Казеин

Казеин — фосфопротеин, основной белковый компонент молока, на долю которого приходится 75–80% всех молочных протеинов. Он образует мицеллы — организованные белковые структуры, включающие несколько типов казеина (альфа-s1, альфа-s2, бета и каппа-казеин). Характерной особенностью фосфопротеина является способность к медленному расщеплению в организме, благодаря чему аминокислоты высвобождаются и поступают в кровь постепенно. Это свойство обеспечивает стабильный белковый обмен и эффективное восстановление организма¹. 

Состав

Казеин относится к классу фосфопротеинов, имеющих сложную молекулярную структуру. В его составе присутствуют основные аминокислоты (за исключением цистеина): аргинин, глутаминовая кислота, пролин, серин, тирозин, гистидин, метионин и фенилаланин².

Особую роль играют четыре основные фракции: альфа-s1-казеин и альфа-s2-казеин, отвечающие за структурную стабильность, бета-казеин, определяющий физико-химические свойства, и каппа-казеин, регулирующий размер и стабильность протеиновых структур. В форме мицелл казеин способен связывать значительное количество кальция и фосфора, что определяет его роль в транспорте минеральных веществ¹.

Полезные свойства

Исследования показывают, что казеин может оказывать положительное влияние на белковый обмен, способствовать восстановлению организма после физической активности, ускорению набора и сохранению мышечной массы. Особую ценность представляет способность белка поддерживать метаболические процессы в период длительного отдыха^3,4.

Обеспечение организма аминокислотами

Казеин классифицируется как медленно метаболизируемый протеин с уникальным механизмом действия. При поступлении в желудочную среду он формирует белковый комплекс, замедляющий скорость расщепления. Процесс высвобождения аминокислот продолжается до 7 часов, с достижением максимальной концентрации через 120 минут после приема³. 

В сравнительных исследованиях показано, что казеин способствует поддержанию повышенного уровня аминокислот в крови значительно дольше других протеинов. Период его активности составляет 6-7 часов, тогда как быстрые протеины действуют 3-4 часа. Данное свойство обеспечивает стабильное поступление аминокислот в организм при длительных перерывах между приемами пищи, в том числе во время ночного сна или в течение рабочего дня⁴. 

Установлено, что равномерное поступление аминокислот способствует более эффективному их усвоению тканями организма. При этом казеин не вызывает резких колебаний аминокислотного состава крови, что делает его оптимальным источником протеина для длительного поддержания белкового обмена^3,4.

Поддержание и восстановление мышечной системы

В рандомизированных контролируемых исследованиях изучено влияние белка на мышечную массу и композиционный состав тела. На фоне регулярных силовых тренировок прием 35 граммов казеина ежедневно способствует увеличению показателей мышечной силы. В 10-недельном исследовании у участников наблюдалось повышение силовых характеристик в жиме лежа и жиме ногами, а также увеличение объема мышечной ткани⁴. 

Эффективность казеина обусловлена его способностью обеспечивать мышечную ткань строительным материалом в течение продолжительного времени. В отличие от быстрых протеинов, он может создавать постоянный приток аминокислот к мышцам на протяжении 6-7 часов, что особенно значимо в периоды восстановления после физической активности³.

Отмечено положительное влияние казеина на композиционный состав тела. Исследования показывают, что при регулярном приеме в сочетании с силовыми тренировками происходит оптимизация соотношения мышечной и жировой ткани⁴.

Регуляция метаболических процессов

Казеин участвует в регуляции комплекса метаболических процессов организма. Контролируемое высвобождение аминокислот обеспечивает поддержание положительного азотистого баланса, что способствует сохранению и обновлению белковых структур в тканях. Стабильная концентрация аминокислот в крови определяет равномерное поступление строительного материала для клеток на протяжении длительного времени⁴.

Механизм действия этого фосфопротеина на энергетический обмен связан с особенностями молекулярной структуры. Формирование плотного белкового комплекса в желудочной среде влияет на чувство насыщения. При этом казеин поддерживает нормальный энергетический баланс без нежелательного влияния на метаболические процессы в вечерние часы^3,4.

Структурная организация казеиновых мицелл определяет их функцию в минеральном гомеостазе. Белок может выступать в роли физиологического транспортера кальция и фосфора, обеспечивая их контролируемое высвобождение в соответствии с потребностями организма1.

Восстановление в ночное время

Исследования процессов восстановления во время сна демонстрируют высокую биодоступность казеина в ночное время. Употребление 40 граммов казеинового порошка перед сном способствует повышению синтеза белка в организме и улучшению белкового баланса³.

В контролируемых клинических исследованиях с участием спортсменов продемонстрировано положительное влияние вечернего приема фосфопротеина на восстановительные процессы. После интенсивных тренировок участники, принимавшие 40 граммов протеина за 30 минут до сна, демонстрировали более высокие показатели восстановления через 12 и 36 часов после нагрузки по сравнению с контрольной группой³.

В период сна происходит естественное снижение поступления питательных веществ в организм. Казеин, благодаря своим структурным особенностям, обеспечивает постепенное высвобождение аминокислот на протяжении всего периода ночного отдыха, что способствует поддержанию анаболических процессов^3,4.

Источники и применение

Основным природным источником казеина являются молоко и молочные продукты, где он составляет 75–80% от общего содержания белка. Наибольшее количество фосфопротеина содержится в твороге, сыре и других кисломолочных продуктах. В качестве компонента специализированного питания казеин представлен в форме казеината кальция¹.

Исследования показывают, что прием 35-40 граммов казеинового порошка за 30 минут до сна может способствовать поддержанию метаболических процессов в ночное время. Он применяется как отдельно, так и в составе многокомпонентных протеиновых смесей, что позволяет обеспечивать организм белком с разной скоростью усвоения⁴. 

Перед применением казеинсодержащих продуктов необходимо проконсультироваться со специалистом, особенно при наличии аллергических реакций на белки молока. С осторожностью следует подходить к приему казеина при патологиях желудочно-кишечного тракта, печени и почек².

- -

1 Мюллер-Бушбаум П., Гебхардт Р., Рот С. В., Метвалли Э., Достер В. Влияние концентрации кальция на структуру казеиновых мицелл в тонких пленках // Effect of Calcium Concentration on the Structure of Casein Micelles in Thin Films. Biophys J. 2007 May 11;93(3):960-968. doi: 10.1529/biophysj.107.106385. PMID: 17496032; PMCID: PMC1913156.

2 Кай С.-И. С., Дельгадо С., Миттал Дж., Эшраги Р. С., Миттал Р., Эшраги А. А. Полезные эффекты молока, содержащего белок β-казеин А2: миф или реальность? // Beneficial Effects of Milk Having A2 β-Casein Protein: Myth or Reality? J Nutr. 2021 May 11;151(5):1061-1072. doi: 10.1093/jn/nxaa454. PMID: 33693747.

3 Ким Дж. Прием казеина перед сном: новая парадигма в питании для восстановления после физических нагрузок // Pre-sleep casein protein ingestion: new paradigm in post-exercise recovery nutrition. Phys Act Nutr. 2020 Jun 30;24(2):6-10. doi: 10.20463/pan.2020.0009. PMID: 32698256; PMCID: PMC7451833.

4 Сунь Ц., Сюй Л., Ся Л., Йелланд Г. В., Ни Ц., Кларк Э. Дж. Влияние молока, содержащего только бета-казеин А2, в сравнении с молоком, содержащим бета-казеин А1 и А2, на физиологию желудочно-кишечного тракта, симптомы дискомфорта и когнитивное поведение людей с самостоятельно заявленной непереносимостью традиционного коровьего молока // Effects of milk containing only A2 beta casein versus milk containing both A1 and A2 beta casein proteins on gastrointestinal physiology, symptoms of discomfort, and cognitive behavior of people with self-reported intolerance to traditional cows' milk. Nutr J. 2016 Apr 2:15:35. doi: 10.1186/s12937-016-0147-z. PMID: 27039383; PMCID: PMC4818854.