Suplementacja BCAA oraz EAA

Aminokwasy

Aby w pełni zrozumieć, jak stosować dany suplement, powinniśmy przyjrzeć się temu, jak dany związek działa w organizmie. Zaczynamy od podstaw. Mięśnie szkieletowe człowieka składają się z BCAA, EAA oraz NEAA.

NEAA (Non Essential Amino Acids) to aminokwasy, które organizm może sam syntetyzować – nie muszą być one dostarczane z pożywieniem. One nie będą przedmiotem naszych rozważań. Interesują nas wszystkie pozostałe aminokwasy – te egzogenne.

Aminokwasy egzogenne to takie, których organizm nie jest sam w stanie syntetyzować. Musimy je dostarczać z pożywienia. Do grupy EAA (Essential Amino Acids) zaliczamy: leucynę, izoleucynę oraz walinę (aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach – BCAA) oraz fenyloalaninę, lizynę, metioninę, treoninę oraz tryptofan. Istnieją jeszcze dwa, względnie egzogenne – arginina oraz histydyna. Ten termin oznacza, że aminokwasy wytwarzane są w ilości wystarczającej dla organizmu dorosłego, ale zbyt małej dla dzieci. Arginina, dla przykładu, może być pozyskiwana z innego aminokwasu – ornityny – w tzw. cyklu ornitynowym.
Do zrozumienia dalszych rozważań będzie nam potrzebna znajomość jeszcze dwóch terminów. Aminokwasy glukogenne to takie, które mogą być substratami w szlaku glukoneogenezy, czyli pozyskiwania glukozy z prekursorów niecukrowych, np. z białek. Zaliczamy do nich alaninę, argininę, asparaginian, cysteinę, glicynę, glutaminian, histydynę, metioninę, prolinę, serynę, treoninę oraz walinę. Aminokwasy ketogenne to takie, które mogą być prekursorami ciał ketonowych. Będą to fenyloalanina, izoleucyna, leucyna, lizyna, tryptofan oraz tyrozyna.

Skład większości popularnych odżywek z białka serwatkowego to 20–35% BCAA oraz około 40% EAA.

Procesy anaboliczne

Zależność między efektywnością wpc/bcaa/eaa nie jest wprost proporcjonalna od ilości dostarczonej do organizmu. Szybkość syntezy oraz działanie antykataboliczne będą większe. Pewnie. Ale czy wystarczy spożywać wpc po treningu i będzie po sprawie? Nie.

BCAA nasilają syntezę białek. Ale bez pozostałych EAA nie nastąpi anabolizm. Dlaczego nie dojdzie do syntezy nowych białek? Ponieważ potrzebujemy wszystkich aminokwasów do tego procesu. Sama leucyna jest kluczem. To swoisty project manager. Daje sygnał, że w organizmie krąży dużo więcej aminokwasów i że jest w stanie „rozdysponować” syntezę nowych białek mięśniowych. Jednak nie nastąpi to bez innych aminokwasów egzogennych.

Reakcja anaboliczna na kompletny posiłek zawierający białko, węglowodany i tłuszcze jest najwyższa 90 minut po posiłku i powraca do wartości bazowej po trzech godzinach od posiłku. Ciekawe jest to, że choć poziom syntezy białek po trzech godzinach opada, to poziom aminokwasów we krwi jest ciągle podniesiony powyżej normy, zaś poziom leucyny (aminokwasu odpowiedzialnego za zwiększenie syntezy białek) trzykrotnie przekracza normę!

Aktywacja ścieżki mTOR (aktywacja mTOR uruchamia syntezę białek) po trzech godzinach wciąż była na maksymalnym poziomie, podczas gdy sama synteza białek opadła już do wartości wyjściowej. Tak więc wzrost poziomu leucyny we krwi był w stanie aktywować ścieżkę mTOR i syntezę białek, ale utrzymywanie poziomu tego aminokwasu powyżej normy oraz zmaksymalizowanie działania mTOR nie wystarcza do podtrzymania podwyższonej syntezy białek!

Co do BCAA/leucyny przed treningiem: spożycie samej leucyny nie powoduje wyraźnej odpowiedzi insulinowej, zwiększa natomiast wyraźnie odpowiedź glukagonu (hormonu o przeciwnym działaniu do insuliny). Leucyna potęguje odpowiedź insulinową, gdy jest przyjmowana np. z węglowodanami. Poza tym w kontekście lipolizy i lipogenezy liczy się nie tylko sama odpowiedź insulinowa, ale również stosunek w czasie insuliny i glukagonu.

Cykl glukoza-alanina

Jednym z mitów wyrosłych wokół suplementacji BCAA jest teoria, jakoby całość przyjętych aminokwasów miała zostać zamieniona w glukozę w procesie glukoneogenezy. Miałoby to tłumaczyć większy „gaz” treningowy oraz obalać zasadność spożywania BCAA przed treningiem na czczo, w celu szybszego spalania tkanki tłuszczowej. Mit ten mocno podzielił środowisko sportowe na zwolenników i przeciwników stosowania BCAA (ci drudzy często mówią, że BCAA to najdroższy cukier świata). Jak wygląda to w praktyce? 

Około 35% białek mięśniowych jest zbudowanych z aminokwasów BCAA i podczas intensywnego treningu pracujące mięśnie szybko rozkładają je w celu uzyskania energii. Większość aminokwasów ulega rozkładowi w wątrobie, jednak przemiana metaboliczna BCAA odbywa się bezpośrednio w mięśniach, za pomocą kalpain – specjalnych enzymów, które są wytwarzane przez mitochondria mięśniowe. W trakcie intensywnego wysiłku fizycznego zostaje wzmożona produkcja tlenku azotu, który aminokwasy BCAA transportują z mięśni do wątroby. Tam z jego pozostałości tworzy się aminokwas – L-alaninę – który w procesie glukoneogenezy przekształca się w glukozę. Powstały w ten sposób zapas energii jest transportowany do mięśni. Dzięki temu poziom glukozy we krwi jest zrównoważony i sportowiec może bezpiecznie wykonywać trening.

To odkrycia sprzed 30 lat. Wtedy znano też już szczegóły tzw. cyklu glukozowo-alaninowego. W cyklu tym, przybierającym na intensywności podczas wysiłku – w miarę wyczerpywania się zapasów glikogenu (magazynu energetycznej glukozy) – dochodzi do uwalniania aminokwasów rozgałęzionych (zwłaszcza leucyn) z białek mięśniowych. Te zostają następnie rozłożone na grupy aminowe i szkielety węglowe. Szkielety węglowe ulegają spaleniu, co dostarcza energii pracującym muskułom, zaś grupy aminowe wiążą się z kwasem pirogronowym (pośredni produkt spalania glukozy) i wytwarzają alaninę. Alanina przenika do krwiobiegu, zaś z obiegiem krwi – do wątroby. Tu zamieniana jest na glukozę, która powraca do tkanki mięśniowej jako paliwo do dalszej pracy.

Uważano, że dodatkowe porcje BCAA (szczególnie leucyny), podane przed treningiem i po jego zakończeniu, zostaną wprzęgnięte w cykl glukozowo-alaninowy i zahamują rozpad (katabolizm) białek związany z tym cyklem. Tym bardziej, że wolne aminokwasy posiadają zdolność hamowania enzymów proteolitycznych, zawiadujących katabolizmem białek. A wiadomo: mniejsze straty białek to większa masa mięśniowa. BCAA miały więc działać tutaj anabolicznie – jako antykataboliki.
Przełomowym odkryciem ostatniej dekady, pomocnym w zrozumieniu mechanizmów anabolicznej aktywności leucyny, było ustalenie relacji pomiędzy tym aminokwasem a pewnym enzymem – tzw. kinazą mTOR.

Leucyna może również hamować komórkowy wychwyt glukozy, który jest związany z aktywacją sygnalizacji mTOR, które naturalnie hamuje AMPK (sygnalizacja AMPK cechuje pośredniczenie w wychwycie glukozy w okresach niskiego zużycia energii komórkowej) lub z powodu hamowania utleniania glukozy na czczo w komórkach mięśniowych. Również możliwe jest związanie z sygnalizacją mTOR.

Uwzględniając wychwyt glukozy, należy pamiętać o tym, że długotrwała (60 min) ekspozycja na leucynę eliminuje go, co może sugerować błędną interpretację większości osób co do używania BCAA – jakoby miało być najdroższym cukrem świata. Dodatkowo, można tym tłumaczyć, dlaczego zwiększona ilość leucyny stymulowała wychwyt glukozy do całkowitego stłumienia po 60 minutach.

Walina wykazała również działanie hamujące na wychwyt glukozy przez komórki mięśni, ale nie wydaje się, aby wykazywała szybsze działanie niż leucyna (0,3 g/kg w obu aminokwasach powoduje skok glukozy; walina po 30 min, leucyna – 90 min).
Innymi słowy – to nie jest najdroższy cukier świata. Jak napisaliśmy na początku – BCAA to leucyna – aminokwas ketogenny, walina – aminokwas glukogenny oraz izoleucyna – aminokwas ketogenny i glukogenny. Skoro walina wykazuje działanie hamujące na wychwyt glukozy przez komórki mięśni, nie musimy obawiać się, że 5 g BCAA to jak przyjmowanie łyżeczki cukru.

Opóźnienie zmęczenia

Jakie są dodatkowe profity stosowania suplementacji aminokwasami? Z pewnością zaliczymy do nich opóźnianie zmęczenia. Niżej zajmiemy się tym procesem dokładnie. Wiele osób skarży się na senność i brak motywacji po spożyciu BCAA przed treningiem. Jest na to prosty sposób. Przeanalizujmy cały proces...

Zmęczenie psychiczne podczas wysiłku odnosi się do ubocznych skutków w ośrodkowym układzie nerwowym (dokładniej mówiąc: w mózgu) i określane jest jako zmęczenie ośrodkowe. Sugeruje się, iż niskie poziomy BCAA w połączeniu z wysokim poziomem wolnego tryptofanu „f” we krwi mogą powodować zmęczenie ośrodkowe. „F” tryptofan jest niezbędny do syntezy neuroprzekaźnika – serotoniny i może wywołać objawy senności oraz zmęczenia. Jego ilość jest ograniczona przez wysoki poziom BCAA we krwi, który blokuje przechodzenie „f” tryptofanu do mózgu, a także przez połączenie z białkiem krwi – albuminą. Podczas końcowego okresu długotrwałych tlenowych wysiłków wytrzymałościowych „f” tryptofan zawarty we krwi może łatwiej przedostawać się do mózgu, ponieważ w takiej sytuacji dochodzi do, obok obniżenia zasobów gl...