Ve vysoce konkurenčním světě atletiky je rozpětí oddělující vítězství od porážky často malé. Výsledkem je, že sportovci vědí, že rozdíl mezi medailemi a umístěním na stupních vítězů může být několik setin sekundy.
Vědí, že rozdíl mezi optimálním výkonem a suboptimálním výkonem znamená optimalizaci všech aspektů jejich sportu. Vědí také, že pokud jsou všichni ostatní rovni, každá malá hrana, kterou mohou překonat, pravděpodobně povede k úspěšnějším výkonům.
Výsledkem je, že se ergogenní pomůcky ukázaly jako zásadní součást tréninkových režimů sportovců. Ergogenní pomůcka je obecně látka nebo tréninkové zařízení, o kterém je známo, že zvyšuje sportovní výkon.
Samozřejmě, že dnes na trhu soutěží více než 30 000 doplňků výživy a přírodních potravinářských produktů, z nichž mnohé slibují lepší složení těla a výkon, je jen málo slibů zlepšeného výkonu. (Ano, čtete správně - 30 000). Není žádným překvapením, že pro sportovce je často obtížné vyřešit, co funguje od toho, co ne.
V tomto článku probereme účinnost jedné z těchto předpokládaných ergogenních pomůcek - aminokyselin s rozvětveným řetězcem (BCAA). Zatímco BCAA nejsou nové, existuje vlna nového výzkumu zabývajícího se tím, jak může tato jedinečná skupina aminokyselin ovlivnit složení a výkon těla. Výsledkem této literatury je, že BCAA může v určitých situacích zlepšit výkon a složení těla.
Tento článek se zaměří na tři potenciální mechanismy působení, kterými může BCAA ovlivnit výkon:
Aminokyseliny s rozvětveným řetězcem se skládají ze tří esenciálních aminokyselin:
Tyto hydrofobní (voděodolné) aminokyseliny se označují jako „alifatické“, protože jejich centrální uhlík se váže na rozvětvený necyklický otevřený uhlíkový řetězec, jak je vidět níže s leucinem.
Ukázalo se, že BCAA může obsahovat až jednu třetinu svalového proteinu (Mero, 1999) a ze tří BCAA je nejvíce zkoumaný leucin. Zdá se, že právě tato aminokyselina nabízí největší fyziologický přínos.
Na základě toho, co v současné době víme, má leucin díky své chemické struktuře vyšší rychlost oxidace v kosterním svalu, hraje významnou roli při syntéze bílkovin a je jedinečný svou schopností účastnit se několika metabolických procesů. Vědci se konkrétně domnívají, že BCAA, zejména leucin, může fungovat prostřednictvím následujících mechanismů:
Mezi vědeckou komunitou je všeobecně známo, že trénink rezistence vede k hypertrofii trénovaných svalů, zejména kvůli zvýšené syntéze bílkovin ve vztahu k jejich rozpadu. Studie samozřejmě ukázaly, že degradace bílkovin také roste se silovým tréninkem a pouze se správným příjmem výživy je pozorován čistý zisk ve stavu bílkovin - což vede ke zvýšení svalové hmoty (Blomstrand et al, 2006).
To samo o sobě zdůrazňuje zásadní roli, kterou může výživa sehrát při růstu svalů, protože příjem sacharidů i bílkovin může být prospěšný. Jednoduše řečeno, je zapotřebí adekvátní příjem bílkovin a celkový kalorický příjem ke stimulaci pozitivní rovnováhy bílkovin v reakci na odporový trénink.
Jak tyto posuny v příjmu bílkovin vznikají, je velmi diskutovaným tématem. Někteří vědci se domnívají, že zvýšená dostupnost aminokyselin ve svalu přímo stimuluje syntézu bílkovin. Jiní věří, že syntéza svalových bílkovin se zvyšuje stimulačním účinkem jedné aminokyseliny nebo skupiny aminokyselin, jako jsou BCAA (Blomstrand et al, 2006).
Jiní se domnívají, že určité aminokyseliny (například BCAA) jsou schopné stimulovat různé metabolické cesty, včetně modulace uvolňování inzulínu, a právě anabolický potenciál inzulínu - v přítomnosti aminokyselin - spouští růst svalů. Někteří vědci se samozřejmě domnívají, že to vše je nezbytné pro podporu růstu svalů vyvolaného tréninkem.
Jak mnozí vědí, uvolňování inzulínu souviselo s mnoha anabolickými vlastnostmi spojenými s budováním tkáně. Bylo prokázáno, že inzulín stimuluje syntézu bílkovin a inhibuje štěpení bílkovin, pokud je podáván během cvičení i po něm (Manninen et al, 2006).
Je zajímavé, že při vyšetřování provedeném Manninenem v roce 2006, které zahrnovalo doplnění směsi sacharidů, proteinových hydrolyzátů a leucinů během cvičení, bylo prokázáno, že tato směs vede k většímu nárůstu hypertrofie a síly kosterního svalstva oproti. doplněk placeba.
Kdysi se věřilo, že sekrece inzulínu byla téměř úplně řízena koncentrací glukózy v krvi. Od té doby je zřejmé, že aminokyseliny hrají klíčovou roli v regulaci sekrece inzulínu. Ukázalo se, že určité aminokyseliny způsobují uvolňování inzulínu u lidí, a to i za podmínek, kdy jsou hladiny cukru v krvi normální (Manninen et al, 2006).
Samozřejmě, aby většina aminokyselin účinně stimulovala uvolňování inzulínu beta buňkami pankreatu, jsou přípustné hladiny glukózy v krvi (2.5 - 5.0 mM) musí být přítomen. Zajímavé je, že leucin je výjimkou, protože je to jediná aminokyselina schopná zvyšovat hladinu cirkulujícího inzulínu bez ohledu na koncentraci glukózy v krvi (Manninen et al, 2006). Ukázalo se, že zvýšení inzulínu snižuje rychlost degradace svalových bílkovin.
Omezením degradace bílkovin může leucin umožnit post-rezistenční cvičení se syntézou bílkovin, což vede k větší svalové hypertrofii. Tato inzulínová odezva v zásadě poskytne prostředí, které podporuje tvorbu tkáně, na rozdíl od jejího rozpadu.
Přesto je zde důležitá otázka: pokud uvolňování inzulínu produkuje růst svalů, proč byste jednoduše nepili sacharidový roztok, abyste získali tuto inzulínovou odpověď?
Ve studii zkoumající uvolňování inzulínu v plazmě bylo dosaženo o 221% vyšší inzulínové odpovědi, když subjekty požívaly vysoce glykemický bolus sacharidů s proteinovým hydrolyzátem a leucinem na rozdíl od samotného sacharidu. Když subjekty konzumovaly sacharidy s proteinovým hydrolyzátem, ale bez leucinu, byla pozorována o 66% vyšší inzulinová odpověď než u samotných sacharidů (Manninen et al, 2006).
Na základě těchto výsledků je zřejmé, že suplementace leucinem je prospěšná pro cvičení odporu, pokud jde o jeho schopnost modulovat signalizaci inzulínu. Hyperinzulinémie po cvičení (vysoký inzulin) podporovaná hyperaminoacidemií (vysoké aminokyseliny) indukovaná požitím hydrolyzátu bílkovin a leucinů zvyšuje čisté ukládání bílkovin ve svalech, což vede ke zvýšené hypertrofii a síle kosterního svalstva (Manninen et al, 2006).
Závěrem je tedy toto: během a po cvičení je ideální spolknout rychle strávitelný nápoj z hydrolyzovaných bílkovin, sladkých sacharidů a některých dalších BCAA (zejména leucinů) kvůli kombinaci vysokého krevního inzulínu a vysokého množství aminokyselin v krvi koncentrace doprovázející takový nápoj.
Na základě výzkumu však tento typ nápoje nefunguje pouze prostřednictvím modulace uvolňování inzulínu. Leucin pomáhá růst svalů, protože je také klíčovým prvkem při aktivaci translačních drah odpovědných za růst svalů.
Překlad, jako přehled, je syntéza proteinu podle pokynů mRNA (messenger RNA). Je to první ze tří stupňů syntézy bílkovin, přičemž dalšími dvěma fázemi jsou prodloužení a ukončení řetězce (Norton.et al, 2006). Bez překladu nemůže existovat syntéza bílkovin nebo růst svalů.
Dříve byly diskutovány účinky cvičení s odporem ve vztahu k proteinové rovnováze. Bylo zjištěno, že po důkladném tréninku na odolnost je tělo v katabolickém stavu, dokud není zajištěna výživa, což aktivuje fázi zotavení. Během tohoto katabolického stavu dochází k narušení syntézy svalových bílkovin (na buněčné úrovni) v důsledku inhibice specifických faktorů iniciace translace.
Tyto faktory - konkrétně eIF4G, eIF4E a rpS6 - ovlivňují proces translace a případně syntézy proteinů. A jsou řízeni, uhádli jste, intracelulární signalizací inzulínu a koncentracemi leucinu (Norton.et al, 2006). Anabolický účinek cvičení a výživy je proto pravděpodobně zprostředkován aktivací signální transdukce těchto iniciačních faktorů.
Bylo zjištěno, že aktivace této translační dráhy (zobrazená níže; Layman et al, 2006) je zásadní pro zotavení a hypertrofii kosterního svalstva.
Jak vidíte, leucin je nezbytný pro aktivaci určitých iniciačních faktorů. Při požití leucinu se zvyšuje hladina tkáně. To znamená, že je uvolněna inhibice výše uvedených iniciačních faktorů. K tomu dochází aktivací proteinkinázového savčího cíle rapamycinu (mTOR výše).
Účinek leucinu na mTOR je také synergický s inzulínem prostřednictvím signální dráhy fosfoinositol 3-kinázy (PI3 výše; Norton.et al, 2006). Inzulín a leucin společně umožňují kosternímu svalstvu koordinovat syntézu bílkovin. Obrázek níže poskytuje důkazy podporující výše uvedenou hypotézu.
Na výše uvedeném obrázku (Blomstrand et al, 2006) měla suplementace BCAA spotřebovaná po rezistenci významný vliv na faktory iniciace translace p70S6 kináza a mTOR. Úlohou leucinu a dalších BCAA je fosforylovat proteiny serin a threonin, což zase vytvoří fosforylační kaskádu, která nakonec zahájí translaci syntézy proteinů.
Základní myšlenkou, kterou je třeba odebrat, je to, že BCAA, zejména leucin, zvrátí inhibici translace vyvolanou odporovým tréninkem. Při obrácení této inhibice umožní BCAA zvýšení svalové hypertrofie prostřednictvím vyšších úrovní syntézy bílkovin.
V tomto okamžiku by vás mohlo zajímat, proč je nezbytný doplňkový leucin, když kosterní svaly již obsahují jednu třetinu BCAA. Během tréninku na odolnost se oxidace BCAA v kosterním svalu zvyšuje aktivací a-ketokyseliny dehydrogenázy s rozvětveným řetězcem (BCKDH).
To znamená, že plazmatické a intracelulární koncentrace leucinu klesají. V důsledku toho bude snížena schopnost leucinu stimulovat uvolňování inzulínu a iniciovat translaci, dokud nebude poskytnuta suplementace během nebo po cvičení.
Nakonec je tedy třeba si položit tuto otázku: je suplementace leucinem ergogenní pomůckou ve smyslu tréninku na odpor?
Na základě současné literatury a výše uvedených informací je odpověď ano. Leucin může působit jako ergogenní pomůcka pro sportovce s odporem na základě své schopnosti modulovat signalizaci inzulínu a iniciovat překlad syntézy bílkovin. Oba tyto faktory přispívají k větší hypertrofii a síle kosterního svalstva.
Každý sportovec a trenér chápe, že únava omezuje výkon. Snížený výkon svalové síly, vyčerpání svalového glykogenu, dehydratace, stejně jako srdeční, metabolické a termoregulační napětí jsou všechny okrajové faktory přispívající k únavě. Sportovci zase intenzivně trénují, aby oddálili nástup těchto mechanismů.
Centrální únava, forma vyčerpání spojená se specifickými změnami v centrálním nervovém systému, také hraje klíčovou roli ve výkonu a je předmětem této části článku. V souvislosti s BCAA a jejich schopností oddálit nástup centrální únavy a zlepšit výkon při vytrvalostním cvičení se provádí velké množství výzkumu.
Myšlenka, že aminokyseliny s rozvětveným řetězcem mohou inhibovat centrální únavu, není nová. Mnoho vědců a trenérů předpokládalo, že BCAA může zlepšit výkon tím, že omezí centrální únavu.
Předpokládá se, že BCAA může soutěžit s plazmatickým volným tryptofanem (esenciální aminokyselinou) o příjem do mozku. Tryptofan je prekurzorem serotoninu a koncentrace tryptofanu se během dlouhodobého cvičení zvyšuje.
Při cvičení vytrvalostního typu způsobuje stres na těle významné hormonální změny (Meeusen et al, 2006). Konkrétně zvýšené hladiny hormonu adrenalin / epinefrin stimulují lipolýzu, hydrolýzu tuků na mastné kyseliny a glycerol (uvolňování tuku z uložených zásob tuků).
Jelikož jsou tyto volné mastné kyseliny (FFA) mobilizovány, zvyšuje se plazmatická hladina f-TRP, protože zvýšená koncentrace plazmatické FFA může vytlačit f-TRP z jeho proteinového nosiče, albuminu. Se všemi těmito vazbami FFA na albumin je f-TRP snadno dostupný pro transport přes hematoencefalickou bariéru, kde vede ke zvýšení hladin serotoninu (Meeusen et al, 2006).
Vysoká koncentrace serotoninu v mozku je spojena se snížením cvičebního výkonu, což je známé jako centrální únava (Crowe et al, 2006). Pokud tedy BCAA soutěží s f-TRP o absorpci do mozku, hladiny serotoninu zůstanou nízké, což snižuje centrální únavu a zlepšuje výkon.
Velká teorie, hm? Studie zkoumající tuto hypotézu byly bohužel smíšené. Většina studií na zvířatech vykazuje některé pozitivní účinky; většina studií na lidech neukazuje žádné rozdíly v centrální únavě při suplementaci BCAA.
Nedávno bylo provedeno šetření ke stanovení účinků doplňování BCAA na kanoisty výložníků, se zvláštním důrazem na centrální únavu. Leucin byl poskytován jako doplněk stravy po dobu šesti týdnů s cílem zlepšit vytrvalostní výkon zvýšením plazmatických koncentrací BCAA a snížením plazmatického poměru f-TRP k BCAA (Crowe et al, 2006).
Údaje naznačovaly zvýšení výkonu, když byli kanoisté opěrných nohou doplněni leucinem, takže bylo prokázáno, že leucin má u těchto sportovců ergogenní účinek. Data však neukázala žádnou souvislost mezi zvýšeným výkonem a centrální únavou, protože nedošlo k významnému snížení plazmatického poměru f-TRP k BCAA (Crowe et al, 2006).
Místo toho se předpovídalo, že ergogenní účinek byl produktem sníženého poškození kosterního svalstva při tréninku kromě zvýšené syntézy kosterního svalstva.
Ačkoli to zůstává slibnou teorií, na základě současného výzkumu jsou to BCAA ne ergogenní pomůcka pro vytrvalostní cvičení, pokud jde o oddálení nástupu centrální únavy. Mohou však existovat další potenciálně výhodné účinky při doplňování BCAA pro vytrvalostní cvičení, jak je vidět ve studii výše. Další výzkum v této oblasti může pomoci objasnit, jak může BCAA ovlivnit vytrvalostní cvičení.
Mezi mnoha populárními metodami používanými k řízení tělesné hmotnosti a hubnutí mají všechny úspěšné strategie jednu věc společnou - řídí energetickou rovnováhu. Pokud jde o úbytek hmotnosti, cílem je dosáhnout negativní energetické bilance, kde energetický výdej převyšuje energetický příjem. Populární strategie, jak toho dosáhnout, zahrnují omezení tuku v potravě a celkových kalorií při požití dostatečného množství bílkovin k udržení dusíkové rovnováhy. Pojďme ale o krok dále se současnými doporučeními.
Současná nutriční praxe pro hubnutí, kterou doporučují mnozí dietologové, zahrnuje minimální hladinu bílkovin a tuků ve stravě, přičemž zbývající energetické požadavky vyžadují sacharidy. Na základě současných stravovacích doporučení by tedy bylo možné konzumovat 2100 kcal / den přibližně 820 kcal / den z bílkovin a tuků, zatímco zbývajících 1280 kcal / den by bylo získáno ze sacharidů (Layman, 2003).
Výše uvedený příklad výživy zobrazuje poměr CHO: PRO větší než 3.5. Ve stravě se záměrem hubnutí může být tento poměr příliš vysoký. Výzkum prokázal, že diety s vysokým obsahem sacharidů jsou spojeny s následujícími:
Tyto účinky neodpovídají cílům hubnutí a vyvolávají nové otázky ohledně optimálních poměrů makroživin k vyvážení energetických potřeb, zejména pokud jde o příjem sacharidů.
Dříve se hubnutí zaměřovalo na poměry CHO: FAT, ale současný výzkum se zaměřuje na CHO: PRO (Layman, 2003). Důvodem tohoto posunu je objevující se důkaz, že a) diety s vyšším obsahem uhlohydrátů mohou zmařit pokusy o hubnutí ab) některé aminokyseliny mají další metabolické role vyžadující plazmatické a intracelulární hladiny nad ty, které jsou schopné ze současného požadovaného denního množství (RDA). Tím se do popředí dostává leucin a jeho kapacita v metabolismu.
Rozmanitost proteinů naznačuje, že jediný RDA již nemusí být adekvátní, protože různé aminokyseliny přispívají k fungování těla různými rolemi. Proto by aminokyseliny měly být logicky vyžadovány v množstvích vztahujících se k těmto rolím.
První prioritou leucinu je vždy syntéza svalového proteinu, který vyžaduje 1-4 g / den. Teprve poté, co jsou splněny požadavky na syntézu bílkovin, se leucin může účastnit dalších metabolických rolí, které vyžadují 7-12 g / den (Mero, 1999). To by vedlo k celkovému požadavku na leucin přibližně 8–16 g / den, což by prokázalo nedostatečnou současnou RDA 3 g / den.
Pokud jsou BCAA rozloženy v kosterním svalu (konkrétně leucin, protože je nejvíce snadno oxidovaný), vede to k produkci alaninu a glutaminu, které se stávají důležitými pro udržení homeostázy glukózy (Layman, 2003).
Glukózo-alaninový cyklus (výše; Layman et al, 2006) ukazuje vzájemný vztah mezi BCAA a metabolizmem glukózy. Na obrázku výše je vidět, že BCAA nejsou degradovány játry, když se pohybují krví do neporušeného kosterního svalstva.
Po oxidaci BCAA se alanin vytváří a uvolňuje do krve, kde se pohybuje do jater, aby podporoval jaterní glukoneogenezi - produkci glukózy ze zdrojů jiných než sacharidů (Layman, 2003).
Glutamin, další vedlejší produkt oxidace BCAA, se také v tenkém střevě přeměňuje na alanin a cestuje do jater jako glukoneogenní prekurzor. Tento kontinuální alanin → pyruvát → glukóza → pyruvát → alaninový cyklus umožňuje produkci glukózy v játrech a udržování hladiny glukózy v krvi.
Jak je tedy uvedeno výše, leucin nepřímo slouží jako primární palivo pro produkci glukózy v játrech. Význam toho spočívá v tom, že během hladovění přes noc i během hypokalorických situací, jako je ztráta hmotnosti, poskytuje glukoneogeneze velké množství celkového uvolnění glukózy v játrech (70% po hladovění přes noc; Layman, 2003).
Teoreticky by to umožnilo přijímat dietu s nízkým obsahem sacharidů a zároveň by bylo možné udržovat normální a zdravou hladinu glukózy v krvi, což je obvyklé nebezpečí diet s nízkým obsahem sacharidů. Ve skutečnosti se odhaduje, že přibližně 100 g sacharidů denně uspokojí energetické potřeby povinných uživatelů sacharidů, jako je mozek, nervová tkáň a krevní buňky (Layman, 2003).
Pokud je tedy zaručeno dietní omezení, dalo by se teoreticky dobře udělat, kdybyste konzumovali pouze 100 g sacharidů denně s glukoneogenezí dodávající glukózu pro povinné uživatele (mozek, nervová tkáň, krvinky) a aby se řídila normální hladina glukózy v krvi. Nakonec to může jednotlivci umožnit dosáhnout větších výsledků hubnutí požitím mírného množství tuku v potravě, snížením celkového příjmu sacharidů a zvýšením spotřeby bílkovin, takže nový poměr CHO: PRO 1.5-2.Je dosaženo 0.
To samozřejmě nemusí fungovat u každého, ale tato strategie si zaslouží pozornost.
Druhá metabolická role leucinu související s úbytkem hmotnosti (kromě účasti leucinu na glukoneogenezi) zahrnuje výše zmíněnou regulaci translačních drah.
Jak je uvedeno výše, hypokalorické období, jako je ztráta hmotnosti, vyžaduje celkovou negativní energetickou bilanci. Následkem toho má katabolický stav těla během hubnutí často za následek ztrátu svalové tkáně. Protože leucin má schopnost zvrátit inhibici translace pozorovanou během katabolických podmínek, může pomoci zabránit ztrátě štíhlé tělesné tkáně, což umožňuje udržovat svalovou hmotu a snižovat tukovou hmotu.
Tato teorie byla zkoumána ve studii publikované v roce 2003 (Layman et al, 2003), která zkoumala úbytek hmotnosti a metabolické odpovědi mezi subjekty konzumujícími jeden ze dvou různých poměrů CHO: PRO: 3.5 nebo 1.5 při cvičení pět dní v týdnu nebo při cvičení bez cvičení.
Subjekty ve studii jedna si udržovaly normální denní aktivity bez definovaného cvičení, kde subjekty ve studii dva cvičily pět dní v týdnu se specifickým cvičebním režimem, což vedlo k dalšímu výdaji 300 kcal / den.
Níže uvedený obrázek ilustruje výhody spojené s vyšším příjmem bílkovin během cvičení i bez cvičení.
Ve skupině s bílkovinami byl úbytek tělesné hmotnosti významně větší, s menšími ztrátami pozorovanými u chudé tělesné hmotnosti a větší ztrátou tukové hmoty. Tento efekt byl zesílen, když subjekty také cvičily.
Je tedy suplementace leucinem ergogenní pomůckou z hlediska hubnutí? Podle diskutovaného výzkumu je zřejmé, že vyšší strava bílkovin (a vyšší příjem leucinu) mohou být přínosem pro sportovce, kteří si přejí snížit svoji tukovou hmotu při zachování nebo případně zvýšení štíhlé tělesné hmotnosti.
Aminokyseliny s rozvětveným řetězcem jsou nově se objevujícím doplňkem a potenciální účinky BCAA ještě nejsou zcela objasněny. Schopnost BCAA (zejména leucinu) modulovat sekreci inzulínu, iniciovat translační cesty a nepřímo produkovat alanin a glutamin jej odlišuje od ostatních doplňků aminokyselin.
Ačkoli studie na zvířatech dospěly k závěru, že aminokyseliny s rozvětveným řetězcem mohou oddálit nástup centrální únavy tím, že soutěží s f-TRP o vstup do mozku, nebyly u lidí pozorovány žádné podstatné důkazy. Může se však ukázat, že suplementace aminokyselin z větvového řetězce pomáhá sportovcům zvyšovat svalovou hmotu, snižovat tukovou hmotu a zlepšovat výkonnost v silových i vytrvalostních sportech.
Sportovci, kteří hledají způsoby, jak se hromadit a opřít se, by měli určitě zajistit optimální příjem BCAA z potravy a protože může být obtížné získat doporučených 8–16 g leucinu denně pouze z bílkovin, zvažte použití doplňků BCAA, pokud dieta chybí. Další cílená suplementace BCAA (během a / nebo po cvičení) může nabídnout další výhody, pokud jde o zvýšení tělesné hmotnosti.
Stručně řečeno, je jasné, že BCAA může v určitých situacích zlepšit výkon a složení těla.
Zatím žádné komentáře