DIETA PŁYWAKA: SUPLEMENTACJA BETA-ALANINY

Zakwaszenie mięśni (zwiększona produkcja pochodzących z kwasu mlekowego H¬+ we włóknach mięśniowych i tym samym spadek pH w mięśniach i we krwi) jest główną przyczyną zmęczenia w trakcie wysiłków beztlenowych o wysokiej intensywności. Prawdopodobny mechanizm polega na konkurencji pomiędzy jonami wodoru i wapnia o troponinę, co zmniejsza możliwość prawidłowej kurczliwości mięśni. Wysoki poziom H+ może spowalniać produkcję energii poprzez zmniejszenie ilości kluczowych enzymów glikolitycznych, zmniejszać odnowę fosfokreatyny, zaburzać uwalnianie wapnia z retikulum endoplazmatycznego oraz zwiększać odczucie zmęczenia w trakcie wysiłku fizycznego (1, 2).

W celu zmniejszenia poziomu zakwaszenia mięśni i odsunięcia odczucia zmęczenia coraz bardziej popularne wśród sportowców staje się stosowanie suplementów. Jednym z nich jest beta-alanina, która przez podniesienie poziomu karnozyny w mięśniach może zwiększać zdolności buforujące i opóźniać zmęczenie. Nawet niewielka poprawa wydolności staje się istotna w przypadku, gdy różnice pomiędzy zdobyciem złotego i srebrnego medalu wynoszą niekiedy zaledwie setne części sekundy (3).

Male swimmer at the swimming pool.Underwater photo.

Karnozyna i beta-alanina:

Karnozyna (beta-alanyl-L-histydyna) jest naturalnie występującym, zmagazynowanym w mięśniach szkieletowych dipeptydem syntetyzowanym z L-histydyny i beta-alaniny przy udziale syntetazy karnozyny. Karnozynaza, enzym rozkładający karnozynę, jest obecny w serum krwi i różnych tkankach organizmu, ale nie ma go w mięśniach szkieletowych (3). U ludzi zawartość karnozyny wynosi 10-40 mmol/kg suchej masy ciała (średnio 20-30). Na poziom zmagazynowania karnozyny wpływa wiele czynników, takich jak: płeć (u mężczyzn więcej), rodzaj włókien mięśniowych (więcej we włóknach szybkokurczliwych), wiek (u starszych mniej) oraz zawartość karnozyny w pożywieniu (4, 5, 6). Uważa się, że karnozyna spełnia rolę najefektywniejszego wewnątrzkomórkowego bufora protonów w mięśniach. Stanowi aż 40% pojemności buforującej mięśni u zwierząt i 7% u ludzi (jednak wymaga to dalszych, szczegółowych badań). Atomy azotu na pierścieniu imidazolu mogą łatwo przyjmować protony w fizjologicznym pH i dlatego uważa się, że zdolności buforujące karnozyny są znacznie większe niż dwuwęglanów czy nieorganicznych fosforanów w trakcie wysiłku fizycznego. Potencjalna rola karnozyny nie ogranicza się jednak do zdolności buforujących. Może zachowywać się jak antyoksydant, wyszukując wolne rodniki, a tym samym redukując stres oksydacyjny, oraz ma zdolności chelatujące metale przejściowe. Dodatkowym potencjalnym działaniem karnozyny może być zwiększanie wrażliwości włókien mięśniowych na wapń, co może mieć bezpośredni wpływ na pracę mięśni. Jednak ten mechanizm nie został jeszcze dobrze poznany u ludzi (3).
Mimo tak pożądanych przy wysiłku fizycznym właściwości, podawanie jej doustnie jest nieefektywne ze względu na jej rozkład w przewodzie pokarmowym, zanim dotrze do mięśni. W celu zwiększenia poziomu zmagazynowania beta-alanyl-L-histydyny stosuje się suplementację jednym z prekursorów jej syntezy (3).
Beta-alanina jest aminokwasem endogennym produkowanym w wątrobie. Dodatkowo można pozyskiwać ją, spożywając mięso. Dawki 4-6g na dobę wykazały zwiększenie koncentracji karnozyny w mięśniach aż do 64% po 4 tygodniach i do 80% po 10 tygodniach suplementacji (7, 8, 9). Odpowiedź organizmu na podawane dawki zależy od kilku czynników, m.in. różnic osobniczych, wyjściowego poziomu karnozyny, stopnia wytrenowania (delikatnie większy wzrost u osób wytrenowanych) czy spożycia karnozyny z dietą (znacznie większy wzrost u wegetarian) (7, 10, 11, 12).
Dane pokazują, że sportowcy dyscyplin wytrzymałościowych mają wyższą zawartość karnozyny (12, 13). Jednak niezależnie od poziomu wyjściowego, beta-alanina zwiększa poziom zmagazynowania karnozyny w mięśniach. Co ciekawe, nie określono górnego limitu beta-alanyl-L-histydyny w mięśniach. (13, 14). Wiele badań dotyczących zwiększania poziomu karnozyny przeprowadzano wśród młodych mężczyznach, ale dane pokazują, że może być to efektywne również u kobiet i starszych osób (15, 16, 17). Czynnikiem limitującym sprawdzenie działania suplementacji jest niemożliwość dokonania biopsji i sprawdzenia poziomu karnozyny w mięśniach (18).

 

Działanie beta-alaniny na wydolność:

Sugeruje się, że ciągła suplementacja beta-alaniny wpływa na wydolność poprzez zwiększanie wewnątrzmięśniowych możliwości przeciwstawiania się znacznym zmianom pH (19, 20). Jako wynik polepszenia buforowania mięśni i zmniejszania akumulacji jonów wodoru beta-alanina wydaje się być korzystna w wysiłkach trwających 2-4 minuty (21).
Podwyższając poziom karnozyny, może zwiększać wydolność w trakcie wysoce intensywnych wysiłków oraz zwiększać jakość siły i mocy (3).

Wysiłek anaerobowy:

Dzięki zdolnościom buforującym beta-alanina może mieć ergogeniczne działanie w wysiłkach zależnych od metabolizmu beztlenowego. Suplementacja wydłuża czas do zmęczenia w wysiłkach trwających 60-240s. Nie dotyczy to wysiłków poniżej 60s – ze względu na fakt, że tutaj zakwaszenie nie jest głównym czynnikiem limitującym wydolność. Nie ma również znaczącej poprawy przy powtarzanych wysiłkach krótkotrwałych (3).

Wysiłek aerobowy:

W zadaniach trwających powyżej 4 minut zapotrzebowanie na energię jest pokrywane przez system tlenowy. Z tego względu nie uważa się, aby suplementacja beta-alaniny była korzystna przy dłuższych wysiłkach. Badania wykazują jednak niewielki wpływ beta-alaniny na wydłużenie czasu do zmęczenia w aktywnościach nawet powyżej 4min (badania Hobson, Smith, Stout, 15, 22, 23). Wydaje się więc, że suplementacja może być znacząca w wysiłkach tlenowych. Badania nad zadaniami ponad 25 minut są prowadzone (3).

Zmęczenie nerwowo-mięśniowe:

Beta-alanina zmniejsza zmęczenie nerwowo-mięśniowe, zwłaszcza u osób starszych (3).

Wysiłki siłowe:

W przypadku wysiłków siłowych wyniki badań są nie niejednoznaczne. Mimo braku istotnie statystycznej poprawy w wydolności, suplementacja zwiększa objętość treningów i zmniejsza odczucie zmęczenia. Jednak obecne badania nie wykazują dodatkowych korzyści w postaci znacznego budowania siły (3).

Strategie suplementacji:

Strategia suplementacji beta-alaniny jest istotna w celu maksymalizacji efektów jej działania. Badania sugerują chroniczną suplementację dawkami 4-6g dziennie podzielonymi na 2g lub mniej przez minimum 2 tygodnie. Może to zwiększać poziom karnozyny w mięśniach o 20-30% (9). Większe efekty widać po 4 tygodniach (40-60% wzrost) (14, 24). W celu znacznego zwiększenia poziomu karnozyny sugeruje się nawet większe dawki 6g podzielone na 4 równe porcje (25). Pojedyncze duże dawki beta-alaniny wywołują parestezje (głównie uczucie mrowienia w całym ciele) oraz nie wydają się być efektywne dla wydolności ze względu na nagłe zmiany pH, wyższy wskaźnik wydalania oraz brak większego wpływu na stopień zmagazynowania karnozyny w mięśniach. Połączenie suplementacji z posiłkiem wykazuje większe korzyści. Czas wypłukiwania beta-alaniny waha się od 6 do 15 tygodniu (3).

Bezpieczeństwo:

Najbardziej znanym efektem ubocznym stosowania beta-alaniny są parestezje. Często występują przy stosowaniu ponad 800mg beta-alaniny w jednej porcji w formie o nieprzedłużonym uwalnianiu (7).
Wydaje się, że objawy parestezji są istotnie zredukowane przy użyciu form o przedłużonym uwalnianiu (3). W przypadku formy o nieprzedłużonym uwalnianiu mrowienie zanika po 60-90min (25). Nie ma jednak żadnych danych mówiących o tym, że ten efekt uboczny jest w jakikolwiek sposób szkodliwy. Najczęściej występuje na twarzy, szyi i dłoniach. Nie występuje u wszystkich i jest zależny od wysokich dawek. Nie ma danych na temat niebezpieczeństwa stosowania beta-alaniny w dłuższym okresie czasu (np. powyżej roku), jednak ze względu na jej również endogenną produkcję nie ma takich obaw (3). Innym skutkiem ubocznym może być potencjalny spadek tauryny ze względu na dzielenie tego samego transportera (Tau-T) do mięśni szkieletowych. Beta-alanina może zmniejszać wychwyt tauryny przez mięśnie. Jednak większość badania na temat interakcji beta-alanina i tauryny przeprowadza się na zwierzętach i nie ma przełożenia na badania na ludziach (3).

Pływanie:

Intensywne, krótkie wysiłki pływackie opierają się na systemie beztlenowym, w wyniku czego następuje kumulacja kwasu mlekowego w mięśniach i krwi. Wysokie zakwaszenie (szczyt poziomu kwasu mlekowego) podczas maksymalnego wysiłku ma bezpośredni wpływ na rezultaty osiągane przez zawodników w konkurencjach na 100-800m. D W przypadku krótkich dystansów pływackich (100-200m) wykazano wysoki poziom kwasu mlekowego we krwi (9-15mmol/L), co sugeruje istotne zakwaszenie (1). Nie ma wielu badań (1, 2, 26) na temat wpływu beta-alaniny na pływaków. Dostępna literatura sugeruje, że beta-alanina podnosi poziom karnozyny u tych sportowców (26). Suplementacja wpływa na niewielki spadek stężenia kwasu mlekowego we krwi po wysoce intensywnym treningu, co może być jednak tłumaczone innymi buforami niż karnozyna. Spekuluje się, że suplementacja beta-alaniny przyczynia się do aerobowych adaptacji, co skutkuje mniejszą produkcją kwasu mlekowego i jonów wodorowych (26). Suplementacja beta-alaniny w pływaniu przez 4-5 tygodni znacząco poprawia wydolność na 200m i wydaje się poprawiać wydolność na 100m (1). Beta-alanina może również wywierać potencjalny wpływ na zwiększanie rezultatów treningowych po powrocie z odpoczynku postartowego u pływaków(26).
Wydaje się, że sportowcy występujący na zawodach będą uzyskiwać korzyści ze zwiększonej zdolności buforującej zmniejszającej wewnątrzkomórkowe pH. (1). Brakuje jednak dokładnych badań dotyczących wpływu beta-alaniny u pływaków w trakcie zawodów (26). Podawanie beta-alaniny w formach o przedłużonym uwalnianiu z dodatkiem substancji spowalniających absorpcję może zmniejszać parestezje (1).

Praktyczne wskazówki:

• Minimum 4 tygodnie suplementacji 4-6g beta-alaniny podzielonych na równe dawki
• Zmniejszenie objawów parestezji przy suplementacji wraz z pożywieniem
• Uczucie mrowienia może zanikać wraz z przyzwyczajeniem organizmu do suplementacji
• Suplementacja w postaci suplementów jedynie przed startem nie daje efektów
• Bezpieczeństwo suplementacji w dłuższym okresie czasu (nawet przez cały sezon)

Case Study

Przypadek:

Pływak, 19 lat, styl dowolny, 100-200m
Zawodnik zawsze osiągał bardzo dobre czasy na zawodach. Problemem, z którym borykał się od dłuższego czasu, było bardzo duże zakwaszenie pod koniec startu, które objawiało się odczuciem „odcięcia” na finiszu i niemożliwością pobicia swoich dotychczasowych rezultatów. Jedną z wprowadzonych modyfikacji była odpowiednia strategia suplementacji beta-alaniny przygotowana pod główne zawody. Początkowe uciążliwe parestesje zanikły wraz z przyjmowaniem mniejszych, a częstszych dawek wraz z napojem izotonicznym. Efektem długotrwałej (10 tygodni) suplementacji było znaczne poprawienie „życiówek” i całkowity brak „odcięcia” na finiszu.

Więcej artykułów z zakresu dietetyki sportowej znajdziecie Państwo na stronie dwumiesięcznika „Współczesna Dietetyka” www.wspolczesnadietetyka.pl

mgr Natalia Główka

Główny specjalista poradni dietetycznej Nutricus. Od wielu lat współpracuje z czołowymi sportowcami wyczynowymi różnych dyscyplin, w tym medalistami międzynarodowych imprez sportowych, reprezentantami Polski, olimpijczykami, czołowymi zawodnikami KSW oraz FEN, a także zawodnikami rajdów Dakar. Swoją pracę opiera na wnioskach płynących z badań naukowych. Stale zgłębia wiedzę z zakresu dietetyki sportowej, będąc na konferencjach i szkoleniach naukowych. Jest autorką artykułów na łamach renomowanych czasopism dla dietetyków (m.in.) Współczesna Dietetyka oraz portalu popularnonaukowego ABC Zdrowie.

 

Bibliografia:

1. Vitor de Salles Painelli et al. The rgogenic effect of beta-alanine combined with sodium bicarbonate on high-intensity swimming performance. Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2013;38: 525–532
2. Abrru A Mero et al. Effect of sodium bcarbonate and beta-alanine supplementation on maximal sprint swimming. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2013;10:52
3. Eric T. Trexler et al.. International society of sports nutrition position stand: Beta-alanine. Journal of the Internatinal Society of Sports Nutrition. 2015;12:30
4. Mannion AF, Jakeman PM, Dunnett M, Harris RC, Willan PL. Carnosine and anserine concentrations in the quadriceps femoris muscle of healthy humans. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1992;64(1):47–50
5. Abe H. Role of histidine-related compounds as intracellular proton buffering constituents in vertebrate muscle. Biochemistry (Mosc). 2000;65(7):757–65
6. Everaert I, Mooyaart A, Baguet A, Zutinic A, Baelde H, Achten E, et al. Vegetarianism, female gender and increasing age, but not CNDP1 genotype, are associated with reduced muscle carnosine levels in humans. Amino Acids. 2011;40(4):1221–9
7. Harris RC, Tallon MJ, Dunnett M, Boobis L, Coakley J, Kim HJ, et al. The absorption of orally supplied beta-alanine and its effect on muscle carnosine synthesis in human vastus lateralis. Amino Acids. 2006;30(3):279–89
8. Dunnett M, Harris RC. Influence of oral beta-alanine and L-histidine supplementation on the carnosine content of the gluteus medius. Equine Vet J Suppl. 1999;30:499–504
9. Baguet A, Reyngoudt H, Pottier A, Everaert I, Callens S, Achten E, et al. Carnosine loading and washout in human skeletal muscles. J Appl Physiol. 2009;106(3):837–42
10. Harris RC, Jones G, Hill CH, Kendrick IP, Boobis L, Kim CK, et al. The carnosine content of vastus lateralis in vegetarians and omnivores. FASEB J. 2007;21:76.20
11. Derave W, Ozdemir MS, Harris RC, Pottier A, Reyngoudt H, Koppo K, et al. beta-Alanine supplementation augments muscle carnosine content and attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters. J Appl Physiol (1985). 2007;103(5):1736–43
12. Tallon MJ, Harris RC, Boobis LH, Fallowfield JL, Wise JA. The carnosine content of vastus lateralis is elevated in resistance-trained bodybuilders. J Strength Cond Res. 2005;19(4):725–9
13. Baguet A, Everaert I, Hespel P, Petrovic M, Achten E, Derave W. A new method for non-invasive estimation of human muscle fiber type composition. PLoS One. 2011;6(7), e21956
14. Stellingwerff T, Anwander H, Egger A, Buehler T, Kreis R, Decombaz J, et al. Effect of two beta-alanine dosing protocols on muscle carnosine synthesis and washout. Amino Acids. 2012;42(6):2461–72
15. Stout JR, Cramer JT, Zoeller RF, Torok D, Costa P, Hoffman JR, et al. Effects of beta-alanine supplementation on the onset of neuromuscular fatigue and ventilatory threshold in women. Amino Acids. 2007;32(3):381–6
16. Stegen S, Bex T, Vervaet C, Vanhee L, Achten E, Derave W. beta-Alanine dose for maintaining moderately elevated muscle carnosine levels. Med Sci Sports Exerc. 2014;46(7):1426–32
17. Stout JR, Graves BS, Smith AE, Hartman MJ, Cramer JT, Beck TW, et al. The effect of beta-alanine supplementation on neuromuscular fatigue in elderly (55–92 Years): a double-blind randomized study. J Int Soc Sports Nutr. 2008;5:21
18. D Jason D. Vescovi et al. Blood lactate concentration and clearance in elite swimmers during competition. 2011;6:106-117
19. Culbertson JY, Kreider RB, Greenwood M, Cooke M. Effects of beta-alanine on muscle carnosine and exercise performance: a review of the current literature. Nutrients. 2010;2(1):75–98
20. Skulachev VP. Biological role of carnosine in the functioning of excitable tissues. Centenary of Gulewitsch’s discovery. Biochemistry (Mosc). 2000;65(7):749–50
21. Sale C, Saunders B, Harris RC. Effect of beta-alanine supplementation on muscle carnosine concentrations and exercise performance. Amino Acids
22. Hobson RM, Saunders B, Ball G, Harris RC, Sale C. Effects of beta-alanine supplementation on exercise performance: a meta-analysis. Amino Acids. 2012;43(1):25–37
23. Smith AE, Walter AA, Graef JL, Kendall KL, Moon JR, Lockwood CM, et al. Effects of beta-alanine supplementation and high-intensity interval training on endurance performance and body composition in men; a double-blind trial. J Int Soc Sports Nutr. 2009;6:5
24. Harris RC, Jones GA, Kim HJ, Kim CK, Price KA, Wise JA. Changes in muscle carnosine of subjects with 4 weeks of supplementation with a controlled relase formulation of beta-alanine (CarnoSyn), and for 6 weeks post (Abstract). FASEB J. 2009;23:599.4
25. Stellingwerff T, Decombaz J, Harris RC, Boesch C. Optimizing human in vivo dosing and delivery of beta-alanine supplements for muscle carnosine synthesis. Amino Acids. 2012;43(1):57–65
26. Weiliang Chung et al. Effect of 10 week beta-alanine supplementation on competition and training performance on elite swimmers. Nutrients. 2012;4:1441-1453

Zostaw komentarz!

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *