I friidrottens mycket konkurrenskraftiga värld är marginalen som skiljer seger från nederlag ofta liten. Som ett resultat vet idrottare att skillnaden mellan medalj och placering av pallen kan vara några hundradels sekund.
De vet skillnaden mellan optimal prestanda och suboptimal prestanda innebär att alla aspekter av deras sport optimeras. De vet också att allt annat är lika, alla små fördelar de kan komma över sin konkurrens kommer sannolikt att leda till mer framgångsrika föreställningar.
Som ett resultat har ergogena hjälpmedel uppstått som en viktig komponent i idrottarnas träningsplaner. Ett ergogeniskt hjälpmedel är i allmänhet ett ämne eller en träningsanordning som är känd för att förbättra atletisk prestanda.
Naturligtvis, med över 30 000 näringstillskott och naturliga livsmedelsprodukter som konkurrerar på marknaden idag, varav många lovar bättre kroppssammansättning och prestanda, få löften om förbättrad prestanda realiseras. (Japp, du läste rätt - 30000). Det är ingen överraskning att det ofta är svårt för idrottare att reda ut vad som fungerar från vad som inte fungerar.
I den här artikeln kommer vi att diskutera effektiviteten av ett av dessa förmodade ergogena hjälpmedel - grenade aminosyror (BCAA). Även om BCAA inte är nytt, finns det en våg av ny forskning som tittar på hur denna unika grupp aminosyror kan påverka kroppssammansättning och prestanda. Som ett resultat av denna litteratur är det tydligt att BCAA kan förbättra prestanda och kroppssammansättning i vissa situationer.
Denna artikel kommer att fokusera på tre potentiella handlingsmekanismer genom vilka BCAA kan påverka prestanda:
De grenade aminosyrorna består av tre essentiella aminosyror:
Dessa hydrofoba (vattenfruktande) aminosyror kallas "alifatiska" eftersom deras centrala kol fäster vid en grenad, icke-cyklisk, öppen kolkedja, som visas nedan med leucin.
Det har visats att BCAA kan omfatta upp till en tredjedel av muskelproteinet (Mero, 1999) och av de tre BCAA är leucin det mest undersökta. Det är denna aminosyra som verkar erbjuda den största fysiologiska fördelen.
Baserat på vad vi för närvarande vet har leucin en högre oxidationshastighet i skelettmuskulaturen på grund av dess kemiska struktur, spelar en viktig roll i proteinsyntesen och är unik i sin förmåga att delta i flera metaboliska processer. Specifikt tror forskare att BCAA, särskilt leucin, kan fungera genom följande mekanismer:
Det är allmänt känt bland vetenskapssamhället att motståndsträning resulterar i hypertrofi hos utbildade muskler, till stor del på grund av ökad proteinsyntes i förhållande till proteinnedbrytning. Naturligtvis har studier visat att proteinnedbrytning ökar med styrketräning, och endast med rätt näringsintag kan en nettovinst i proteinstatus - vilket leder till ökad muskelmassa - observeras (Blomstrand et al, 2006).
Detta enbart belyser den viktiga roll näring kan spela i muskeltillväxt, eftersom både kolhydrat- och proteinintag kan vara till nytta. Enkelt uttryckt krävs tillräckligt proteinintag och övergripande kaloriintag för att stimulera en positiv proteinbalans som svar på motståndsträning.
Hur dessa förändringar i proteinintaget uppstår är ett mycket debatterat ämne. Vissa forskare tror att en ökad tillgänglighet av aminosyror i muskeln direkt stimulerar proteinsyntesen. Andra tror att muskelproteinsyntes ökar via en stimulerande effekt av en enda aminosyra eller grupp av aminosyror som BCAA (Blomstrand et al, 2006).
Andra tror att vissa aminosyror (som BCAA) kan stimulera en mängd olika metaboliska vägar, inklusive modulering av insulinfrisättning, och det är den anabola potentialen hos insulin - i närvaro av aminosyror - som utlöser muskeltillväxt. Naturligtvis tror vissa forskare att alla dessa är nödvändiga för att främja träningsinducerad muskeltillväxt.
Som många vet har frisättningen av insulin korrelerats med många anabola egenskaper involverade i vävnadsbyggande. Insulin har visat sig stimulera proteinsyntes och hämma proteinnedbrytning vid administrering både under och efter träning (Manninen et al, 2006).
Intressant, i en undersökning av Manninen 2006 som involverade tillskott av en kolhydrat-, proteinhydrolysat- och leucinblandning som togs under träning, visades att denna blandning leder till större ökningar av skelettmuskelhypertrofi och styrka vs. ett placebotillskott.
En gång trodde man att insulinsekretionen nästan helt kontrollerades av blodsockerkoncentrationen. Det har sedan blivit uppenbart att aminosyror spelar en avgörande roll i regleringen av insulinsekretion. Vissa aminosyror har visat sig orsaka insulinfrisättning hos människor, även under förhållanden där blodsockernivån är normal (Manninen et al, 2006).
För att de flesta aminosyror effektivt ska stimulera frisättningen av betacellsinsulin i bukspottkörteln, är naturligtvis tillåtna nivåer av blodglukos (2.5 - 5.0 mM) måste vara närvarande. Intressant är att leucin är ett undantag, eftersom det är den enda aminosyran som kan öka cirkulerande insulinnivåer oavsett blodsockerkoncentration (Manninen et al, 2006). Ökningen av insulin har visat sig minska nedbrytningen av muskelprotein.
Genom att begränsa proteinnedbrytningen kan leucin möjliggöra en nettoproteinsyntes efter motståndsövning, vilket leder till större muskelhypertrofi. I huvudsak kommer detta insulinsvar att ge en miljö som främjar vävnadsuppbyggnad, i motsats till vävnadsnedbrytning.
Men här är en viktig fråga: om en insulinfrisättning producerar muskeltillväxt, varför skulle du inte helt enkelt dricka en kolhydratlösning för att få detta insulinsvar?
I en studie som undersökte plasmainsulinfrisättning uppnåddes 221% större insulinsvar när individer intog en hög glykemisk kolhydratbolus med proteinhydrolysat och leucin i motsats till enbart kolhydrater. När försökspersonerna intog kolhydrat med proteinhydrolysat, men utan leucin, observerades ett 66% större insulinsvar än med enbart kolhydrater (Manninen et al, 2006).
Baserat på dessa resultat är det uppenbart att leucintillskott är fördelaktigt för motståndsträning när det gäller dess förmåga att modulera insulinsignalering. Hyperinsulinemiaemia (högt insulin) efter träning som stöds av hyperaminoacidemi (höga aminosyror) inducerad av proteinhydrolysat och leucinintag ökar nettoproteinavsättningen i muskler, vilket leder till ökad skelettmuskelhypertrofi och styrka (Manninen et al, 2006).
Så, kärnan är detta: under och efter träning är det perfekt att inta en snabbt smälta dryck av hydrolyserat protein, sockerhaltiga kolhydrater och lite ytterligare BCAA (särskilt leucin) på grund av det kombinerade höga blodinsulinet och höga aminosyror i blodet. koncentrationer som följer med en sådan dryck.
Baserat på forskningen fungerar den här typen av dryck dock inte bara genom modulering av insulinfrisättning. Leucin hjälper till att växa muskler eftersom det också är ett viktigt inslag i aktiveringen av translationella vägar som är ansvariga för muskeltillväxt.
Översättning, som en översyn, är syntesen av protein enligt mRNA (messenger RNA). Det är det första av tre steg i proteinsyntesen, där de andra två stegen är kedjeförlängning och avslutning (Norton.et al, 2006). Utan översättning kan det inte förekomma proteinsyntes eller muskeltillväxt.
Tidigare diskuterades effekterna av motståndsträning i förhållande till proteinbalansen. Det bestämdes att efter uttömmande motståndsträning är kroppen i ett kataboliskt tillstånd tills näring ges, vilket aktiverar återhämtningsfasen. Under detta kataboliska tillstånd försämras muskelproteinsyntesen (på mobilnivå) på grund av hämningen av specifika translationinitieringsfaktorer.
Dessa faktorer - eIF4G, eIF4E och rpS6 specifikt - är det som tänder processen för översättning och så småningom proteinsyntes. Och de styrs av, du gissade det, intracellulär insulinsignalering och leucinkoncentrationer (Norton.et al, 2006). Därför förmedlas den anabola effekten av motion och näring sannolikt genom att aktivera signaltransduktion av dessa initierande faktorer.
Det har avslöjats att aktivering av denna translationella väg (visas nedan; Layman et al, 2006) är avgörande för skelettmuskelåterhämtning och hypertrofi.
Som du kan se är leucin nödvändigt för aktivering av vissa initieringsfaktorer. När leucin intas ökar vävnadsnivåerna. Detta innebär att hämningen av ovan nämnda initieringsfaktorer frigörs. Detta händer genom aktivering av proteinkinas-däggdjursmålet för rapamycin (mTOR ovan).
Leucins effekt på mTOR är också synergistisk med insulin via fosfoinositol 3-kinas signalväg (PI3 ovan; Norton.et al, 2006). Tillsammans möjliggör insulin och leucin skelettmuskulaturen att samordna proteinsyntesen. Figuren nedan ger bevis som stöder ovanstående hypotes.
I figuren ovan (Blomstrand et al, 2006) hade BCAA-tillskott efter motståndsträning en signifikant effekt på faktorer som initierade translation p70S6 kinas och mTOR. Leucins och andra BCAAs roll är att fosforylera proteinerna serin och treonin, vilket i sin tur kommer att producera en fosforylerande kaskad som så småningom initierar översättningen av proteinsyntes.
Den grundläggande idén att ta bort är att BCAA, i synnerhet leucin, vänder inhiberingen av translation som produceras av motståndsträning. Genom att vända denna hämning kommer BCAA att möjliggöra ökad muskelhypertrofi genom högre nivåer av proteinsyntes.
Vid den här tiden kanske du undrar varför extra leucin är nödvändigt när skelettmuskler redan består av en tredjedel BCAA. Tja, under motståndsträning ökar BCAA-oxidationen i skelettmuskeln genom aktivering av den grenade kedjan a-keto-syra dehydrogenas (BCKDH).
Detta innebär att plasma- och intracellulära koncentrationer av leucin minskar. Följaktligen kommer leucins förmåga att stimulera insulinfrisättning och initiera translation att minskas tills tillskott under eller efter träning ges.
Så i slutändan är frågan att ställa denna: är leucintillskott ett ergogeniskt hjälpmedel när det gäller motståndsträning?
Baserat på aktuell litteratur och informationen ovan är svaret ja. Leucin kan fungera som ett ergogent hjälpmedel för motståndsträningsidrottare baserat på dess förmåga att modulera insulinsignalering och initiera översättning av proteinsyntes. Båda dessa faktorer bidrar till ökad skelettmuskelhypertrofi och styrka.
Varje idrottare och tränare förstår att trötthet begränsar prestanda. Minskad muskelkraft, utarmning av muskelglykogen, uttorkning samt hjärt-, metabolisk och termoregulatorisk stam är alla perifera faktorer som bidrar till trötthet. I sin tur tränar idrottare mycket för att fördröja uppkomsten av dessa mekanismer.
Central trötthet, en form av utmattning förknippad med specifika förändringar i centrala nervsystemet, spelar också en avgörande roll i prestanda och är fokus för detta avsnitt av artikeln. Mycket forskning görs när det gäller BCAA och deras förmåga att fördröja uppkomsten av central trötthet och förbättra prestanda för uthållighet.
Tanken att grenade aminosyror kan hämma central trötthet är inte ny. Många forskare och tränare har antagit att BCAA kan förbättra prestanda genom att begränsa central trötthet.
Man tror att BCAA kan konkurrera med plasmafri tryptofan (en essentiell aminosyra) för upptag i hjärnan. Tryptofan är en föregångare till serotonin och tryptofankoncentrationer ökar under långvarig träning.
Vid träning av uthållighetstyp orsakar stress på kroppen betydande hormonella förändringar (Meeusen et al, 2006). Specifikt stimulerar ökade nivåer av hormonet adrenalin / adrenalin lipolys, hydrolys av fetter till fettsyror och glycerol (fettfrisättning från lagrade fettdepåer).
Eftersom dessa fria fettsyror (FFA) mobiliseras ökar plasmanivåerna av f-TRP eftersom den ökade koncentrationen av FFA i plasma kan förskjuta f-TRP från dess proteinbärare, albumin. Med alla dessa FFA-bindningar till albumin är f-TRP lätt tillgänglig för transport över blodhjärnbarriären där det leder till en ökning av serotoninnivåerna (Meeusen et al, 2006).
En hög koncentration av serotonin i hjärnan är förknippad med en minskning av träningsprestanda, och detta är vad som kallas central trötthet (Crowe et al, 2006). Följaktligen, om BCAA konkurrerar med f-TRP om upptag i hjärnan, kommer serotoninnivåerna att förbli låga, vilket minskar den centrala tröttheten och förbättrar träningsprestanda.
Bra teori, va? Tyvärr har studierna som undersöker denna hypotes varit blandade. De flesta djurstudier visar några positiva effekter; de flesta studier på människa visar inga skillnader i central utmattning med BCAA-tillskott.
Nyligen utfördes en undersökning för att bestämma effekterna av BCAA-tillskott på kanotpaddlare, med särskild tonvikt på central trötthet. Leucin tillhandahölls som ett kosttillskott i sex veckor, med syftet att förbättra uthållighet genom att öka BCAA-koncentrationer i plasma och minska plasmaförhållandet mellan f-TRP och BCAA (Crowe et al, 2006).
Uppgifterna indikerade en prestationsökning när stödbenen kompletterades med leucin, så leucin visade sig ha en ergogen effekt hos dessa idrottare. Uppgifterna illustrerade emellertid inga samband mellan ökad prestanda och central trötthet, eftersom det inte fanns någon signifikant minskning av plasmaförhållandet mellan f-TRP och BCAA (Crowe et al, 2006).
I stället förutspåddes den ergogeniska effekten var en produkt av minskad skelettmuskelskada med träning utöver ökad skelettmuskelsyntes.
Även om det fortfarande är en lovande teori, baserad på aktuell forskning, är BCAA det inte ett ergogeniskt hjälpmedel för uthållighetsträning när det gäller att fördröja centrala trötthet. Det kan dock finnas andra potentiellt fördelaktiga effekter när du kompletterar med BCAA för uthållighetsträning, vilket framgår av studien ovan. Mer forskning inom detta område kan hjälpa till att klargöra hur BCAA kan påverka uthållighetsträning.
Bland de många populära metoderna som används för att kontrollera kroppsvikt och viktminskning har alla framgångsrika strategier en sak gemensamt - de kontrollerar energibalansen. Om viktminskning är vad vi är ute efter är målet att uppnå en negativ energibalans där energiförbrukningen överstiger energiintaget. Populära strategier för att göra detta innebär att man begränsar dietfett och totala kalorier samtidigt som man äter tillräckligt med protein för att upprätthålla kvävebalansen. Men låt oss gå ett steg längre med de nuvarande rekommendationerna.
Den nuvarande näringspraxis för viktminskning som många dietister förespråkar involverar minimala nivåer av protein och fett, med kolhydrater som ger de återstående energibehov. Om man konsumerar 2100 kcal / dag skulle man, baserat på gällande kostriktlinjer, erhålla cirka 820 kcal / dag från protein och fett där de återstående 1280 kcal / dygn kommer från kolhydrater (Layman, 2003).
Det näringsexempel som ges ovan visar ett CHO: PRO-förhållande som är större än 3.5. I en diet med avsikt att gå ner i vikt kan detta förhållande vara för högt. Forskning har visat att dieter med högt kolhydratinnehåll är associerade med följande:
Dessa effekter motsvarar inte viktminskningsmål och väcker nya frågor om de optimala förhållandena mellan makronäringsämnen för att balansera energibehovet, särskilt när det gäller kolhydratintag.
Tidigare fokuserades viktminskningen på CHO: FAT-förhållanden, men aktuell forskning fokuserar på CHO: PRO (Layman, 2003). Anledningen till detta skift är det framväxande beviset för att a) högre kolhydratdieter kan motverka viktminskningsförsök och b) vissa aminosyror har ytterligare metaboliska roller som kräver plasma- och intracellulära nivåer över de som är kapabla från den aktuella dagliga mängden (RDA). Detta leder leucin och dess metabolismskapacitet i framkant.
Mångfalden av proteiner antyder att en enda RDA kanske inte längre är adekvat, eftersom olika aminosyror bidrar till olika roller i kroppsfunktionen. Därför bör aminosyror logiskt sett krävas i mängder som hör till dessa roller.
Leucins första prioritet är alltid syntesen av muskelprotein, som har ett krav på 1-4 g / dag. Det är först efter att kraven för proteinsyntes är uppfyllda att leucin kan delta i andra metaboliska roller, vilket kräver 7-12 g / dag (Mero, 1999). Detta skulle resultera i ett totalt leucinkrav på cirka 8-16 g / dag vilket visar att den nuvarande RDA på 3 g / dag är otillräcklig.
När BCAA bryts ned i skelettmuskulaturen (speciellt leucin, eftersom det är lättast oxiderat) leder det till produktion av alanin och glutamin, vilket blir viktigt för upprätthållandet av glukosehomeostas (Layman, 2003).
Glukos-alanincykeln (ovan; Layman et al, 2006) visar sambandet mellan BCAA och glukosmetabolism. I figuren ovan kan man se att BCAA inte bryts ned av levern när de rör sig genom blodet till skelettmuskler intakta.
Efter BCAA-oxidation bildas alanin och släpps ut i blodet där det rör sig in i levern för att stödja leverglukoneogenes - produktionen av glukos från icke-kolhydratkällor (Layman, 2003).
Glutamin, en annan biprodukt av BCAA-oxidation, omvandlas också till alanin i tunntarmen och reser till levern som en glukoneogenen föregångare. Denna kontinuerliga alanin → pyruvat → glukos → pyruvat → alanincykel möjliggör produktion av leverglukos och upprätthållande av blodglukos.
Så som observerats ovan fungerar leucin indirekt som det primära bränslet för produktion av glukos i levern. Betydelsen av detta är att under en fasta över natten, liksom under hypokaloriska situationer som viktminskning, ger glukoneogenes en stor mängd total leverglukosfrisättning (70% efter en fasta över natten; Layman, 2003).
Teoretiskt skulle detta göra det möjligt för en att inta en lägre kolhydratdiet samtidigt som man kan upprätthålla normala, hälsosamma blodsockernivåer, en vanlig risk för låga kolhydratdieter. I själva verket har man uppskattat att cirka 100 g kolhydrat / dag kommer att tillfredsställa energibehovet hos obligatoriska kolhydratanvändare som hjärnan, nervvävnaden och blodkropparna (Layman, 2003).
Därför, om kostbegränsning är motiverad, kan man teoretiskt göra det bra genom att endast inta 100 g kolhydrat / dag med glukoneogenes som levererar glukos för de obligatoriska användarna (hjärna, nervvävnad, blodkroppar) samt hantera normala blodsockernivåer. I slutändan kan detta göra det möjligt för en individ att uppnå större viktminskningsresultat genom att inta måttliga mängder dietfett, minska det totala kolhydratintaget och öka proteinförbrukningen så att ett nytt CHO: PRO-förhållande på 1.5-2.0 uppnås.
Naturligtvis fungerar det kanske inte för alla, men denna strategi är en som förtjänar övervägande.
Den andra metaboliska rollen av leucin som är av betydelse för viktminskning (förutom leucins inblandning i glukoneogenes) involverar den tidigare nämnda regleringen av translationella vägar.
Som nämnts ovan, kräver en hypokalorisk period, såsom viktminskning, en övergripande negativ energibalans. Följaktligen leder kroppens kataboliska tillstånd under viktminskning ofta till förlust av mager kroppsvävnad. Eftersom leucin har förmågan att vända hämningen av translation som ses under kataboliska förhållanden kan det hjälpa till att förhindra förlust av mager kroppsvävnad, vilket gör att man kan bibehålla muskelmassa samtidigt som fettmassan minskar.
Denna teori undersöktes i en studie som publicerades 2003 (Layman et al, 2003) som undersökte viktminskning och metaboliska svar mellan försökspersoner som konsumerar en av två olika CHO: PRO-förhållanden: 3.5 eller 1.5 medan du antingen tränar fem dagar i veckan eller inte utför någon träning.
Ämnen i studie 1 upprätthöll normala dagliga aktiviteter utan någon definierad träning, där personer i studie två tränade fem dagar i veckan med ett specifikt träningsprogram som gav en extra kostnad på 300 kcal / dag.
Figuren nedan illustrerar fördelarna med högre proteinintag under både träning och icke-träningsförhållanden.
I proteingruppen var kroppsviktförlusten signifikant större med mindre förluster observerade i magert kroppsmassa och en större förlust i fettmassa. Denna effekt förstärktes när försökspersoner också tränade.
Så är leucintillskott ett ergogeniskt hjälpmedel när det gäller viktminskning? Enligt den diskuterade forskningen är det uppenbart att högre proteindieter (och högre leucinintag) kan gynna idrottare som vill minska sin fettmassa samtidigt som de bibehåller eller möjligen ökar mager kroppsmassa.
Grenade aminosyror är ett framväxande tillskott och de potentiella effekterna av BCAA är ännu inte helt förstådda. Förmågan hos BCAA (särskilt leucin) att modulera insulinsekretion, initiera translationella vägar och indirekt producera alanin och glutamin skiljer det från andra aminosyratillskott.
Även om djurstudier har kommit fram till att grenade aminosyror kan fördröja uppkomsten av central trötthet genom att konkurrera med f-TRP om att komma in i hjärnan har inga väsentliga bevis setts hos människor. Ändå kan aminosyratillskott i grenar visa sig vara till hjälp för idrottare att öka muskelmassan, minska fettmassan och förbättra träningsprestanda i både styrka och uthållighetssporter.
Idrottare som letar efter sätt att samla sig och luta sig ut borde säkerligen säkerställa optimalt intag av BCAA från maten och eftersom det kan vara svårt att få de rekommenderade 8-16 g leucin / dag från protein ensamt, överväga att använda BCAA-tillskott om kost saknas. Vidare kan ytterligare riktad BCAA-tillskott (under och / eller efter träning) erbjuda ytterligare fördelar när det gäller att öka muskelmassan.
Kort sagt är det tydligt att BCAA kan förbättra prestanda och kroppssammansättning i vissa situationer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.