin B6, B12 i kwasu foliowego, gdyż niedobór tych składników i jednoczesny nadmiar białka zaburza metabolizm metioniny i w efekcie powoduje kumulację homocysteiny. Homocysteina cechuje się cytotoksycznością oraz działa miażdżycogennie poprzez zwapnienie i zwłóknienie naczyń krwionośnych. W przypadku diet roślinnych zalecana jest podaż białka roślinnego różnorodnego pochodzenia, które umożliwią uzupełnienie aminokwasów egzogennych rekompensujących podaż pełnowartościowego białka. Dla diet wegańskich rekomendowana jest zwiększona podaż białka w górnych granicach zalecanych wartości.