Beta-alanin v silových sportech

02/25/2017 16:07:32 Autor: Filip Grznár

Článek nebo jeho části jsou duševním vlastnictvím autora a internetového magazínu GymPorn. Je zakázáno jej bez svolení šířit, nebo citovat.
Autor: Kryštof Švec IČO: 04537530 

ÚVODEM
Beta-alanin je přirozeně se vyskytující látka, která je sportovcům známá především jako součást většiny dostupných předtréninkových přípravků (anabolizéry, stimulanty, NOčka, preworkouty…). Jako sólový doplněk prozatím není nijak široce rozšířen a jen těžko budete hledat někoho, kdo by tuto sloučeninu pravidelně zařazoval do svého suplementačního plánu. Pokud se věnujete těžkým silovým tréninkům nebo aktivně provozujete silově vytrvalostní sporty a vysoká intenzita je váš každodenní chleba, musí být vaším primárním cílem maximalizace vašeho výkonu během zátěže. A právě vysoká účinnost tohoto suplementu na tréninkovou výkonnost by měla být důvodem, proč jej zařadit jako pravidelnou součást vašeho výživového protokolu. Beta-alanin je totiž jedna z mála volně dostupných sloučenin s opravdu silnou, a hlavně in-vivo (na lidech) potvrzenou efektivitou. V následujícím článku se seznámíte se základními biochemickými funkcemi beta-alaninu v našem organismu a budou komplexně shrnuty dosavadní výsledky dlouhodobých studií a metaanalýz zabývajících se jeho suplementací především u silových sportovců. Podstatná část tohoto textu, se však bude kromě beta-alaninu, věnovat i jiné chemické substanci. Hlavní podstata suplementace beta-alaninu totiž tkví v jeho spoluúčasti na chemickém procesu, při kterém se v našem organismu syntetizuje látka zvaná karnosin. Právě navyšování fyziologických koncentrací karnosinu je podstatným ukazatelem a určujícím faktorem v efektivitě suplementace beta-alaninu. 

ZÁKLADNÍ INFORMACE
3-aminopropionová kyselina neboli beta-alanin je neesenciální beta-aminokyselina. Tento druh aminokyselin se přirozeně v přírodě jako celku (a především v potravě) nevyskytuje tak hojně, jako mnohem známější alfa-L-aminokyseliny (glutamin, lysin, leucin…), oproti nim však mnoho zástupců β -aminokyselin disponuje velmi vysokou biologickou aktivitou. Lidský organismus si beta-alanin dokáže vytvářet skrze endogenní chemické procesy a v centrální nervové soustavě pracuje jako neurotransmiter (jedná se přesněji o hybrid). Je nicméně fyziologicky koncentrován jen v relativně malém množství, které je v souvislosti s těžkými odporovými tréninky nedostatečné, a proto je velmi vhodné jej přijímat ve formě doplňku stravy. Po orálním přijetí se stává beta-alanin tzv. prekurzorem (účastní se) syntézy sloučeniny zvané karnosin. 

KARNOSIN A JEHO FUNKCE
β-alanyl-L-histidin neboli karnosin je přirozeně se vyskytující dipeptid. Už z chemického názvu můžeme vyvodit a zjednodušenou povšechnou formulací určit, že se tato látka skládá ze dvou aminokyselin a to beta-alaninu a l-histidinu. V našem organismu je karnosin z těchto dvou aminokyselin syntetyzován (vytvářen) především v kosterním svalstvu (dále pak v relativně nízkých koncentracích v mozku a dalších orgánech) pomocí enzymu karnosin-syntetázy. Suplementovat je však potřeba pouze beta-alanin, jelikož histidin je v našem organismu neustále přítomný a abundantní. 

Beta-alanin je z hlediska zvyšování karnosinu v organismu velice důležitý, a to především proto, že orálně přijatý čistý karnosin (ať už ve formě doplňku stravy nebo v přirozené stravě) je z drtivé části metabolizován (jeho metabolizací vznikají přirozeně beta-alanin a l-histidin) již v gastroduodenu, a tak je jen jeho minimální množství transportováno na místo určení – do svalové tkáně. Právě zmíněné příčně pruhované svalstvo obsahuje nejvyšší hodnoty karnosinu v našem těle a zde také probíhají ty nejdůležitější chemické procesy, kterých se karnosin přímo účastní. 

JAK TEDY KARNOSIN FUNGUJE?
Během svalové práce vzniká ve svalech sůl kyseliny mléčné (laktát), vodíkové kationty (H+) a další odpadní látky,
které v zatížených svalech dočasně mění hodnotu pH (snižují ji, a tím vytváří kyselejší prostředí). Tyto biochemické procesy jsou zodpovědné za svalovou únavu a svalové poškození, omezují se totiž fyziologické mechanismy, které jsou nutné k obnovování energie v pracujícím svalu. Význam karnosinu spočívá v jeho intracelulární proteinové pufrovací schopnosti (schopnosti regulovat hodnotu pH a tím obnovovat homeostázu, neboli přirozené prostředí). Pomáhá odbourávat laktát v pracujících svalech a snižovat počet vodíkových kationtů. Tím zlepšuje kontraktilitu (právě stažlivost svalstva generuje sílu) svalů, a jejich odolnost vůči poškození a únavě. Dále pomáhá peroxidací lipidů eliminovat reaktivní aldehydy. Během odporového tréninku dále vznikají ve velkém množství tzv. reaktivní formy kyslíku neboli ROS (reactive oxygen species). Tyto látky jsou někdy lehce nepřesně nazývány jako volné radikály. Jelikož je karnosin také antioxidační látka, má schopnost se velmi účinně podílet na eliminaci těchto pro organismus v mnoha případech nebezpečných sloučenin a tím snižovat vzniklý oxidativní stres. Další důležitou funkcí karnosinu je schopnost chelatace stopových prvků, konkrétně zinku a železa. Chelatace je proces, při kterém jsou stopové prvky navázány na organické sloučeniny, čímž se zvyšuje jejich biologická využitelnost.

DÁVKOVÁNÍ BETA ALANINU
Suplementace beta-alaninu spočívá především v jeho dlouhodobém užívání, kdy po určitém časovém intervalu dojde k maximálnímu možnému navýšení karnosinu v kosterním svalstvu. Tato vysoká koncentrace intramuskulárního karnosinu poté přetrvává značně dlouhou dobu a na původní hodnoty se snižuje až 15 týdnů
. Minimální doba, po kterou byste měli beta-alanin pravidelně užívat je 2 týdny. Už v tomto relativně krátkém období dochází k prvnímu signifikantnímu navýšení oproti výchozím hodnotám. K významným změnám poté dochází v rozmezí mezi 4-5 týdny. Nejvyšších koncentrací, které se u některých jedinců mohou pohybovat až okolo 85% oproti původním hodnotám, je možno dosáhnout pravidelným užíváním beta-alaninu po cca. 12-15 týdnech. Po této době by mělo přijít kompletní vysazení suplementu na přibližně stejně dlouhou dobu, po jakou byl beta-alanin doplňován. Celý jeden cyklus tedy může čítat až 30 týdnů a je možné jej neustále opakovat. 

Ideální denní dávka se pohybuje mezi 4-6g. Toto množství by mělo být rozděleno do 2 rovnoměrných dávek, podávaných odděleně v blízkosti tréninkové jednotkyPokud budete beta-alanin podávat samostatně, je vhodné první dávku čítající 2-3g podat cca. 30-60 minut před tréninkem, pokud jej užíváte jako součást předtréninkového nápoje, (obzvláště pokud obsahuje monosacharidy, taurin nebo syrovátkový protein), je lepší delší časový odstup pohybující se mezi 60-90 minutami. Druhá dávka by měla poté přijít těsně na začátku tréninku. V případě extrémně dlouhých tréninkových jednotek (3hodiny a více) je vhodnější nasadit dávku uprostřed tréninku. Výhodou beta-alaninu je jeho relativně vysoká účinnost i v takto dosti malém množství. Maximální zmíněná denní dávka 6g by se neměla překračovat, jelikož vyšší množství má už jen minimální nebo nulový vliv na zvyšování karnosinu. S vysokými dávkami navíc roste intenzita parestezie (typický pocit brnění), která i když není zdravotně závadná, může trénink velmi znepříjemnit. 

I když se v mnohých studiích prokázala účinnost dávkování i mimo tréninkovou jednotku, obecně doporučuji suplementovat tak, jak bylo doporučeno výše. Díky dávkování v těsné blízkosti tréninku, totiž dokážete využít silný antioxidační potenciál karnosinu, který je při extrémním tréninkovém vytížení velice přínosný, pracující prokrvené svaly mají navíc mnohem vyšší schopnost z beta-alaninu a histidinu karnosin účinně syntetizovat.

Jak již bylo zmíněno v samotném úvodu článku, beta-alanin se primárně používá v komplexních přípravcích v kombinaci s jinými látkami (kreatin, citrulin, kofein, aminokyseliny). Vypovídající studie, v nichž by byla zkoumána vyšší efektivita beta-alaninu s jinými sloučeninami prozatím chybí, nicméně přítomnost beta-alaninu má v těchto mixech jistě svůj smysl, ale pouze v případě dlouhodobého užívání. Z hlediska případných negativ (ať už zdravotních či jiných) suplementace této látky, neexistují žádné zásadní faktory, které by vás měly od beta-alaninu odradit. Nejsou ani známy případy, kdy by beta-alanin bránil syntéze jiných sloučenin nebo jinak narušoval důležité biochemické procesy (což je na poli sportovní suplementace relativně častým jevem). Je nicméně pravdou, že beta-alanin snižuje koncentraci taurinu v organismu a pokud je s taurinem užíván současně, je jejich transport do svalové tkáně omezen. Tyto negativa nicméně dosahují naprosto minimálních hodnot a celková účinnost obou doplňků nebude nijak omezena. 

ÚČINNOST BETA-ALANINU A VLIV KARNOSINU NA SPECIFICKÉ DRUHY TRÉNINGU
Díky mnoha letům, kdy byla zkoumána suplementace beta-alaninu a jeho vlivu na zvyšování karnosinu a tréninkové výkonosti, můžeme na základě dostupných metaanalýz a studií vyvodit několik velice zajímavých axiomatických poznatků. 

U všech testovaných subjektů dochází po minimálně 14-denní suplementaci vždy k navýšení původních hodnot karnosinu (to platí jak pro nesportovce, tak pro anaerobně nebo aerobně cvičící, mladé i staré jedince). Tyto navýšené hodnoty se však mezi různými jedinci extrémně liší. Po zmíněné 2-týdenní suplementaci, byli mezi testovanými skupinami i takoví sportovci, jejichž nárust intramuskulárního karnosinu byl v průměru o pouhých 6-10% (6% je vůbec nejnižší naměřená hodnota), na druhou stranu ale existovali jedinci, jejichž hodnoty naopak dosahovaly až 55% průměrného navýšení. Z hlediska zvyšování karnosinu v kosterním svalstvu pomocí suplementace beta-alaninu totiž silně závisí na výchozích (vašich přirozených) hodnotách, kterými člověk disponuje. U různých lidí se z mnoha aspektů přirozené hodnoty velmi liší, a právě to je určujícím faktorem toho, jak se budou intramuskulární koncentrace navyšovat. Platí zde teoretická úměra-čím menší jsou výchozí hodnoty, tím je suplementace beta-alaninu z hlediska prostého navyšování karnosinu účinnější. 

Vyšší přirozené hodnoty mají především anaerobně cvičící a silově vytrvalostní sportovci a dále jedinci, kteří se věnují tréninkům o velmi vysoké intenzitě. U těchto sportovců převládají svalová vlákna typu II A – FOG a II B – FG, v těchto vláknech jsou přirozeně nejvyšší hodnoty karnosinu z celého svalové aparátu. Vysoké koncentrace jsou dále přítomné u sportovců, u nichž je celkový příjem proteinů tvořen primárně masem (obecně mají nejnižší hodnoty karnosinu vegetariáni, vegani, nesportovní populace a vytrvalostní sportovci s převahou pomalých červených vláken). 

MÁ TEDY SUPLEMENTACE PRO SILOVÉ SPORTOVCE VŮBEC SMYSL?

Ano má, a to dosti velký, z jednoduchého a na první pohled ne zrovna znatelného důvodu. Pokud totiž zanalyzujume většinu dostupných poznatků narazíme na velmi důležitý paradox. Právě anaerobně cvičící siloví sportovci, u kterých se průměrné maximální navýšení karnosinu pohybovalo v nižších hodnotách (oproti zmíněným jedincům-vegetariánům, vytrvalostním sportovcům apod.), prokazovali nejlepší výsledky z hlediska navýšení výkonnosti, síly a snížení svalové únavy. Účinky karnosinu se totiž projevují nejvíce právě u specifických podmínek anaerobního tréninku.

Z těchto informací můžeme dojít k jasnému závěru. I přesto, že u trénovaných silových sportovců bude maximální navýšení karnosinu pomocí beta-alaninu menší v řádech až desítek procent, jsou to právě silově trénující a silově-vytrvalostní jedinci s vlákny typu II A – FOG a II B – FG, kteří mohou ze suplementace beta-alaninu nejvíce profitovat. Navzdory jejich přirozeně vysokým hodnotám bude i mírné navýšení velmi efektivní a mohou očekávat nadmíru výrazné tréninkové posuny a celou škálu zmíněných benefitů, které suplementace beta-alaninu přináší.

ZÁVĚREM
Účinnost suplementace beta-alaninu na zvyšování hodnot intramuskulárního karnosinu je nezpochybnitelná a tato látka by měla být samozřejmou součástí suplementačních protokolů všech náročně trénujících sportovců, kteří dosáhli maximální využitelnosti bezdoplňkové stravy, popřípadě chtějí sestavit co nejvíce funkční suplementační protokol. Nejvíce budou z nasazení beta-alaninu a z následného zvýšení úrovně karnosinu těžit silově trénující sportovci a atleti věnující se vysoko intenzivním tréninkům, pro které je cílem maximalizace podaného výkonu, oddálení svalové únavy a efektivnější potréninková regenerace. Velmi důležité je v případě suplementace beta-alaninu jeho časování a dávkování. Nejvhodnější je zvolit systém nasycení/vysazení, kdy bude beta-alanin doplňován denně v dávce 4-6g, rozdělené do dvou částí před výkonem, a to po dobu 10-15 týdnů. Poté by měl být na přibližně stejně dlouhou dobu vysazen. I když se můžou maximální dosažené hodnoty výrazně lišit u prakticky každého jedince, lze vždy očekávat velice příznivý vliv na výkonost, sílu a navýšení svalové hmoty.

Vybrali jsme pro vás produkt, který se nejvíce blíží výše zmíněnému množství účinné látky:
BEAST VIRUS

 

V uvedeném textu byla jako výchozí mimo jiné použita tato série zdrojů.

J Strength Cond Res. 2011 Jul;25 (7):1804-15. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181e741cf. Effects of β-alanine supplementation on performance and body composition in collegiate wrestlers and football players. Kern BD, Robinson TL. 

2013 Dec;23 (6):554-61. Epub 2013 Apr 18. Effect of beta-alanine supplementation on 800-m running performance. Ducker KJ, Dawson B, Wallman KE. 

Vilikus, Z., Mach, I., & Brandejský, P. (2012). Výživa sportovců a sportovní výkon. Karolinum. 

Baguet, A., Bourgois, J., Vanhee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010-10-12). Important role of muscle carnosine in rowing perfor-mance. Journal of Applied Physiology, vol. 109 (issue 4), pp. 1096-1101. DOI: 10.1152/japplphysiol.00141.2010. 

The effect of beta-alanine supplementation on power performance during repeated sprint activity. Sweeney KM, Wright GA, Glenn Brice A, Doberstein ST. 

Schwellnus, M. P. (2009). The Encyclopaedia of Sports Medicine: An IOC Medical Commission Publication, The Olympic Textbook of Medicine in Sport. John Wiley & Sons. 
International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 20 
(3), 198–205. 

Bex, T., Chung, W., Baguet, A., Stegen, S., Stautemas, J., Achten, E., Derave, W., Fukuda, D., Shelef, I., Carmom, E., & Ostfeld, I. (2014-01-15). Muscle carnosine loading by beta-alanine supplementation is more pronounced in trained vs. untrained muscles. Journal of Applied Physiology, vol. 116 (issue 2), pp. 204-209. DOI: 10.1152/japplphysiol.01033.2013. 

Bex, T., Chung, W., Baguet, A., Achten, E., Derave, W., Hoppeler, H., & Vogt, M. (2015-05-07). Exercise Training and Beta-Alanine-Induced Muscle Carnosine Loading. Frontiers in Nutrition, vol. 2 (issue 2), pp. -. DOI: 10.3389/fnut.2015.00013. 

Quesnele, J. J., Laframboise, M. A., Wong, J. J., Kim, P., & Wells, G. D. (2014). The effects of beta-alanine supplementation on performance: a systematic review of the literature. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 24 (1), 14–27. 

Hobson, R. M., Saunders, B., Ball, G., Harris, R. C., & Sale, C. (2012). Effects of β-alanine supplementation on exercise performan-ce: a meta-analysis. Amino Acids, 43 (1), 25–37. 

Effects of Beta-Alanine on Muscle Carnosine and Exercise Performance:A Review of the Current Literature Julie Y. Culbertson, Richard B. Kreider, Mike Greenwood, and Matthew Cooke 

Derave, W., Everaert, I., Beeckman, S., & Baguet, A. (2010). Muscle carnosine metabolism and beta-alanine supplementation inrelation to exercise and training. Sports Medicine (Auckland, N.Z.), 40 (3), 247 –263. 

Hannah, R., Stannard, R., Minshull, C., Artioli, G., Harris, R., Sale, C., Moran, D., Fukuda, D., Shelef, I., Carmom, E., & Ostfeld, I. (2015-03-01). Β-Alanine supplementation enhances human skeletal muscle relaxation speed but not force production capacity. Journal of Applied Physiology, vol. 118 (issue 5), pp. 604-612. DOI: 10.1152/japplphysiol.00991.2014. 

Acute effects of a commercially-available pre-workout supplement on markers of training: a double-blind study Jordan J Outlaw, Colin D Wilborn,Abbie E Smith-Ryan, Sara E Hayward, Stacie L Urbina, Lem W Taylor, and Cliffa A Foster 

Amino Acids. 2012 Jun;42 (6):2461-72. doi: 10.1007/s00726-011-1054-4. Epub 2011 Aug 17.Effect of two β-alanine dosing protocols on muscle carnosine synthesis and washout. Stellingwerff T, Anwander H, Egger A, Buehler T, Kreis R, Decombaz J, Boesch C. 

Carnosine and Oxidative Stress in Cells and Tissues By Alexander A. Boldyrev 2006 

2014 Jan;39 (1):38-46. doi: 10.1139/apnm-2013-0229. Epub 2013 Jul 30. The influence of β-alanine supplementation on markers of exercise-induced oxidative stress. Smith-Ryan AE1, Fukuda DH, Stout JR, Kendall KL. 

1995 Aug 28;371 (1):81-5. Non-enzymatic glycosylation of the dipeptide L-carnosine, a potential anti-protein-cross-linking agent. Hipkiss AR1, Michaelis J, Syrris P. 

Sports Med. 2010 Mar 1;40 (3):247-63. doi: 10.2165/11530310-000000000-00000. Muscle carnosine metabolism and beta-alanine supplementation in relation to exercise and training. Derave W, Everaert I, Beeckman S, Baguet A. 

Carnosine: can understanding its actions on energy metabolism and protein homeostasis inform its therapeutic potential? Alan R Hipkiss,Stephanie P Cartwright, Clare Bromley, Stephane R Gross, and Roslyn M Bill 

J Strength Cond Res. 2013 Feb;27 (2):526-32. doi: 10.1519/JSC.0b013e318256bedc. Effects of beta-alanine supplementation on sprint endurance. Jagim AR, Wright GA, Brice AG, Doberstein ST. 

J Sports Med Phys Fitness. 2016 Jul 5. [Epub ahead of print] Effects of beta-alanine supplementation on performance and muscle fatigue in athletes and non-athletes of different sports: a systematic review. Berti Zanella P, Donner Alves F, Guerini DE Souza C. 

2015 Dec;47 (12):2463-74. doi: 10.1007/s00726-015-2051-9. Epub 2015 Jul 24. β-Alanine supplementation and military performance. Hoffman JR, Stout JR, Harris R3, Moran D 
Powers SK, Jackson MJ. Exercise-induced oxidative stress: cellular mechanisms and impact on muscle force production. Physiol Rev. 2008;88 (4):1243–76. doi:10.1152/physrev.00031.2007. 

Br J Sports Med. 2016 Oct 18. pii: bjsports-2016-096396. doi: 10.1136/bjsports-2016-096396. [Epub ahead of print] β-alanine supplementation to improve exercise capacity and performance: a systematic review and meta-analysis. Saunders B1, Elliott-Sale K2, Artioli GG1, Swinton PA3, Dolan E1, Roschel H1, Sale C2, Gualano B1. 

Obesity (Silver Spring). 2016 May;24 (5):1027-34. doi: 10.1002/oby.21434. Epub 2016 Apr 4. Effects of carnosine supplementati-on on glucose metabolism: Pilot clinical trial. de Courten B1,2, Jakubova M3,4, de Courten MP5, Kukurova IJ6,7, Vallova S3,4, Krumpolec P3, Valkovic L6,7, Kurdiova T3, Garzon D8, Barbaresi S9, Teede HJ1,2, Derave W9, Krssak M6,7,10, Aldini G8, Ukropec J3, Ukropcova B3,4. 

Adv Food Nutr Res. 2009;57:87-154. doi: 10.1016/S1043-4526 (09)57003-9. Carnosine and its possible roles in nutrition and health. Hipkiss AR1. 

Peptides. 2009 Jul;30 (7):1306-12. doi: 10.1016/j.peptides.2009.04.003. Epub 2009 Apr 10. Inhibitory effect of carnosine and N-acetyl carnosine on LPS-induced microglial oxidative stress and inflammation. Fleisher-Berkovich S1, Abramovitch-Dahan C, Ben-Shabat S, Apte R, Beit-Yannai E. 

J Pharm Pharmacol. 2009 Jun;61 (6):733-42. doi: 10.1211/jpp/61.06.0005. L-Carnosine: multifunctional dipeptide buffer for sustained-duration topical ophthalmic formulations. Singh SR1, Carreiro ST, Chu J, Prasanna G, Niesman MR, Collette Iii WW, Younis HS, Sartnurak S, Gukasyan HJ. 

Cell Tissue Res. 2009 Jul;337 (1):45-61. doi: 10.1007/s00441-009-0796-8. Epub 2009 May 14. Distribution of carnosine-like pep-tides in the nervous system of developing and adult zebrafish (Danio rerio) and embryonic effects of chronic carnosine exposure. Senut MC1, Azher S, Margolis FL, Patel K, Mousa A, Majid A. 

Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Apr 19;113 (16):4252-9. doi: 10.1073/pnas.1603023113. Epub 2016 Mar 28. Individual variability in human blood metabolites identifies age-related differences. Chaleckis R1, Murakami I2, Takada J1, Kondoh H3, Yanagida M4. 

J Physiol. 2016 Sep 1;594 (17):4701-2. doi: 10.1113/JP272530. Improving beta-alanine supplementation strategy to enhance exercise performance in athletes. Hostrup M1, Bangsbo J1.

Komentáře