Czy booster wydajności może być również boosterem długowieczności?

Can a Power Booster Also Be a Longevity Booster Entuzjaści fitness od lat stosują aminokwasy rozgałęzione BCAA w celu zwiększenia siły i wydajności mięśni.^1-3

Najnowsze badania wykazują, dlaczego entuzjaści długowieczności mogą również włączyć BCAA do swojego schematu żywieniowego.

Wyniki jednego z nowszych badań, opublikowane w uznanym czasopiśmie klinicznym Cell Metabolism⁴ ujawniają, że aminokwasy rozgałęzione (BCAA) mogą korzystnie wpływać na wydłużenie życia. Dzieje się to częściowo poprzez indukowanie biogenezy mitochondriów — spontanicznego tworzenia nowych mitochondriów.

W tym artykule dosyć szczegółowo opiszemy wyniki tego badania. BCAA mogą być uzupełnieniem zarówno pirolochinolinochinonu (PQQ) jak i resweratrolu - oba te składniki znane są z wydłużających życie właściwości.^5-7

BCAA mogą wyzwalać mechanizmy komórkowe, które zwiększają liczbę i funkcję mitochondriów, jednocześnie zwiększając ekspresję genu przedłużającego życie, dzięki aktywacji sirtuiny-1! (głównym celem resweratrolu jest aktywacja sirtuin-1 mających zdolność hamowania genów starzenia).^1,6,7

Podstawowe elementy życia i długowieczności

The Building Blocks of Life and Longevity Aminokwasy będące podstawą życia i "silnikiem" napędzającym metabolizm komórkowy, są budulcem wszystkich białek.

Trzy niezbędne aminokwasy rozgałęzione to leucyna, izoleucyna i walina. W połączeniu z innymi prostymi aminokwasami, BCAA zawierają funkcjonalne białka, które tworzą strukturalne podstawy fizjologii człowieka, od mięśni szkieletowych i mięśnia sercowego po ogrom enzymów podtrzymujących życie. U osób, których całkowita masa mięśniowa stanowi około 40% masy ciała, BCAA stanowią prawie jedną piątą wszystkich białek mięśniowych.¹

W przełomowym badaniu metabolizmu komórkowego, naukowcy postanowili zbadać wpływ BCAA na wydłużanie życia.⁴ Podstawą były tu wcześniejsze badania wykazujące, że BCAA: leucyna, izoleucyna i walina, przedłużały życie u drożdży z gatunku Saccharomyces cerevisiae.⁸

Lider grupy badawczej Giuseppe D’Antona wraz z zespołem stosowali u samców myszy wodę pitną wzbogaconą w BCAA.⁴ U myszy otrzymujących BCAA zanotowano 12% wzrost mediany długości życia (z 774 dni dla grupy kontrolnej, do 869 dni dla grupy otrzymującej BCAA). Nie było znaczącej różnicy w ilości przyjmowanego pokarmu, masie ciała i zawartości tłuszczu w organizmie między zwierzętami leczonymi i nieleczonymi BCAA, naukowcy doszli zatem do wniosku, że zwiększona długość życia obserwowana w grupie otrzymującej BCAA nie była funkcją zmniejszenia tkanki tłuszczowej, ale raczej działania BCAA.

Ponadto, u myszy ze zwiększoną długowiecznością zaobserwowano wysoki poziom SIRT1⁴, formy sirtuin występującej u ssaków - podzbioru genów jednoznacznie powiązanego ze zwiększoną długowiecznością u wielu gatunków.^6,7,9

The Building Blocks of Life and Longevity U myszy, którym podawano BCAA, zaobserwowano również swego rodzaju "podkręcenie" genetycznych systemów obronnych, które osłabiają szkodliwy wpływ określonych reaktywnych form tlenu (ROS)⁴ związanych ze starzeniem się zarówno komórkowym jak i somatycznym u wielu organizmów, w tym ssaków.

Osobniki, którym podawano BCAA doświadczyły ponadto, zależnie od otrzymanej dawki wzrost licznych nowych mitochondriów⁴ lub biogenezy mitochondrialnej - mierzonych za pomocą specyficznych markerów produkcji energii komórkowej w komórkach mięśnia sercowego.

Wykazano także, że ćwiczenia fizyczne dodatkowo wzmacniają funkcje mitochondriów indukowane przez BCAA.⁴W badaniach pod mikroskopem elektronowym zaobserwowano większe ilości mitochondriów w sercu i mięśniach szkieletowych u myszy wykonujących wysiłek fizyczny i karmionych BCAA. Osobniki, którym podawano BCAA wykazały również lepsze wyniki wytrzymałości w testach na bieżni ruchomej i lepsze wyniki w testach koordynacji ruchowej (ze szczególnym uwzględnieniem osobników wykonujących wysiłek fizyczny).¹

Badanie dr. D’Antona obejmowało także drugą grupę myszy - nosicieli określonej mutacji. Osobniki takie pozbawione są kluczowego enzymu zaangażowanego w relaksację i regulację naczyń krwionośnych, zwanego śródbłonkową syntazą tlenku azotu lub eNOS.⁴ Myszy pozbawione enzymu eNOS umierają wcześniej, a ponadto rozwijają się u nich choroby układu krążenia i inne schorzenia związane z wiekiem (podobnie jak w przypadku ludzi cierpiących na zespół metaboliczny).¹⁰ W odpowiedzi na leczenie BCAA, myszy pozbawione enzymu eNOS nie doświadczyły takich samych korzyści w postaci dłuższego życia ani lepszej zdolności do tworzenia nowych mitochondriów czy zwiększonej ekspresji SIRT1 lub zwiększonej obrony przed ROS.⁴

Po zakończeniu badania naukowcy doszli do wniosku, że prawidłowy poziom eNOS odgrywa kluczową rolę w przedłużającym życie działaniu BCAA, biogenezie mitochondriów oraz zmniejszaniu stresu oksydacyjnego.⁴

Unikalne korzyści

Unique, Systemic Benefits Po spożyciu dietetyczne BCAA są transportowane i metabolizowane przez grupę określonych enzymów. To, co wyróżnia BCAA wśród aminokwasów, to fakt, że nie są one rozkładane w wątrobie. Zamiast tego, dostają się do krwiobiegu i są bezpośrednio wchłaniane przez mięśnie szkieletowe¹¹, a następnie trafiają do "komórkowych elektrowni" czyli mitochondriów będących źródłem ponad 90% całej energii wytwarzanej w ludzkim organizmie.¹

Wykazano, że ćwiczenia fizyczne dodatkowo wzmacniają funkcję mitochondriów indukowaną przez BCAA.

BCAA wywierają głęboki wpływ na kluczowe dla syntezy białek procesy metaboliczne. Najprawdopodobniej leucyna odgrywa też bardzo ważną rolę w tworzeniu białek i regulacji ich metabolizmu.¹² Badania z udziałem ludzi mające na celu sprawdzenie działania BCAA w krwiobiegu i mięśniach szkieletowych wykazują, że BCAA mają wpływ na stopień regeneracji mięśni po zmęczeniu lub intensywnym wysiłku fizycznym.^1,2 Artykuł z 2010 roku opublikowany w Journal of International Society of Sports Nutrition, przytaczał informacje na temat udziału BCAA we wzmacnianiu budowy białek mięśniowych i opóźnianiu wystąpienia zmęczenia - niewątpliwie kluczowych korzyści dla osób uprawiających sport.³ W artykule tym zwrócono również uwagę na możliwą skuteczność BCAA jako boostera wydajności fizycznej.

Poza potwierdzonymi już właściwościami wydłużającymi życie oraz wsparciu dla generowania nowych mitochondriów, BCAA są również obiecujące w walce z wieloma poważnymi schorzeniami związanymi z procesem starzenia.

CO MUSISZ WIEDZIEĆ: AMINOKWASY ROZGAŁĘZNIONE
I OGRANICZENIE KALORII

Trzy aminokwasy rozgałęzione: leucyna, izoleucyna i walina są niezbędnymi składnikami odżywczymi, których organizm nie potrafi samodzielnie wytworzyć i które muszą być pozyskiwane z diety.
BCAA nie są metabolizowane przez wątrobę, a przedostają się do krwiobiegu, gdzie są bezpośrednio wychwytywane przez mięśnie i wykorzystywane do wytwarzania energii, naprawy lub budowy mięśni.
Badania przeprowadzone z udziałem myszy i niższych form życia wykazują, że BCAA mogą przedłużyć życie. Mogą też współdzielić szlaki z mTOR. Ponadto, niedawno przeprowadzone badanie z udziałem myszy wykazało, że BCAA mogą zapewniać "paliwo", a także wzmacniać zdolności sygnalizacyjne w celu zwiększenia proliferacji nowych mitochondriów. Odkrycie to daje nadzieję na zdrowsze starzenie się.
Podawanie BCAA wzmacnia ponadto mechanizmy obronne komórek przed szkodliwymi cząsteczkami utleniającymi.
BCAA są również obiecujące we wspomaganiu wrażliwości na insulinę, utrzymaniu masy mięśniowej u osób starzejących się oraz wspomaganiu zdrowego funkcjonowania układu nerwowego.

Badania z udziałem 34 starszych pacjentów z cukrzycą w okresie testowym trwającym ponad rok ujawniły korzystny wpływ spożycia niezbędnych aminokwasów - w tym BCAA - na wrażliwość na insulinę i kontrolę poziomu glukozy we krwi. Mieszanka aminokwasów bogata w BCAA w tej grupie seniorów ze słabo kontrolowaną cukrzycą poprawiała wiele parametrów metabolizmu cukru we krwi, w tym hemoglobiny A1c.¹³

Mieszanki aminokwasów wzbogacone w BCAA okazały się również obiecujące u osób starszych z zanikiem mięśni (sarkopenia). U osób tych zaobserwowano wzrost masy mięśniowej podczas stosowania BCAA.¹⁴ BCAA mogą być również pomocne w innych stanach charakteryzujących się osłabieniem i zanikiem mięśni.

Zdaniem naukowców BCAA mogą odgrywać ważną rolę we wspieraniu zdrowego funkcjonowania układu nerwowego. BCAA biorą udział zarówno w tworzeniu jak i utrzymaniu glutaminianu i neuroprzekaźnika kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) w tkance mózgowej. Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że doustne podawanie BCAA, poprzez poprawę zdolności poznawczych może złagodzić bardzo negatywne skutki urazowego uszkodzenia mózgu.¹⁵

KLUCZ DO FUNKCJI BIOLOGICZNYCH: MTOR

WHAT YOU NEED TO KNOW: THE KEY TO BIOLOGICAL FUNCTION: MTOR Białko regulatorowe mTOR wpływa nie tylko na wzrost komórek i syntezę białek, ale także na przeżycie komórek.
mTOR działa jako czujnik energii i składników odżywczych. Otrzymuje on informacje z organizmu dotyczące stanu odżywienia komórek oraz poziomu energii i hormonów, w tym insuliny. Oceniając dostępność energii, a także spożycie kalorii, mTOR pomaga regulować zużycie kalorii poprzez wywoływanie uczucia głodu i sytości. Dzieję się to częściowo poprzez interakcję mTOR z hormonem leptyną, zwanym także hormonem anorektycznym ze względu na działanie hamujące głód.¹⁶

Badania z udziałem szczurów, którym podawano leucynę do ośrodkowego układu nerwowego, wykazały wzrost sygnalizacji mTOR w regionie mózgu znanym jako podwzgórze, a to z kolei wiązało się ze zmniejszonym przyjmowaniem pokarmu.^17,18 Podwzgórze dopasowuje produkcję energii do ilości przyjmowanego pożywienie, reguluje pragnienie i głód oraz równoważy funkcje życiowe, w tym temperaturę ciała, cykle snu i czuwania oraz uczucie zmęczenia. Przypuszcza się, że zaburzenia sygnalizacji mTOR przyczyniają się do zespołów przejadania się związanych z otyłością.^18,19

Odkrycie, że około połowa nowotworów u ludzi wiąże się z nieprawidłową sygnalizacją mTOR, skłoniło naukowców do skupienia się na tej konkretnej ścieżce w opracowywaniu nowych metod leczenia nowotworów. Zainteresowanie tym obszarem doprowadziło do opracowania drugiej generacji terapii anty-mTOR, które są obecnie analizowane w ponad 200 badaniach klinicznych z udziałem ludzi.^20,21

Podsumowanie

Aminokwasy rozgałęzione (BCAA): leucyna, izoleucyna i walina są niezbędne w diecie człowieka. BCAA zostały z powodzeniem przebadane i zastosowane w optymalizacji rozwoju mięśni i wydajności. Najnowsze badania wykazują, że mogą one także przedłużyć życie i zwalczać sprzyjające starzeniu uszkodzenia komórek - prawdopodobnie dzięki zdolnościom BCAA do pobudzania proliferacji mitochondriów.

CO WARTO WIEDZIEĆ: POZOSTAŁE KORZYŚCI PŁYNĄCE ZE STOSOWANIA AMINOKWASÓW ROZGAŁĘZIONYCH

Aminokwasy rozgałęzione wykazują bardzo szeroki wachlarz korzystnych działań.

Otyłość. Większe spożycie BCAA w diecie wiąże się ze zmniejszoną częstością występowania nadwagi lub otyłości.²² Suplementacja aminokwasem rozgałęzionym leucyną wykazuje potencjał zachowania beztłuszczowej masy tkanki u odchudzających się osób stosujących dietę niskokaloryczną.²³ Zdaniem naukowców, leucyna wyzwala reakcję poposiłkową, która chroni aktywne metabolicznie mięśnie, jednocześnie zwiększając utratę tkanki tłuszczowej.²⁴
Syndrom metaboliczny. Dieta bogata w białko i umiarkowana w węglowodany jest skuteczna w leczeniu zespołu metabolicznego, cukrzycy typu 2 oraz we wspomaganiu utraty wagi.²⁵ Leucyna może odgrywać kluczową rolę w skuteczności diety wysokobiałkowej poprzez modulowanie sygnalizacji insuliny i wykorzystania glukozy przez mięśnie szkieletowe.
Choroba wątroby. Istnieją doniesienia, że BCAA chronią przed przykrymi dolegliwościami (niewydolność wątroby, pęknięcia żylaków przełyku lub żołądka, rozwoju raka wątroby i zgonu) oraz poprawiają jakości życia u osób z marskością wątroby.²⁶ Badania wykazały, że BCAA zredukowały insulinooporność towarzyszącą przewlekłej wirusowej chorobie wątroby w grupie pacjentów płci męskiej.²⁷
Kacheksja nowotworowa (wyniszczenie organizmu spowodowane nowotworem). Utrata beztłuszczowej masy ciała (kacheksja) obniża wydolność fizyczną i jakość życia u pacjentów onkologicznych. W zwierzęcym modelu kacheksji nowotworowej połączenie wysokobiałkowej diety wzbogaconej w leucynę i olej rybi zmniejszyło utratę tkanek, poprawiło wydajność mięśni i znormalizowało codzienną aktywność.²⁸ Naukowcy uważają, że BCAA mogą okazać się pomocne w wielu stanach związanych z rozpadem tkanek, w tym stres pooperacyjny, uraz i oparzenia.²⁹
Ból mięśni. Spożywanie BCAA przed treningiem zmniejszyło bolesność mięśni 2 i 3 dni po treningu w porównaniu z osobami, które nie spożywały BCAA.³⁰ Doniesiono również, że BCAA zmniejsza uczucie zmęczenia podczas intensywnego treningu. Spożywanie BCAA podczas treningu zmniejszyło wzrost markerów uszkodzeń mięśni we krwi i stanów zapalnych, które występują podczas forsownych ćwiczeń.³¹

Materiał wykorzystany za zgodą Life Extension. Wszelkie prawa zastrzeżone.

+ Lista źródeł naukowych

Harper AE, Miller RH, Block KP. Branched chain amino acid metabolism. Annu Rev Nutr. 1984; 4:409-54.
Sharp CP, Pearson DR. Amino acid supplements and recovery from high-intensity resistance training. J Strength Cond Res. 2010 Apr;24(4):1125-30.
Kreider RB et al. ISSN exercise & sport nutrition review: research & recommendations. J Int Soc Sports Nutr. 2010 Feb 2;7:7.
D’Antona G, Ragni M, Cardile A, et al. Branched chain amino acid supplementation promotes survival and supports cardiac and skeletal muscle mitochondrial biogenesis in middle-aged mice. Cell Metab. 2010 Oct 6;12(4):362-72.
Chowanadisai W, Bauerly KA, Tchaparian E, Wong A, Cortopassi GA, Rucker RB. Pyrroloquinoline quinone stimulates mitochondrial biogenesis through cAMP response element-binding protein phosphorylation and increased PGC-1alpha expression. J Biol Chem. 2010 Jan 1;285(1):142-52.
Kelly G. A review of the sirtuin system, its clinical implications, and the potential role of dietary activators like resveratrol: part 1. Altern Med Rev. 2010 Sep;15(3):245-63.
Kelly GS. A review of the sirtuin system, its clinical implications, and the potential role of dietary activators like resveratrol: part 2. Altern Med Rev. 2010 Dec;15(4):313-28.
Alvers AL, Fishwick LK, Wood MS, Hu D, Chung HS, Dunn WA Jr, Aris JP. Autophagy and amino acid homeostasis are required for chronological longevity in Saccharomyces cerevisiae. Aging Cell. 2009 Aug;8(4):353-69.
Canto C, Auwerx J. Caloric restriction, SIRT1 and longevity. Trends Endocrinol Metab. 2009 Sep;20(7):325-31.
Cook S, Hugli O, Egli M, et al. Clustering of cardiovascular risk factors mimicking the human metabolic syndrome X in eNOS null mice. Swiss Med Wkly. 2003 Jun 28;133(25-26):360-3.
Shimomura Y, Yamamoto Y, Bajotto G, et al. Nutraceutical effects of branched chain amino acids on skeletal muscle. J Nutr. 2006 Feb;136(2):529S-532S.
Mero A. Leucine supplementation and intensive training. Sports Med. 1999 Jun;27(6):347-58.
Solerte SB, Fioravanti M, Locatelli E, et al. Improvement of blood glucose control and insulin sensitivity during a long-term (60 weeks) randomized study with amino acid dietary supplements in elderly subjects with type 2 diabetes mellitus. Am J Cardiol. 2008 Jun 2;101(11A):82E-88E.
Solerte SB, Gazzaruso C, Bonacasa R, et al. Nutritional supplements with oral amino acid mixtures increases whole-body lean mass and insulin sensitivity in elderly subjects with sarcopenia. Am J Cardiol. 2008 Jun 2;101(11A):69E-77E.
Cole JT, Mitala CM, Kundu S, Verma A, Elkind JA, Nissim I, Cohen AS. Dietary branched chain amino acids ameliorate injury-induced cognitive impairment. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jan 5;107(1):366-71.
Potier M, Darcel N, Tome D. Protein, amino acids and the control of food intake. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2009 Jan;12(1):54-8.
Woods SC, Seeley RJ, Cota D. Regulation of food intake through hypothalamic signaling networks involving mTOR. Annu Rev Nutr. 2008;28:295-311.
Cota D, Proulx K, Smith KA, Kozma SC, Thomas G, Woods SC, Seeley RJ. Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake. Science. 2006 May 12;312(5775):927-30.
Cota D. Mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) signaling in energy balance and obesity. Physiol Behav. 2009 Jul 14;97(5):520-4.
Zhang YJ, Duan Y, Zheng XF. Targeting the mTOR kinase domain: the second generation of mTOR inhibitors. Drug Discov Today. 2011 Feb 16.
Available at: www.clinicaltrials.gov. Accessed February 26, 2011.
Qin LQ, Xun P, Bujnowski D, et al. Higher branched chain amino acid intake is associated with a lower prevalence of being overweight or obese in middle-aged East Asian and Western adults. J Nutr. 2011 Feb;141(2):249-54.
Jitomir J, Willoughby DS. Leucine for retention of lean mass on a hypocaloric diet. J Med Food. 2008 Dec;11(4):606-9.
Devkota S, Layman DK. Protein metabolic roles in treatment of obesity. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2010 Jul;13(4):403-7.
Layman DK, Walker DA. Potential importance of leucine in treatment of obesity and the metabolic syndrome. J Nutr. 2006 Jan;136(1 Suppl):319S-23S.
Moriwaki H, Shiraki M, Fukushima H, et al. Long-term outcome of branched chain amino acid treatment in patients with liver cirrhosis. Hepatol Res. 2008 Nov;38(s1The 6 Japan Society of Hepatology Single Topic Conference: Liver Failure: Recent Progress and Pathogenesis to Management. 28-29 September 2007, Iwate, Japan):S102-S106.
Kawaguchi T, Nagao Y, Matsuoka H, Ide T, Sata M. Branched chain amino acid-enriched supplementation improves insulin resistance in patients with chronic liver disease. Int J Mol Med. 2008 Jul;22(1):105-12.
van Norren K, Kegler D, Argilés JM, et al. Dietary supplementation with a specific combination of high protein, leucine, and fish oil improves muscle function and daily activity in tumour-bearing cachectic mice. Br J Cancer. 2009 Mar 10;100(5):713-22.
Sax HC, Talamini MA, Fischer JE. Clinical use of branched chain amino acids in liver disease, sepsis, trauma, and burns. Arch Surg. 1986 Mar;121(3):358-66.
Shimomura Y, Inaguma A, Watanabe S, et al. Branched chain amino acid supplementation before squat exercise and delayed-onset muscle soreness. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2010 Jun;20(3):236-44.
Matsumoto K, Koba T, Hamada K, Sakurai M, Higuchi T, Miyata H. Branched chain amino acid supplementation attenuates muscle soreness, muscle damage and inflammation during an intensive training program. J Sports Med Phys Fitness. 2009 Dec;49(4):424-31.