Wszystko, co chcielibyście wiedzieć o argininie i boosterach NO

Tlenek azotu (NO) jest stosunkowo nowym tematem badań farmakologicznych. Pierwsze badanie, które zapoczątkowało dalsze zgłębianie działania tego związku, zostało opublikowane 33 lata temu. Niemniej jednak jego rola wywarła tak olbrzymi wpływ na środowisko badawcze, że do tej pory opublikowano blisko 40 tys. badań z nazwą tej cząsteczki w tytule, a ponad 70 tys. analiz odnośnie do roli tej cząsteczki w większym lub mniejszym znaczeniu. Wpływ tlenku azotu na organizm jest bardzo szeroki: od efektów związanych z hipertrofią masy mięśniowej, poprzez zwiększenie wysycenia glikogenu, a kończąc na wspomaganiu leczenia zaburzeń erekcji i nadciśnienia tętniczego. Zanim więc odniesiemy się do kwestii argininy i roli, jaką pełni jej suplementacja, zacznijmy od cząsteczki tlenku azotu (NO). 

Krótka historia dotycząca tlenku azotu

Tylko nieliczni wiedzą, czym jest pompa mięśniowa. Żeby to zrozumieć, trzeba jej doświadczyć. To najwspanialsze uczucie, jakie znam. Chcę doprowadzić do pompy, ponieważ wtedy moje mięśnie będą rosły. Pompa oznacza, że moje mięśnie napełniają się krwią, stają się wtedy naprawdę twarde, skóra jest tak napięta, jakby miała za chwilę pęknąć. Mam wrażenie, że ktoś napompował moje mięśnie powietrzem. To fantastyczne uczucie.

Arnold Schwarzenegger
z filmu z 1977 roku pt. Pumping iron

Tlenek azotu został odkryty w 1977 roku przez Ferida Murada. Naukowiec ten wykazał, że nitrogliceryna – oraz podobne leki nasercowe – powoduje wytwarzanie się tlenku azotu, co z kolei prowadzi do powiększenia średnicy naczyń krwionośnych i większego przepływu krwi. Kilka lat później, w 1980 roku, Furchgott wraz z Zawadzkim stwierdzili, że nieuszkodzony śródbłonek naczyń krwionośnych uwalnia pod wpływem acetylocholiny czynnik rozszerzający naczynia krwionośne (ang. endothelium-derived relaxing factor, EDRF). Dopiero w 1987 roku Louise Ignarro zidentyfikował EDRF jako tlenek azotu. Tlenek azotu został cząsteczką 1992 roku, a jego odkrycie zostało uznane za jedno z największych dokonań biologicznych XX wieku. Robert Furchgott za wyjaśnienie roli tlenku azotu jako środka działającego na układ nerwowy sterujący mięśniami gładkimi otrzymał razem z Ignarro i Muradem w 1998 roku Nagrodę Nobla. Badania trójki uczonych przyczyniły się do wynalezienia leku na zaburzenia erekcji – sildenafilu (Viagry). 

Biochemiczne podstawy mechanizmu powstawania NO 

W organizmie tlenek azotu powstaje z grupy guanidynowej z aminokwasu L-argininy w reakcji katalizowanej przez kilka izoform enzymu syntazy tlenku azotu (eNOS). W reakcji konieczna jest obecność tlenu cząsteczkowego i kofaktorów: NADPH, FAD, a także tetrahydrobiopteryny (BH4). Ciekawym faktem jest, że to właśnie za sprawą grupy guanidynowej zawartej w cząsteczce argininy wykazuje ona wpływ na produkcję tlenku azotu. Grupę tę zawiera niewiele związków, do których zaliczamy między innymi: argininę, kreatynę, glikocyjaminę oraz guanidynopropionian. Ten naukowy fakt wyjaśnia, dlaczego tylko niektóre aminokwasy mogą zwiększać produkcję NO, a inne nie mają takiej właściwości. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że powyższe cząsteczki są bardzo blisko spokrewnione z kreatyną – stanowią albo substraty do jej tworzenia, albo są jej półproduktami – wyjaśnia to dlaczego niektórzy sportowcy podczas suplementacji tym środkiem również odczuwają silny efekt pompowania mięśni. Oczywiście jest to uzależnione bardzo dużą czułością receptorową i nie każdy będzie ten efekt odczuwał. W późniejszej części artykułu omówię również popularnie występujące przeszkody towarzyszące często tej reakcji. 

Dlaczego arginina zawojowała suplementację

Gdy w naszym systemie odżywiania zaczyna brakować argininy, zamiast tlenku azotu powstaje anionorodnik ponadtlenkowy, który reaguje z tlenkiem azotu i tworzy związek zaliczany do grupy wolnych rodników. Może on powodować znaczne upośledzenie w obrębie naczyń krwionośnych, co stanowi bardzo niekorzystne zjawisko – światło naczyń krwionośnych nie może się poszerzać, a działanie wolnych rodników prowadzi do uszkodzenia śródbłonka naczyń krwionośnych – co sprzyja chociażby agregacji płytek krwi i cholesterolu, doprowadzając do zatorów oraz nadciśnienia. Na braki argininy w organizmie narażone są szczególnie osoby, które stronią od diety bogatej w białka. U większości osób uwzględniających w swojej diecie mięso, ryby, jaja oraz nabiał, a także odżywki dla sportowców nie obserwuje się niedoboru tego aminokwasu. Suplementacja argininy przywraca zatem właściwy przebieg syntezy tlenku azotu, a co za tym idzie – zapobiega przed zwiększoną zapadalnością na choroby układu sercowo-naczyniowego (w tym miażdżycy oraz nadciśnienia). L-arginina podwyższa poziom niektórych hormonów, które regulują metabolizm (np. hormon wzrostu, insulina, adrenalina), co zwiększa ilość tlenku azotu i polepsza kontrolę przepływu krwi. Zdrowa produkcja tlenku azotu jest decydująca dla każdego procesu wymagającego krążenia krwi. Tlenek azotu przyspiesza gojenie się ran po cięciach, obtarciach, kontuzjach mięśni, ścięgien i więzadeł. Zapobiega także miażdżycy (twardnieniu tętnic), zaburzeniom erekcji i cukrzycy. A co ze sportowcami? Wyniki badań wskazują, że arginina przyjmowana wraz z węglowodanami może wspomagać proces regeneracji u wszystkich sportowców, nie tylko u kulturystów. Chociaż slogany reklamowe boosterów tlenku azotu mówią głównie o niesamowitym uczuciu pompy mięśniowej opisanej przez Arnolda, to działanie tych suplementów wychodzi znacznie ponad ten aspekt. Podczas jednego z wykonanych badań ćwiczącym podawano produkt węglowodanowy lub produkt węglowodanowo-argininowy po jednej, dwóch i trzech godzinach od zakończenia treningu. Suplementy te zawierały 1 g węglowodanów na każdy kilogram masy ciała ćwiczącego lub mieszaninę 1 g węglowodanów i 0,08 g argininy na każdy kilogram masy ciała ćwiczącego. Obserwowany wzrost glikogenu w mięśniach podczas czterogodzinnego procesu regeneracji po treningu był znacznie szybszy u tych sporowców, którym podawano mieszaninę węglowodanowo-argininową. Badacze przypisali takie wyniki zdolności argininy do powiększania biodostępności glukozy, dzięki czemu większe jej ilości zostają przekształcone w glikogen i zmagazynowane w mięśniach. Z tego względu polecam stosowanie boosterów NO wraz z węglowodanami zarówno przed treningiem w celu wzmocnienia pompy mięśniowej, a także bezpośrednio po nim – między innymi dla zwiększenia biodostępności glukozy. Arginina może także pomóc w walce z otyłością. Zapobiega wzrostowi komórek tłuszczowych i stymuluje wzrost wysoce termogenicznej, brunatnej tkanki tłuszczowej, która przyspiesza reakcje spalania kalorii i tłuszczu przez organizm. Dodatkowo arginina działa jak chemiczny sygnał przyspieszający metabolizm.

Wróćmy jednak do zjawiska pompy mięśniowej opisywanej przez Arnolda. Pompa mięśniowa była niegdyś uważana za przejściowy stan fizyczny, w którym mięśnie zostają wypełnione krwią. Wielu czołowych fizjologów uważało, że pompa nie odgrywa żadnej roli w procesie wzrostu mięśni. Kilka lat temu pogląd ten zaczynał się zmieniać.

Wspomniałem wcześniej, że za konwersję L-argininy w tlenek azotu odpowiada enzym zwany syntazą tlenku azotu. Jest on właśnie źródłem tak pożądanej przez nas pompy. Prowadzone obecnie badania sugerują, że NO jest czymś więcej niż tylko wazodylatorem – w rzeczywistości zapoczątkowuje proces hipertrofii mięśniowej. Wcześniejsze eksperymenty pokazały, że skok w produkcji NO prowadzi do uwolnienia czynnika wzrostu hepatocytów (HGF) do macierzy zewnątrzkomórkowej, a następnie do aktywacji komórek satelitarnych odpowiedzialnych za wzrost mięśni. Oznacza to, że nagły wzrost poziomu NO jest w stanie wzmocnić odpowiedź anaboliczną na ćwiczenia. Podanie jej po treningu ma także pozytywne działanie na wyrzut IGF-1 oraz związane z nim długofalowe efekty anaboliczne i stymulację wydzielania testosteronu. Potrzebujemy dalszych badań, aby w pełni ocenić kaskady tych procesów, jednak na dziś wiadomo już, że działanie tlenku azotu wykracza znacznie poza samą pompę mięśniową.

Różne formy argininy

Alfa-ketoglutaran argininy (AAFG) to sól stworzona z aminokwasu argininy i kwasu alfa-ketoglutarowego. Produkty z AAKG wykazują skuteczność w podnoszeniu poziomu hormonów anabolicznych i metabolitów aminokwasów, w tym insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF-1). AAKG działa także antykatabolicznie, wspomagając syntezę białek, a co za tym idzie, wywołuje wzrost mięśni. Badania nad alfa-ketoglutaranem argininy wykazały, że poprawia on zarówno metabolizm aminokwasów (w szczególności argininy), jak i profil elektrolitowy u pacjentów poddanych hemodializie – obydwa te aspekty mogą pomóc kulturystom, którzy bardzo obciążają swój organizm. Dzięki swemu udziałowi w metabolizmie białek alfa-ketoglutaran argininy uznawany jest za produkt zwiększający zarówno procesy anaboliczne, jak i antykataboliczne. Suplementacja tymi związkami powyżej poziomu występującego w normalnej diecie może dodatkowo nasilić te działania.
Choć standardowa arginina stanowi bardziej praktyczny stymulant produkcji hormonu wzrostu, to jednak jej pochodna AAKG lepiej wpływa na rozszerzenie naczyń krwionośnych. Jeśli chcemy zmaksymalizować transport jakiegoś składnika do mięśni poprzez zwiększenie przepływu krwi, to lepiej będzie zastosować alfa-ketoglutaran argininy jako formę bardziej stabilną po strawieniu, w efekcie bardziej efektywną.

Arginina HCl (chlorowodorek argininy) to forma doskonale rozpuszczalna w wodzie, jednak nadaje gorzki smak oraz jest gorzej przyswajalny niż forma argininy sprzężona z kwasem ketoglutarowym.

Jabłczan argininy jest bardzo dobrze biodostępny, łatwo przyswajalny i działa szybko, ale niestety krótko.

Oczywiście mądrym wyjściem będzie połączenie estru działającego bardzo szybko z tym, który działa wolniej, lecz stabilniej. Najrozsądniejszym wyjściem będzie połączenie jabłczanu cytruliny z alfa-ketoglutaranem argininy. Nic dziwnego, że większość produktów sprzedawanych jako suplementy ma kilka form argininy w składzie. 

Cytrulina 

Cytrulina uczestniczy w syntezie mediatora w postaci tlenku azotu i w warunkach wysiłkowych ułatwia jego wytwarzanie. Jednocześnie wspólnie z adenozynotrójfosforanem (ATP) bierze udział w akcie skurczu włókien mięśniowych. Cytrulina to także podstawowy prekursor kreatyny przekształcany w argininę i glikocyjaminę. Wpływa ona na wzrost tempa syntezy fosfokreatyny. Należy ponadto do tzw. puli azotu niebiałkowego, która powstaje w efekcie katabolizmu białek mięśniowych. W rezultacie substancja ta wykazuje silną aktywność antykataboliczną. 

Badania dowodzą, że jabłczan cytruliny może zmniejszyć uczucie zmęczenia podczas wyczerpującego treningu. Według danych naukowych suplementacja jabłczanem cytruliny zwiększyła produkcję ATP o 34% w wyniku reakcji utleniania, a tempo regeneracji fosfokreatyny o 20%. Autorzy tego badania doszli do wniosku, że zmiany w metabolizmie mięśniowym wywołane podawaniem jabłczanu cytruliny wskazują, że może on sprzyjać produkcji energii w wyniku reakcji utleniania. Omawiany suplement zwiększa wytrzymałość poprzez szereg odrębnych mechanizmów. Po pierwsze, poprawia on wydalanie jonów hydroniowych będących produktem rozpadu ATP w ramach intensywnego wysiłku i amoniaku z krwi podczas treningu. Ponadto jabłczan cytruliny w połączeniu z argininą może skutkować rozszerzeniem naczyń krwionośnych, co także poprawia wytrzymałość i zmniejsza poczucie zmęczenia. Jedyną istotną wadą tego suplementu jest dawka, jaką trzeba spożyć, by zaobserwować pozytywne rezultaty. W przypadku podania samego jabłczanu cytruliny trzeba często przyjąć przynajmniej 6 g w porcji. Możemy przyjmować jabłczan cytruliny, dzieląc dawki na poranną (3 g) i wieczorną lub przedtreningową. Taka ilość wystarczy na początek, aby dostrzec jakiekolwiek efekty. Jeżeli nasz organizm będzie tolerował takie dawkowanie, w późniejszych etapach będziemy mogli zwiększyć dzienną dawkę do 10 g. Powinniśmy zauważyć efekty już po dwóch czy trzech treningach, kiedy w naszym organizmie zwiększy się poziom krwi. Jabłczan cytruliny fantastycznie sprawdza się, jeżeli chcemy poprawić regenerację między treningami, a jeszcze lepiej, jeżeli mamy zamiar zmniejszyć zmęczenie podczas sesji cardio, ponieważ poprawia on naszą kondycję i wytrzymałość. 

Zagrożenia dla procesu produkcji NO

Wspomniałem już, że jednym z zagrożeń dla produkcji tlenku azotu jest zbyt mała ilość argininy w diecie, co powoduje zaburzenie produkcji NO na drodze konkurencji z anionorodnikiem ponadtlenkowym o syntazę tlenku azotu (eNOS). Stres oksydacyjny jest uważany za jeden z kluczowych zagrożeń w tej reakcji, dlatego też obserwujemy pozytywne efekty połączenia argininy i cytruliny z substancjami o działaniu niwelującym wolne rodniki. 

Związek ten może działać poprzez zwiększanie kontroli przepływu krwi, uwalnianie hormonu wzrostu lub poprawę funkcjonowania komórek wyściełających naczynia krwionośne. Obiecujące efekty wspomagania eNOS wykazał także preparat o nazwie ViNitrox, składający się z połączenia ekstraktu z winogron oraz jabłek o ściśle zachowanych proporcjach. W przeprowadzonych badaniach okazało się, że ze wszystkich mieszanek najbardziej wspierał on działanie syntazy tlenku azotu, głównie poprzez blokowanie reaktywnych form tlenu działających negatywnie na stężenie eNOS i produkcji tlenku azotu. 
Kolejnym zagrożeniem jest stymulacja enzymów o nazwie iNOS oraz cNOS, które w niektórych przypadkach zmniejszają reakcję organizmu na podaną argininę już po kilku porcjach. Skutkiem tego produkcja endogennego tlenku azotu zostaje w znacznej mierze zablokowana i naczynia krwionośne nie podlegają już takiemu efektowi rozszerzenia. Działanie iNOS ogranicza syntezę tlenku azotu poprzez wzrost wytwarzania ADMA (asymetrycznej dimetyloargininy). Pocieszającą informacją jest to, że proces ten da się kontrolować, chociażby poprzez wiązanie argininy z estrem alfa-ketoglutaranu, dodatek antyoksydantów lub agmatyny. Dzięki zahamowaniu tego procesu degradacja argininy i wytwarzanie ilości tlenku azotu nie ulega zmniejszeniu, nawet podczas długotrwałego ich stosowania, co jest bardzo dobrą informacją dla osób, które stosują stałą suplementację argininą celem obniżenia ciśnienia krwi. 

Jednymi z największych wrogów działania eNOS jest częste współwystępowanie następujących czynników: stres oksydacyjny, wysoki poziom kwasu moczowego oraz problemy z gospodarką cukrową. Tak więc osoby insulinooporne lub takie, które cierpią na stany przedcukrzycowe, mogą mieć również kłopoty z nadciśnieniem, pompą mięśniową podczas treningów, ale także mogą być nękane przez zaburzenia erekcji. Dokładnie takie same symptomy mogą manifestować się w przypadku dny moczanowej lub zbyt niskiej ilości stosowanych antyoksydantów w porównaniu do powstających na bieżąco uszkodzeń wolnorodnikowych.

Istotnym problemem jest również niedobór wspomnianych wcześniej kofaktorów: NADPH, FAD, a także tetrahydrobiopteryny (BH4). Ciekawym zagadnieniem jest również zapas neuroprzekaźnika o nazwie agmatyna. Jest ona neuromodulującym metabolitem argininy, który charakteryzuje się właśnie zdolnością do antagonizmu receptorów NMDA układu glutaminergicznego. 

Pomoc ze strony antyoksydantów

Chociaż na co dzień zwracam uwagę na to, aby dieta sportowca zawierała maksymalnie dużo produktów pochodzenia zwierzęcego, które cechują się najwyższą przyswajalnością, to nie wolno zapomnieć o mocy tkwiącej w roślinach. Wiele dobroczynnych w swoim działaniu związków nie można zsyntetyzować w organizmie zwierzęcym. Mamy natomiast możliwość przyswajania ich z produktów roślinnych. Obecnie wiele mówi się o wpływie antyoksydantów i nutraceutyków w aspekcie diety sportowca. W tym artykule chcemy poruszyć rolę polifenoli. 

Dla intensywnie trenujących sportowców w charakterze szybkościowo-siłowym dieta wegańska nie byłaby najlepszym pomysłem. Nie możemy jednak zapomnieć o tym, że wiele substancji w nich zawartych przyczynia się do prawidłowego wzrostu komórek, chroni przed nowotworami i działa tonizująco na pracę serca oraz układu nerwowego. Do składników aktywnych zgromadzonych w roślinach możemy zaliczyć kwas foliowy, witaminy o charakterze antyoksydacyjnym – A, E oraz C. 

Do największej grupy przeciwutleniaczy zaliczamy polifenole – są to bardzo obiecujące związki, cenione nie tylko za silne właściwości antyoksydacyjne. Do tej bardzo szerokiej grupy zaliczane są pochodne kwasu dihydroksybenzoesowego i kwasu dihydroksycynamonowego, pochodne flawonu oraz flawonoidy i izoflawonoidy, jak również pochodne stilbenu, katechiny, kumaryny, antocyjany, lignany, ligniny i wiele innych substancji. Polifenole są bardzo silnie rozpowszechnione w świecie roślinnym. Nic dziwnego, skoro grupa związków jest tak olbrzymia. Występują one w owocach, warzywach, napojach pochodzenia roślinnego, a także w przyprawach i lekach roślinnych. Bogatym źródłem polifenoli są takie owoce: aronia, wiśnie, czarna porzeczka, jabłka, cytrusy, jagody, winogrona i kiwi. Wśród warzyw największą ilością polifenoli cieszą się: sałata, kapusta, cebula, szpinak, brokuły, papryka i czosnek. Spore ilości polifenoli zawierają nasiona zbóż, orzechy i rośliny strączkowe. Wśród napojów znaczną zawartością wyróżniają się: zielona herbata, czerwone wino, kawa oraz kakao.

Polifenole działają głównie przeciwutleniająco i przerywają reakcje łańcuchowe tworzenia się wolnych rodników, a także zapobiegają tworzeniu się...