Kreatyna – mechanizm działania, badania, dawkowanie

Kreatyna to aminokwas, który ulega przemianie w fosfokreatynę, w wyniku fosforylacji z udziałem kinazy kreatynowej.

Fosfokreatyna przyczynia się do odnowy, obecnego w komórkach adenozynotrójfosforanu (ATP), który jest głównym nośnikiem energii w strukturach komórkowych i tkankowych.28 Ilość ATP i fosfokreatyny potrzebnej do resyntezy tego związku, jest szczególnie istotna w wysiłkach o maksymalnej intensywności, trwających 6 – 8 sekund i limituje ilość wykonanej pracy. Zatem zwiększenie stężenia fosfokreatyny w mięśniach staje się sprawą kluczową dla sportowca. Kreatyna aktywuje też powstanie komórek satelitarnych, warunkujących tempo wzrostu mięśni.

Naukowcy rozpatrują mechanizm działania tego związku na wydajność sportowca w następujących aspektach:

  1. Wzrost wewnątrzmięśniowego poziomu kreatyny i fosfokreatyny.
  2. Szybsza resynteza fosfokreatyny.
  3. Wzrost wydajności metabolicznej.
  4. Wzrost tempa adaptacji do treningu.

Każdy z mechanizmów działania został potwierdzony wieloma niezależnymi badaniami, więc nie ma wątpliwości, że podane efekty faktycznie mają miejsce przy suplementacji kreatyną. Doświadczenia naukowców prowadzone na ludziach, odnoszące się do 1., 2. i 3. mechanizmu dowiodły, że suplementacja kreatyną wpłynęła na wzrost wewnątrzmięśniowego poziomu kreatyny, fosfokreatyny i zwiększenie tempa resyntezy fosfokreatyny zarówno przy krótkotrwałej suplementacji (5 – 6 dni, 20 g monohydratu kreatyny dziennie)6 13 jak i długotrwałej (10 tygodni, 5 g dziennie)108. Dodatkowo w jednym z tych badań zaobserwowano zmniejszenie ilości wydzielonego kwasu mlekowego po wysiłku i wzrost masy ciała6.

Dowiedziono także wzrostu wydajności metabolicznej – badani byli w stanie łatwiej utrzymać moc na wysokim poziomie podczas 10 – sekundowej próby6. W drugim badaniu13 wzrost wydajności objawiał się 4% zwiększeniem sumy wykonanej pracy podczas dwóch 30 – sekundowych serii izokinetycznego ćwiczenia na rowerze stacjonarnym. Dodatkowo w tym doświadczeniu dowiedziono, że poziom fosfokreatyny wzrósł zarówno we włóknach typu I i II.

Jednak kreatyna wywiera silniejszy wpływ na włókna mięśniowe II typu – szybkokurczliwe (FT- Fast Twitching) odpowiadające w dużej mierze za siłę i masę mięśniową, niż włókna I typu – wolnokurczliwe (ST – Slow Twitching) odpowiadające za wytrzymałość mięśni.23 Dlatego też bardziej wskazana będzie dla zawodników sportów sylwetkowych, siłowych lub sprinterów niż np. pływaków, kolarzy czy biegaczy długodystansowych. Dodatkowo suplementacja może wiązać się z przyrostem wagi zawodnika, co nie jest wskazane w dyscyplinach wytrzymałościowych. Jednak jako, że w dyscyplinach długodystansowych nie jest ważna jedynie wytrzymałość, ale również m.in. szybkość, przyjmowanie kreatyny znajduje również tam swoje zastosowanie.

W badaniu kontrolowanym placebo, przeprowadzonym na wysokiej klasy wioślarzach wykazano, że przyjmowanie 20 g kreatyny dziennie przez 6 dni doprowadziło do 3 – sekundowego skrócenia czasu przepłynięcia 2000 m. (Nagasawa, 2001). Natomiast przyjmowanie przez niewytrenowane kobiety i mężczyzn 20 g kreatyny przez 7 dni przed 20 minutowym testem, obejmującym jazdę na rowerze do wyczerpania, spowodowało wydłużenie się czasu przejazdu o 6 % oraz przy niższym tętnie i mniejszym zużyciu tlenu. (Nelson, 2000). Suplementacja kreatyną (20 g monohydratu kreatyny przez 5 dni) zwiększyła również maksymalną pojemność anaerobową (wydolność beztlenową) u biegających mężczyzn.32

Ostatnim rozpatrywanym mechanizmem jest wzrost tempa adaptacji do wysiłku fizycznego. Wzrost masy mięśniowej, siły czy skrócenie czasu sprintu jest między innymi spowodowane właśnie przystosowaniem się organizmu do narzucanych obciążeń treningowych. Badania wykazały, że 9-dniowa suplementacja monohydratem kreatyny w dawce 21 g dziennie przyczyniła się do skrócenia czasu sprintu u zawodniczek pływania.38

Inne badanie oparte na 28 – dniowej suplementacji 20 g monohydratu kreatyny dowiodło m.in. 18% poprawy w teście Wingate’a, 6 % zwiększenia siły w wyciskaniu sztangi z klatki piersiowej z ciężarem maksymalnym (średnio 8,2 kg więcej) i wykonania 26 % więcej powtórzeń z ciężarem 70 % CM (średnio 4 powtórzenia więcej). Konkluzją badania był fakt, że suplementacja kreatyną przełożyła się na wykonanie większej pracy mięśniowej, która pozwoliła na wywołanie większych przeciążeń mięśni, a to wspomogło procesy adaptacyjne w strukturze i funkcji mięśni.26

W badaniu z 2012r. natomiast, przyjmowanie monohydratu kreatyny (20 g dziennie przez 7 dni) skutkowało wzrostem mocy mięśni o 5,4 % (test Wingate’a) przy braku zmian w ich sile (próba siłowa z maksymalnym obciążeniem).119 Prawdopodobnie 7-dniowa suplementacja jest wystarczająca do zwiększenia ilości fosfokreatyny w mięśniach i tym samym ich mocy, jednak aby doszło do zwiększenia siły potrzebne są dodatkowe zmiany adaptacyjne w tkance mięśniowej.

Biorąc pod uwagę efekt suplementacji kreatyną na przyrost masy mięśniowej, nie bez znaczenia pozostaje badanie, w którym dowiedziono, że trening oporowy powoduje obniżenie poziomu miostatyny w surowicy. Po zastosowaniu dodatkowej suplementacji kreatyną, poziom tego białka ograniczającego przyrost mięśni, uległ jeszcze większemu obniżeniu.93 Wynik tego badania może sugerować, że suplementacja kreatyną może wspomagać budowę beztłuszczowej masy ciała.

Większość badań nad kreatyną, w których oznaczany był skład ciała badanych wykazało wpływ suplementacji na przyrost całkowitej i beztłuszczowej masy ciała.
W przypadku krótkotrwałej suplementacji, tj. 5 – 7 dni po 20 – 25 g monohydratu kreatyny na dobę, przeciętny wzrost masy ciała wyniósł 0,7 – 1,6 kg. Długotrwała suplementacja, trwająca 7 – 140 dni gdzie testujący otrzymywali monohydrat kreatyny w dawce 20 – 25 g przez 5 – 7 dni oraz 2 – 25 g przez dalszy okres wykazywały średnio o 0,8 – 3 kg większy przyrost beztłuszczowej masy ciała niż grupa placebo. Badania te dowiodły wpływu suplementacji monohydratem kreatyny na nasilenie hipertrofii mięśniowej.66

Już dużo starsze badania potwierdziły, że kreatyna ma kluczową rolę w chemicznym sygnałowaniu aktywującym syntezę białek kurczliwych poprzez hipertrofię.54 55 56

W jednym z najnowszych badań dotyczących wpływu czasu przyjęcia kreatyny (5 g przed lub 5g po treningu przez 4 tygodnie), na skład ciała i siłę wykazano, że przyjęcie dawki suplementu po treningu wywiera większy wpływ na podane parametry. W grupie przyjmującej kreatynę przed treningiem beztłuszczowa masa ciała wzrosła o średnio 0,9 kg (± 1,8 kg), a siła w wyciskaniu sztangi z klatki piersiowej leżąc wzrosła przeciętnie o 6,6 kg (± 8,2 kg). Z kolei w grupie przyjmującej kreatynę bezpośrednio po treningu wyniki wzrosły odpowiednio o 2,0 kg (± 1,2 kg) i 7,6 kg (± 6,1 kg).2 Na uzyskany efekt prawdopodobnie ma wpływ zwiększone ukrwienie mięśni po treningu, co ułatwia dotarcie kreatyny do komórek mięśniowych.

COMS i KMPKOl zaklasyfikowały suplement do grupy A, oznaczającej, że wyniki wyselekcjonowanych badań jednoznacznie potwierdzają skuteczność suplementu we wspomaganiu wysiłku fizycznego i jest on suplementem rekomendowanym.67 Z badań uznanych przez organizacje za wiarygodne, trzy dowiodły wpływu suplementacji kreatyną na poprawę składu ciała, w tym przyrost beztłuszczowej masy ciała.

Pierwsze z nich, oparte na meta-analizie, dowiodło wpływu suplementacji kreatyną na zwiększenie beztłuszczowej masy ciała (przy czym większe zmiany wykazano przy krótkotrwałej suplementacji) i nie dowiodło wpływu na wydajność podczas biegu lub pływania.10

W kolejnym wartościowym badaniu przyjmowanie kreatyny (20 g dziennie przez 5 dni i 2 g dziennie przez 6 tygodni) naukowcy doszli do podobnych wniosków, czyli wykazano przyrost beztłuszczowej masy ciała i brak wpływu na wydajność podczas ćwiczeń na rowerze.106

W ostatnim z wybranych badań 32 wytrenowanych mężczyzn przez 5 dni otrzymywało 20 g kreatyny i 180 g dekstrozy dziennie (grupa placebo dostawała 200g dekstrozy dziennie), przy treningu polegającym na wykonaniu 5 izometrycznych powtórzeń wyciskania sztangi z klatki piersiowej leżąc na ławce poziomej, z maksymalnym możliwym obciążeniem. W porównaniu do grupy placebo, grupa przyjmująca kreatynę osiągnęła znacząco większy przyrost masy ciała, beztłuszczowej masy ciała, siły szczytowej i siły całkowitej.63

Kreatyna oprócz swojego wpływu na parametry sportowca wykazuje szerokie działanie prozdrowotne. Dowiedziono, że w chorobach, przy których dochodzi do utraty mięśni, kreatyna pozwala podnieść zaniżony przez stan chorobowy poziom fosfokreatyny i ATP. Pomaga zachować siłę i wytrzymałość u osób starzejących się.11 Ponad to wykazuje działanie antyoksydacyjne, minimalizując szkodliwe efekty, powstałych w wyniku intensywnego treningu, wolnych rodników i pomaga w stabilizacji poziomu żelaza i kwasu moczowego.7

Na rynku suplementacyjnym występuje kilka form kreatyny, które według reklam mają przynosić lepsze rezultaty niż monohydrat kreatyny, przy czym są kilkukrotnie droższe niż standardowa forma monohydratu. Na początku trzeba zaznaczyć, że poszczególne formy kreatyny, różnią się zawartością samej kreatyny w uzyskanej molekule (tab. 3.1.).

Nazwa polska Nazwa międzynarodowa Zawartość kreatyny (%) Różnica względem monohydratu (%)
Kreatyna Bezwodna Creatine anhydrous 100.0 +13.8
Monohydrat Kreatyny Creatine monohydrate 87.9 0
Ester Etylowy Kreatyny Creatine ethyl ester 82.4 −6.3
Jabłczan Tri-Kreatyny Creatine malate (3:1) 74.7 −15.0
Metylowy Ester Kreatyny HCl Creatine methyl ester HCl 72.2 −17.9
Cytrynian Kreatyny Creatine citrate (3:1) 66 −24.9
Jabłczan Dwu-Kreatyny Creatine malate (2:1) 66 −24.9
Pirogronian Kreatyny Creatine pyruvate 60 −31.7
Alfa Amino-Maślan Kreatyny Creatine α-amino butyrate 56.2 −36.0
Alfa-Ketoglutaran Kreatyny Creatine α-ketoglutarate 53.8 −38.8
Fosforan Sodowy Kreatyny Sodium creatine phosphate 51.4 −41.5
Taurynat Kreatyny Creatine taurinate 51.4 −41.6
Piroglutaminian Kreatyny Creatine pyroglutamate 50.6 −42.4
Ketoizokaproat Kreatyny Creatine ketoisocaproate 50.4 −42.7
Orotan Kreatyny Creatine orotate (3:1) 45.8 −47.9
Carnitine creatinate 44.9 −49.0
Dekanian Kreatyny Creatine decanoate 43.4 −50.7
Glukonat Kreatyny Creatine gluconate 40.2 −54.3

Tabela 3.1. Zawartość kreatyny w jej poszczególnych formach
Źródło: opracowanie na podstawie: Jäger i wsp. (2011)

Według tabeli, przykładowo zakładając taką samą przyswajalność monohydratu kreatyny i dekanianu kreatyny, należałoby przyjmować dwukrotnie wyższe dawki dekanianu aby nasycić mięśnie kreatyną równie szybko, jak w przypadku suplementacji monohydratem kreatyny.

Jedną z najnowszych form kreatyny jest Kre-Alkalyn, będący tzw. buforowaną kreatyną, która ma nie przemieniać się w nieaktywną kreatyninę (metabolit kreatyny) w żołądku, nie gromadzić wody podskórnej i przynosić efekty monohydratu przy znacznie mniejszej dawce. Jednak nie zostało to potwierdzone w niezależnym badaniu, nawet gdy używano równie wysokiej dawki Kre-Alkalynu, co monohydratu kreatyny. Nie wykazano różnić w takich parametrach jak masa ciała, beztłuszczowa masa ciała, masa tłuszczu, procent tkanki tłuszczowej, całkowita masa wody czy siła maksymalna przy wyciskaniu jedną nogą.57 Podobne wnioski wyciągnięto w badaniach nad fosforanem kreatyny86 i chelatem magnezowym kreatyny94 – nie wykazano istotnych różnic w efektywności obu form kreatyny. Z kolei badania porównujące działanie monohydratu kreatyny do cytrynianiu kreatyny36 i etylowego estru kreatyny100, wykazały lepsze działanie standardowej formy suplementu. Dodatkowo etylowy ester kreatyny wykazywał silną konwersję kreatyny do kreatyniny, co wskazuje na to, że jest słabo przyswajalny.

Przyjęło się, że kreatynę należy brać cyklicznie. Można wyróżnić dwie podstawowe metody rozkładu dawek kreatyny podczas cyklu suplementacji – z fazą nasycenia lub bez fazy nasycenia. W fazie nasycenia należy brać 20 – 30 g kreatyny (0,3 g / kg m.c.) przez 5 – 6 dni. To pozwala na osiągnięcie maksymalnej koncentracji kreatyny w mięśniach.5 43 Po przeprowadzeniu fazy ładowania wystarczy przyjmować ją w dawce 0,03 g / kg m.c., aby utrzymać wysoki poziom koncentracji w mięśniach.52 Dodatkowo w fazie ładowania lepiej rozłożyć dzienną dawkę np. na 4 – 6 mniejszych porcji43 w ciągu dnia i przyjmować suplement razem z węglowodanami prostymi lub posiłkami o wysokim indeksie glikemicznym, ze względu na pozytywne działanie wydzielonej wówczas insuliny na transport substancji do mięśni.

Istnieje również przekonanie, że korzystniej jest stosować kreatynę cyklicznie, niż w ciągłej suplementacji, ponieważ z czasem zauważalne są coraz mniejsze efekty działania suplementu i jest to nieopłacalne41. Zatem według starszych źródeł zaleca się, po odbyciu fazy nasycenia (~5 – 6 dni) i fazy podtrzymania (~28 dni), zastosować fazę wypłukania mięśni z kreatyny (~21 dni), po czym można ponownie rozpocząć cały cykl. Nie jest to jedyny sposób stosowania kreatyny – często zaleca się suplementację w ilości 3 – 10g dziennie przez 6 – 10 tygodni, przy której nasycenie mięśni nastąpi odpowiednio później, niż przy stosowaniu fazy nasycenia. Jak pokazują badania oba sposoby są dobre i końcowo uzyskany efekt suplementacji będzie podobny.85 52

Źródła:

• 2. Antonio J., Ciccone V. (2013): The effects of pre versus post workout supplementation of creatine monohydrate on body composition and strength. J Int Soc Sports Nutr, 10: 36.
• 5. Balsom P., Soderlund K., Ekblom B., (1994): Creatine in humans with special reference to creatine supplementation. Sports Med, 18: 268–280.
• 6. Balsom P., Soderlund K., Sjodin B., Ekblom B. (1995): Skeletal muscle metabolism during short duration high-intensity exercise: influence of creatine supplementation. Acta Physiologica Scandinavica, 1154: 303-310.
• 7. Barros M., Ganini D., Lorenço-Lima L., Soares C., Pereira B., Bechara E., Silveira L., Curi R., Souza-Junior T. (2012): Effects of acute creatine supplementation on iron homeostasis and uric acid-based antioxidant capacity of plasma after wingate test. The Journal of the International Society of Sport Nutrition, 9: 25.
• 10. Branch J. (2003): Effect of creatine supplementation on body composition and performance: a meta-analysis. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 13: 198–226.
• 11. Brink W. (2010): Kreatyna nie tylko dla kulturystów. Perfect Body, 6: 22-26.
• 13. Casey A., Constantin-Teodosiu D., Howell D., Hultman E., Greenhaff P. (1996): Creatine ingestion favorably affects performance and muscle metabolism during maximal exercise in humans. American Journal of Physiology, 271: 31-37.
• 23. Delavier F., Gundill M. (2010): Suplementy żywnościowe dla sportowców. JK, Łódź, 61-63.
• 26. Earnest C., Snell P., Rodriguez R., Almada A., Mitchell T. (1995): The effect of creatine monohydrate ingestion on anaerobic power indices, muscular strength and body composition. Acta Physiologica Scandinavica, 153: 207-209.
• 28. Elaine B., Feldman M. (1999): Creatine: A Dietary Supplement and Ergogenic Aid. Nutrition Reviews, 57:2: 45-50.
• 32. Fukuda D., Smith A., Kendall K., Dwyer T., Kerksick C., Beck T., Cramer J., Stout J. (2010): The effects of creatine loading and gender on anaerobic running capacity. J Strength Cond Res, 24(7): 1826-1833.
• 36. Greenwood M., Kreider R., Earnest C., Rasmussen C., Almada A. (2003): Differences In Creatine Retention Among Three Nutritional Formulations Of Oral Creatine Supplements. JEPonline, 6(2): 37-43.
• 38. Grindstaff P., Kreider R., Bishop R., Wilson M., Wood L., Alexander C., Almada A. (1997): Effects of creatine supplementation on repetitive sprint performance and body composition in competitive swimmers. Int J Sport Nutr. 7(4): 330-46.
• 41. Haff G., Kirksey B., Stone M. (1999): Creatine Suplementation. National Strength & Conditioning Association, 21:4: 13–23.
• 43. Harris R., Soderlund K., Hultman E. (1992): Elevation of creatine in resting and exercised muscle of normal subjects by creatine supplementation. Clin. Sci. (Colch), 83: 367-374.
• 52. Hultman E., Söderlund K., Timmons J., Cederblad G., Greenhaff P. (1996): Muscle creatine loading in men. J Appl Physiol, 81(1): 232-237.
• 54. Ingwall J., Morales M., Stockdale F. (1972): Creatine and the control of myosin synthesis in differentiating skeletal muscle. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69: 2250-2253
• 55. Ingwall J., Morales M., Stockdale F., Wildenthal K. (1975): Creatine: A possible stimulus skeletal cardiac muscle hypertrophy. Recent Adv. Stud. Cardiac Struct. Metab, 8: 467-481.
• 56. Ingwall J., Weiner C., Morales M., Davis E., Stockdale F. (1974): Specificity of creatine in the control of muscle protein synthesis. J.Cell Biol, 62: 145-151.
• 57. Jagim A., Oliver J., Sanchez A., Galvan E., Fluckey J., Riechman S., Greenwood M., Kelly K., Meininger C., Rasmussen C., Kreider R. (2012): A buffered form of creatine does not promote greater changes in muscle creatine content, body composition, or training adaptations than creatine monohydrate. J Int Soc Sports Nutr, 9(1): 43.
• 63. Kilduff L., Vidakovic P., Cooney G., Twycross-Lewis R., Amuna P., Parker M., Paul L., Pitsiladis Y. (2002): Effects of creatine on isometric bench-press performance in resistancetrained humans. Med Sci Sports Exerc, 34(7): 1176-1183.
• 66. Kreider R. (1998): Creatine: The Ergogenic / Anabolic Supplement. Mesomorphosis Magazine. http://www.thinkmuscle.com/articles/kreider/creatine.htm
• 67. Krzysztofiak H., Krzywański J., Frączek B., Podkowska J., Misiorowska J., Chłoń K., Parol D., Zembroń-Łacny A., Szyguła Z., Malczewska J. (2012): Wspólne Stanowisko Centralnego Ośrodka Medycyny Sportowej i Komisji Medycznej Polskiego Komitetu Olimpijskiego: Stosowanie suplementów diety i żywności funkcjonalnej w sporcie. Rekomendacje dla polskich związków sportowych. Warszawa. 11-13, 15-19, 22-27.
• 85. Pearson D., Hambx W., Derek G.; Harris T. (1999): Long-Term Effects of Creatine Monohydrate on Strength and Power. Journal of Strength & Conditioning Research.
• 86. Peeters B., Lantz C., Mayhew J. (1999): Effect of Oral Creatine Monohydrate and Creatine Phosphate Supplementation on Maximal Strength Indices, Body Composition, and Blood Pressure. Journal of Strength & Conditioning Research.
• 93. Saremi A., Gharakhanloo R., Sharghi S., Gharaati M., Larijani B., Omidfar K. (2010): Effects of oral creatine and resistance training on serum myostatin and GASP-1. Mol Cell Endocrinol, 317(1-2): 25-30.
• 94. Selsby J., DiSilvestro R., Devor S. (2004): Mg2+-creatine chelate and a low-dose creatine supplementation regimen improve exercise performance. J Strength Cond Res, 18(2): 311-315.
• 100. Spillane M., Schoch R., Cooke M., Harvey T., Greenwood M., Kreider R., Willoughby D. (2009): The effects of creatine ethyl ester supplementation combined with heavy resistance training on body composition, muscle performance, and serum and muscle creatine levels. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 6: 6.
• 106. Van Loon L., Oosterlaar A., Hartgens F., Hesselink M., Snow R., Wagenmakers A. (2003): Effects of creatine loading and prolonged creatine supplementation on body composition, fuel selection, sprint and endurance performance in humans. Clin Sci (Lond), 104(2): 153-162.
• 108. Vandenberghe K., Goris M., Van Hecke P., Van Leemputte M., Vangerven L., Hespel P. (1997): Long-term creatine intake is beneficial to muscle performance during resistance training. Journal of Applied Physiology, 83: 2055-2063.
• 119. Zuniga M., Housh T., Camic C., Hendrix R., Mielke M., Johnson G., Housh D., Schmidt R. (2012): The Effects of Creatine Monohydrate Loading on Anaerobic Performance and One-Repetition Maximum Strength. The Journal of Strength and Conditioning Research. 26: 1651-1656.

Autorem powyższego artykułu jest Patryk Bielawski. Tekst jest częścią pracy dyplomowej wykonanej pod kierunkiem dr hab. Wiesława Ziółkowskiego pt.” Suplementy diety potencjalnie wpływające na przyrost beztłuszczowej masy ciała w systemie żywienia zawodników sportów sylwetkowych”. Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie, powielanie i wykorzystywanie (w całości lub we fragmentach) bez zgody autora zabronione.