Жиры со средней длиной углеродной цепи в продуктах лечебного, функционального и спортивного питания

Жиры, содержащие от 6 до 10 атомов углерода во входящих в их состав жирных кислотах (от англ. medium chain triglycerides (MCT)), являются уникальной формой диетических жиров. Включение их в рацион питания человека позволяет обеспечить целый ряд несомненных преимуществ по сравнению с потреблением обычно используемых в пищу длинноцепочечных жиров (long chain triglycerides (LCT)).

LCT в отличие от MCT содержат от 12 до 18 атомов углерода в молекулярной цепи. Лауриновая кислота с 12 атомами углерода занимает при этом промежуточное положение между MCT и LCT. Примерно 98% общего количества жиров, которые мы потребляем, являются длинноцепочечными.

Жиры, содержащие от 6 до 8 атомов углерода, представляют собой при комнатной температуре жидкости, если же углеродная цепь входящих в их состав жирных кислот содержит более 10 атомов углерода, то они являются твердыми веществами.

Энергетическая ценность MCT меньше, чем LCT и составляет 8,3 ккал/г по сравнению с 9,2 ккал/г для LCT. Молекулы MCT в отличие от LCT обладают достаточно высокой полярностью.

Физиологической особенностью MCT является их быстрое поглощение из пищи. Процесс усвоения MCT начинается в слюне и завершается в верхних частях кишечника, не требуя привлечения многих видов ферментов и вспомогательных веществ, с помощью которых организм обычно усваивает длинноцепочечные жиры. После всасывания MCT, подобно углеводам, способны сразу поступать в кровяное русло, минуя лимфатическую систему, как это происходит в случае длинноцепочечных жиров.

В процессе пищеварения MCT расщепляются с выделением свободных жирных кислот, которые из кишечника через воротную вену могут непосредственно попадать в печень, где происходит процесс их окисления.

По сравнению с LCT процесс усвоения MCT не зависит от участия в нем

солеи желчных кислот, которые необходимы для образования эмульсиИ 1_СТ с целью создания необходимой поверхности их контакта с расцепляющими ферментами – липазами.

Для МСТ нет также необходимости предварительного образования водорастворимых комплексов с белками в виде липопротеидов различной плотности для обеспечения транспортировки их в нужные органы и ткани с током крови.

Одним из ответственных этапов в многостадийном процессе окисления жиров является перенос жирных кислот через внутриклеточные мембраны в митохондрии клеток, где происходит этот процесс. Его интенсивность в значительной степени зависит от длины углеродной цепи молекул жирных кислот. В результате проводившихся экспериментов было обнаружено существование отрицательной корреляция между скоростью окисления жирных кислот и длиной их молекулярной цепи. По мере увеличения длины молекул скорость их окисления падает.

Причиной, обуславливающей это явление, является необходимость для жирных кислот с более, чем 12 атомами углерода, для перемещения их в митохондрии предварительного образования соединения со специальным белком, называемым кар-нитин пальмитоилтрансферазой-1. Требованием для образования этого соединения является наличие внутри клетки свободного 1_-карнитина.

Жирные кислоты с короткой и средней длиной молекулярной цепи могут попадать в митохондрии клеток, не прибегая к использованию дополнительных белковых переносчиков. Это делает их более доступным и быстрым источником для выработки биоэнергии.

В отношении особенностей усвоения и использования в организме МСТ поэтому во многом ведут себя подобно углеводам. Поступая в форме свободных жирных кислот в печень, они, как и углеводы, по большей части сгорают в ней. На интенсивность окисления МСТ при этом не влияет присутствие инсулина или уровень глюкозы в крови, в то время как по отношению к 1_СТ инсулин оказывает ингибирующее действие на этот процесс.

Начиная с 1950-х гг. МСТ стали применять в медицине для лечения пациентов, испытывавших трудности с пищеварением, особенно связанных с обменом обычных длинноцепочечных жиров, усвоение которых в организме требует участия большого числа различных вспомогательных соединений и ферментных систем.

МСТ включаются в состав продуктов, предназначенных для зондового или внутривенного питания в период восстановления больных после тяжелых повреждений, ожогов или инфекций. При этом облегчается также усвоение кальция, магния и аминокислот из пищи.

Результаты измерений содержания в плазме крови больных с множественными травмами глицерина, триглицеридов и свободных жирных кислот после использования для их парентерального питания эмульсий, состоящих из триглицеридов со средней длиной цепи (75%) и длинноцепочечных кислот (25%), указывают на высокую скорость и эффективность их усвоения в посттравматическом периоде.

Благодаря применению МСТ организм приобретает возможность экономить энергию, используя ее для подъема физического потенциала, а в ряде критических ситуаций и для повышения шансов на выживание.

В последние годы отмечается тенденция расширения масштабов использования МСТ в медицине, начиная от лечения болезней, связанных с нарушением процессов пищеварения, до включения в рацион питания недоношенных новорожденных для ускорения их роста и общего развития, когда они в первые несколько недель после рождения могут бороться за свою жизнь.

МСТ являются также полезными для мозга, так как промежуточные продукты их окисления выполняют в организме функции альтернативного, помимо глюкозы, источника питания его тканей.

Данные экспериментов позволили сделать также вывод о том, что МСТ оказывают положительное влияние на усиление иммунных характеристик организма. Поэтому они могут выступать как фактор, способствующий предотвращению начала заболевания или способствующий его более легкому течению и ускорению выздоровления.

С возрастом наш организм функционирует гораздо менее эффективно, чем в молодости. В полной мере это можно отнести и к пищеварительной системе. Поджелудочная железа начинает производить меньшее количество пищеварительных ферментов, благодаря чему всасывание питательных веществ в кишечнике протекает с меньшей скоростью и эффективностью. Так как МСТ легко перевариваются в организме и облегчают усвоение витаминов и минеральных веществ, их целесообразно включать в рацион питания ветеранов.

Одним из направлений применения МСТ в медицине является их использования в стоматологии. Полагают, что полоскание рта 10-15 мл МСТ в течение 10 мин благоприятно влияет на гигиену полости рта. Это связывают с тем, что свободные кислоты, образующиеся в результате взаимодействия МСТ с бикарбонатом натрия, присутствующим в слюне, обладают бактерицидным действием, и они также предотвращают адгезию бактерий, попадающих в рот.

Важным свойством МСТ, которое во многом определяет их широкое применение в функциональных продуктах питания, особенно ставящих своей целью борьбу с ожирением, является их способность снижать содержание жира в организме.

Одна из причин этого заключается в том, что МСТ в процессе их транспорта, в отличие от 1_СТ, обходят специализированные жировые клетки – адипоциты, где в организме человека в основном формируется и депонируется жир в качестве резервного источника энергии.

Благодаря тому, что с током крови они через воротную вену попадают непосредственно в печень, где используются главным образом для производства энергии, только очень небольшая часть из них сохраняется в организме в виде жировых накоплений.

Об этом наглядно свидетельствуют данные по составу подкожного жира человека (табл. 1).

Как следует из приведенных данных, в составе жира человека преобладают жирные кислоты, сильно отличающиеся по своему химическому составу от МСТ, Они представлены преимущественно ненасыщенными 1_СТ с различным числом двойных связей.

Учитывая, что калорийность МСТ выше 8 ккал / г, по сравнению с 4 ккал/г для углеводов, и отсутствие опасности их отложения в жировые накопления, это делает МСТ ценным источником для обеспечения организма энергией.

Поэтому многие физиологи делают вывод, что МСТ можно рассматривать, в основном, как источник энергии, тогда как обычные 1_СТ – в качестве предшественников жировых отложений.

МСТ за счет их более быстрого окисления обладают способностью усиливать термогенез, т. е. влиять на интенсивность выделения энергии и тепла в организме. Усиление термогенеза было доказано по потреблению кислорода и выделению углекислого газа через несколько часов после потребления смеси жиров, которая содержала около 12% МСТ.

Имеются доказательства того, что МСТ обладают способностью ускорять достижение чувства пищевого насыщения, но конкретный механизм этого явления остается не до конца понятным. Высказывались предположения, что это может объясняться более быстрой абсорбцией МСТ в организме по сравнению с 1_СТ после приема пищи.

В одном из экспериментов, продолжительность которого составляла 14 дней, волонтерам предлагали без ограничения объема потребляемой пищи три варианта диеты: с низким содержанием МСТ, средней и высокой их долей в дневном рационе. В результате опытов было установлено, что количество калорий, потреблявшихся в составе диеты, отличавшейся высоким содержанием МСТ, оказалось существенно ниже, чем для других исследовавшихся вариантов.

В работе было показано, что прием МСТ в течение 90 дней приводил к сокращению количества принимаемой пищи, усилению потери массы тела, уменьшению окружности талии и снижению содержания холестерина в крови.

В случае использования МСТ в программах по снижению массы тела следует обратить внимание на то, что для достижения успеха общая калорийность потребляемой пищи должна сохраняться постоянной или даже несколько снижаться. При этом замещение одних видов жиров на другие может происходить в простом соотношении – грамм на грамм.

Использование МСТ для снижения и поддержания массы тела и для сохранения здоровья рассматривается в настоящее время в качестве весьма перспективного направления.

Для людей, вовлеченных в занятия спортом, важными являются такие факторы, как запас энергии для обеспечения выносливости и оптимальная масса тела. Это особенно важно для тех видов спорта, где существуют ограничения для участия в соревнованиях по весовым категориям.

МСТ, как элемент пищевого рациона спортсменов, приобрели популярность сначала у бодибилдеров, а затем и признание у атлетов многих других видов спорта. Решающее значение для них во многих случаях имеет возможность использования быстрого источника энергии, в качестве которого они обычно применяют углеводы с высоким значением гликемического индекса.

Потребление таких продуктов сопряжено, однако, с выбросом в кровь большого количества инсулина, что может приводить к ускоренному отложению жира, диабету и ряду других негативных последствий для здоровья человека.

МСТ обладают высокой энергетической плотностью. С другой стороны, они позволяют в результате особенностей механизма их биохимического усвоения в организме снабдить его необходимой энергией достаточно быстро.

Это является особенно важным по отношению к интенсивно тренирующимся атлетам, так как при больших по объему физических нагрузках концентрация свободного 1_-карнитина в их мышцах может падать до 80% в результате образования его соединений с продуктами происходящего в этих условиях быстрого гликолиза углеводов.

В результате образования недостаточного количества транспортных белков, возникающего из-за дефицита свободного 1_-карнитина, это может послужить причиной снижения скорости окисления обычных жирных кислот с длинной молекулярной цепью в этих условиях.

Среди спортсменов МСТ приобрели популярность потому, что они позволяют сократить потребление углеводов без отрицательных последствий в виде появления недостатка энергии в организме. МСТ в этом случае могут выступать в качестве эффективного альтернативного источника энергии во время интенсивных физических упражнений.

Максимальное количество окисляемых жиров может при этом составлять от 0,17 до 1,27 г/мин. Это сопоставимо с скоростью окисления углеводов, но не следует забывать, что энергетическая ценность МСТ при этом в два раза выше.

Активное использование МСТ спортсменами позволяет организму сократить расходование гликогена, являющегося основным резервным источником энергии в организме при продолжительных нагрузках средней интенсивности. Это дает возможность спортсменам дольше выдерживать высокие тренировочные объемы, что соответственно положительно влияет на общую эффективность тренировочного процесса.

МСТ позволяют также сохранять мышечную массу во время интенсивных физических нагрузок за счет того, что при наличии достаточной энергетической «заряженности» организма протеины мышц и получаемые при их расщеплении аминокислоты не привлекаются для производства энергии. При приеме МСТ снижается содержание молочной кислоты в мышцах спортсменов после продолжительных физических усилий.

В этом многие специалисты видят одну из основных причин того, что МСТ могут выступать в качестве эргогенного средства, т. е. использоваться в качестве одного из способов повышения атлетического потенциала спортсменов.

В связи с этим ряд спортсменов используют прием дополнительной «загрузки» МСТ в ночь перед соревнованиями. Марафонцы для этой цели применяют предварительную 10-дневную загрузку МСТ перед соревнованиями. Это делается для того, чтобы адаптировать организм к переключению на расходование жировых запасов вместо гликогена во время состязаний.

Однако применение данной методики требует предварительной подготовки организма к усвоению повышенных количеств МСТ. В противном случае они могут быть усвоены в организме не полностью. В результате этого будет происходить накопление продуктов их частичного окисления, которые могут оказывать отрицательное воздействие на организм.

Успешное использование МСТ в спортивной практике привело к тому, что они стали активно включаться в состав спортивных напитков, энергетических батончиков и других продуктов спортивного питания, которые используются атлетами для подъема энергии непосредственно во время тренировок и состязаний.

Вопрос компенсации возникающего недостатка энергии может быть актуальным и для обычных людей, например, к середине или же в конце напряженного рабочего дня. Включение в ежедневный дневной рацион продуктов, содержащих в своем составе определенное количество МСТ, позволяет преодолевать возникающие при этом проблемы.

К сожалению, в настоящее время только очень немногие традиционные продукты питания содержат в своем составе достаточное количество МСТ. В промышленных масштабах их производят в настоящее время путем выделения необходимой фракции жиров дистилляцией кокосового масла, которое содержит жиров (С-10) -5-6% и (С-12) – 4144%. (табл. 2).

Для производства МСТ применяются и другие современные технологические приемы, которые базируются на использовании реакций ферментативного расщепления сырья, применении процессов переэтерификации исходных природных жиров и т. п.. В целом технология производства МСТ оказывается сложнее, чем обычных пищевых масел, в связи с чем они несколько дороже по сравнению с ними.

МСТ в настоящее время могут производиться в жидком виде, в форме капсул с желатиновой оболочкой или в виде порошков. В последнем случае для получения продукта МСТ предварительно смешивают с рисовым мальтодекстрином и высушивают далее способом распылительной сушки.

Для использования порошкообразных МСТ их вначале смешивают с водой, соком, белковыми или молочными коктейлями или другими напитками. Для расчета потребляемого количества следует иметь в виду, что одна столовая ложка порошкообразного МСТ соответствует примерно 7 г, а чайная – 2,5 г.

Так как готовые продукты питания, содержащие МСТ в своем составе, могут содержать другие, ненужные в данный момент для человека компоненты, рекомендуется приобретать МСТ в чистом виде и далее добавлять их самостоятельно к потребляемым продуктам питания в необходимом количестве.

Необходимо обратить внимание на то, что МСТ не следует подвергать нагреву свыше 150…160 °С, так как в противном случае они начинают окисляться и разлагаться, что отрицательно отражается на их пищевой ценности и вкусовом восприятии. МСТ можно использовать для приготовления салатов, а также при приготовлении других видов пищи.

Для достижения положительных эффектов, обусловленных потреблением МСТ, необходимым может быть их прием по данным различных источников от 3 до 20 г в сутки. Такой широкий разброс значений возможно объясняется различием применявшихся методик экспериментов, а также индивидуальными особенностями организма их участников. По данным работы эффективным рассматривается прием МСТ в количестве 5 г/сутки в течение 12 недель.

МСТ не рекомендуется принимать на голодный желудок, так как в этом случае могут возникать проблемы с реакцией желудка на их потребление. Потребление МСТ не должно полностью заменять прием других видов жиров, так как среди них обязательно должны присутствовать незаменимые, в том числе Омега-3 и Омега-6 полиненасыщенные кислоты, которые организм может получить только с пищей.

К определенным недостаткам потребления МСТ можно отнести то, что у некоторых людей их прием может вызывать легкую тошноту и чувство дискомфорта в желудке. В таких случаях рекомендуется начинать прием с относительно небольших количеств МСТ, например, с чайной ложки по несколько раз в день, постепенно увеличивая это количество.

МСТ, как отмечалось выше, в значительном количестве содержится в кокосовом масле, которое вырабатывается из высушенной или влажной мякоти кокосовых орехов. Его ведущими производителями являются Филиппины, Индонезия, Индия, Шри Ланка, Таиланд и Малайзия.

Использование кокосового масла в медицинских целях упоминалось еще в древнеиндийском трактате Аюрведа более 4000 лет назад. В настоящее время проводятся широкие исследования по его использованию для укрепления здоровья сердца, повышения иммунитета, для создания рецептур парентерального и энтерального питания, ускорения заживления ран, снижения массы тела, повышения уровня спортивных достижений и увлажнения кожи.

Благодаря высокому содержанию насыщенных жирных кислот (более 80%) кокосовое масло является стойким к процессам окисления и полимеризации. Поэтому в пищевой промышленности оно рекомендуется для использования в процессах жарки, выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий, а также при производстве спредов.

Популярности кокосового масла несомненно способствовала обширная рекламная кампания, благодаря которой 72% американцев убеждены в несомненной полезности кокосового масла. На этот результат повлияли также данные ряда исследований, в которых было найдено, что потребление кокосового масла может приводить к увеличению содержания в плазме крови липопротеидов высокой плотности, т. е. так называемого «хорошего» холестерина.

В качестве наглядного примера влияния потребления кокосового масла на увеличение продолжительности жизни часто также приводятся статистические данные, опубликованные ООН, по причинам смерти в различных странах.

В Шри Ланке, например, где основным источником жиров является кокосовое масло, от ишемической болезни сердца умирает в среднем только один человек из тысячи, в то время как в других странах это число может находиться в пределах от 38 до 188. При этом однако не принимаются во внимание другие различия пищевого рациона и образа жизни жителей разных стран.

Необходимо отметить, что MCT и кокосовое масло это все же не одно и то же. В кокосовом масле в большом количестве (42-48%) присутствует лауриновая кислота, имеющая 12 атомов углерода в своей молекулярной цепи. Многие специалисты, ввиду особенностей усвоения в организме, вообще не считают ее принадлежащей к группе MCT.

Дело в том, что по сравнению с присутствующими в MCT жирными кислотами, содержащими 6-10 атомов углерода – капроновой, каприловой и каприновой, только 20-30% лауриновой кислоты попадает из кишечника через систему воротной вены прямо в печень для использования в качестве источника энергии.

Это означает, что только около 23% общего содержания кокосового масла усваивается по механизму, подобному MCT. Это приводит к снижению преимуществ его использования по сравнению с фракцией MCT, производимой для продуктов специализированного питания.

В целом можно сделать вывод, что потребление MCT предоставляет хорошую возможность для людей, которым необходим дополнительный приток энергии для преодоления последствий заболеваний, связанных с нарушением пищеварения, эффективного контроля массы тела и повышения уровня спортивных достижений Приток энергии, обеспечиваемый потреблением MCT оказывает при этом стимулирующее воздействие на весь организм.

Источник: Штерман Сергей Валерьевич, Сидоренко Михаил Юрьевич, Штерман Валерий Соломонович, Сидоренко Юрий Ильич Жиры со средней длиной углеродной цепи в продуктах лечебного, функционального и спортивного питания // Пищевая промышленность. 2018. №12.