Beta-alanina – informacje, mechanizm działania, badania, dawkowanie

β-alanina (kwas 3-aminopropionowy) jest naturalnie występującym aminokwasem, z grupą aminową znajdującą się w pozycji „beta”. W przeciwieństwie do L-alaniny nie występuje w białkach mięśniowych jako budulec. Z pożywienia może zostać dostarczona z drobiu, wieprzowiny, wołowiny i ryb w postaci dwupeptydów: karnozyny (β-alanylo-L-histydyny), anseryny (β-alanylo-3-metylo-L-histydyny) i baleniny (β-alanylo-1-metylo-L-histydyny).

Beta-alanina razem z aminokwasem histydyną pozwalają zsyntezować dipeptyd karnozyny spełniający funkcję naturalnego bufora kwasu mlekowego. Karnozyna ma więc wpływ na utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej w pracujących mięśniach, co teoretycznie pozwala na wydłużenie wysiłku fizycznego i tym samym zwiększenie efektywności treningu. Szybkie przetransportowanie kwasu mlekowego do wątroby pozawala na efektywną, potreningową odbudowę zasobów energetycznych.

Karnozyna kumuluje się w tkance mięśniowej, a największa jej ilość znajduje się w białych włóknach mięśniowych (szybkokurczliwych), mających duże znaczenie w sportach sylwetkowych i siłowych, jak też np. sprintach. Suplementacja karnozyną jest mało opłacalna, ponieważ surowiec jest kosztowny i według szacunków przyswajalny w około 60%.⁴⁰ W żywności znajdują się jedynie niewielkie ilości beta-alaniny, więc aby efektywnie zwiększyć ilość karnozyny w mięśniach trzeba rozważyć opcję suplementacji beta-alaniną.

Hipotetyczne działanie beta-alaniny sprowadza się do zwiększenia mocy eksplozywnej mięśni, wzrostu masy mięśniowej, anaerobowej i aerobowej wytrzymałości oraz podniesienia wydajności przemian metabolicznych, co skutkuje wydłużeniem czasu podjętego wysiłku fizycznego.

Suplementy beta-alaniny znane są z tego, ze wywołują mrowienie skóry (parestezję), szczególnie na twarzy, w okolicach ust i uszu. Dzieje się tak prawdopodobnie ze względu wywieranego wpływu na receptory nerwowe i impulsację tkanek pobudliwych (beta-alanina uznawana jest za neurotransmiter). Podobny efekt uboczny można zaobserwować po suplementacji niacyną (Wit. B₃ – PP) lub GABA (kwasem gamma-masłowym) w dużych dawkach. Osobom którym taki efekt przeszkadza zaleca się podzielenie dawki suplementu na 2 – 3 porcje dziennie lub spożywanie suplementu razem z jedzeniem.

Naukowcy szacują, że ilość karnozyny w mięśniach człowieka wynosi przeciętnie 15 – 40 mmol / kg suchej tkanki mięśniowej. Okazuje się, że suplementacja beta-alaniną może znacznie podnieść jej poziom. Badacze udowodnili, że 4 – tygodniowa suplementacja beta-alaniną w dawce 3,2 g dziennie pozwoliła na podwojenie (ponad 50 % wzrostu) ilości karnozyny zgromadzonej w mięśniach. Dało to duże nadzieje jeżeli chodzi o wspomaganie sportowców w zakresie zwiększenia siły i poprawy wydajności podczas treningu. 4 – tygodniowy test z udziałem kolarzy wykazał, że suplementacja beta-alaniną ma rzeczywisty wpływ na wzrost mocy (o 13 %), tzw. mocy szczególnej (o 11 %) i mocy średniej (o 5 %). Bez względu czy wykonywana na treningach praca miała charakter tlenowy (kolarze), czy beztlenowy (kulturyści) wykazuje się, że suplementacja wywołała zmniejszenie zmęczenia, wydłużenie czasu i objętości treningu, jak też sumy wykonanej pracy.⁴⁰

W innym badaniu dowiedziono, że przyjmowanie beta-alaniny (6,6 g dziennie przez 4 tygodnie) prowadziło do wydłużenia czasu (o 9,7 sekundy), w którym dało się utrzymać skurcz izometryczny (zwiększenie napięcia bez zmiany długości mięśnia) podczas wyprostu nogi. Efekt ten przypisuje się podwyższeniu poziomu karnozyny i lepszej regulacji kwasów w mięśniach.⁹¹

Beta-alanina została zakwalifikowana przez COMS i KMPKOl do grupy B co oznacza, że nie jest suplementem rekomendowanym do użytku z powodu braku wystarczającej ilości wiarygodnych badań.⁶⁷ Jednak w czterech badaniach wykazano korzystny wpływ suplementacji beta-alanią na poprawę składu ciała.

W pierwszym z nich, jako że beta-alanina wykazuje działanie buforujące względem jonów wodorowych (H+), naukowcy postanowili sprawdzić jaki efekt przyniesie jej suplementacja przy treningu interwałowym o wysokiej intensywności (HIIT). Buforujące właściwości beta-alaniny teoretycznie powinny pozwolić na zmniejszenie zmęczenia mięśni i wydłużenie czasu wysiłku. Badani (2 grupy po 18 osób) przyjmowali 6 g beta-alaniny dziennie (4 razy po 1,5 g) przez 21 dni i następnie 3 g (2 razy po 1,5 g) przez kolejne 21 dni. Suplementacja wpłynęła na większą poprawę parametrów wydolnościowych (pułapu tlenowego, czasu wysiłku do wyczerpania, progu beztlenowego i całkowitej wykonanej pracy) niż w grupie kontrolnej. Po zakończeniu całego badania (6 tygodni) wykazano, że masa ciała badanych wzrosła średnio o 1 kg z czego 0,8 kg stanowiła beztłuszczowa masa ciała. W grupie placebo, przyjmującej samą dekstrozę wykazano spadek beztłuszczowej masy ciała o 0,3 kg.⁹⁷

Naukowcy uważają, że przyrost beztłuszczowej masy ciała mógł zostać uzyskany na drodze blokowania przez beta-alaninę nadmiernego zakwaszenia mięśni, które potencjalnie może powodować degradację białek¹⁴ i hamować ich syntezę⁴, nie pozwalając na adaptację mięśni do wysiłku rozumianej przez ich rozrost. Druga rozpatrywana hipoteza, zakłada, że beta-alanina poprzez wpływ na zmniejszenie zmęczenia mięśni podczas treningu, pozwoliła na wykonanie treningu o większej intensywności i objętości (co zostało potwierdzone w badaniach Hoffmana^{45 46}), co przyczyniło się do zwiększonej hipertrofii mięśni.

W następnym badaniu wyciągnięto podobne wnioski. Suplementacja 4 g beta-alaniny dziennie, przez 8 tygodni oprócz poprawy wydajności spowodowała wzrost beztłuszczowej masy ciała o 0,5 kg (grupa placebo zanotowała spadek o 0,4 kg) u zawodników wrestlingu i o 1 kg (grupa placebo wzrost o 0,5 kg) u testowanych futbolistów. U zawodników wrestlingu zanotowano zaplanowany spadek masy ciała, a suplementacja beta-alaniną pozwoliła nie tylko na zatrzymanie katabolizmu mięśni, a nawet na zwiększenie beztłuszczowej masy ciała.⁶²

W kolejnym z badań doszukiwano się wpływu kreatyny i kreatyny w połączeniu z beta-alaniną na przyrost siły, zmianę składu ciała i poziomy hormonów, przy zastosowaniu treningu oporowego. Największy przyrost siły zanotowano w grupie stosującej oba suplementy jednocześnie, nieco mniejszy przyrost zanotowała grupa przyjmująca samą kreatynę i jeszcze mniejszy grupa placebo. Wystąpiła też znacząca różnica w poziomach tkanki tłuszczowej (średnio -1,21 kg vs +0,25 kg) i beztłuszczowej masy ciała (średnio +1,74 kg vs -0,44 kg), między grupą stosującą kreatynę z beta-alaniną, a grupą kontrolną. Zachodząca zależność, jak w przypadku poprzednich badań sugeruje, że beta-alanina wpływa na zmniejszenie degradacji białek mięśniowych i nasila syntezę nowych białek kurczliwych. Dodatkowo nie zaobserwowano większych wahań w profilu hormonalnym.⁴⁶

W ostatnim z badań dowiedziono, że 4 – tygodniowa suplementacja beta-alaniną (8 dawek dziennie po 800mg, ze zwiększeniem w ciągu pierwszych 4 tygodni) podniosła poziom karnozyny w mięśniach o 58,8 %, podczas gdy 10 – tygodniowa o 80,1 % (brak wzrostu w grupie kontrolnej).  Wynik koreluje ze zmianą wartości całkowitej wykonanej pracy, która po 4 tygodniach wzrosła o 13 %, zaś w 10 tygodniu była o 16,2 % większa niż na początku badania (brak wzrostu w grupie placebo).⁴⁴ Nie badano składu ciała, jednak jak zostało zauważone w poprzednich badaniach, wzrost wartości całkowitej wykonanej pracy może przyczynić się do zwiększonej hipertrofii mięśniowej.

Rozpatrując używane w badaniach dawki można uznać, że dawki rzędu 3 – 6,6 g beta-alaniny dziennie, suplementowane w okresie 4 – 10 tygodni przyczynią się do znacznego zwiększenia poziomu karnozyny w mięśniach, a co za tym idzie wzrostu parametrów wydajnościowych i całkowitej wykonanej pracy oraz zmniejszenia zakwaszenia mięśni. To z kolei może przyczynić się do wzrostu beztłuszczowej masy ciała. Dodatkowo dla spotęgowania efektywności suplementacji, należy rozważyć opcję połączenia beta-alaniny z kreatyną (działanie synergiczne) i przyjmowania suplementu w momencie zwiększonego ukrwienia mięśni (około treningowo), bądź w momencie wysokiego poziomu insuliny we krwi (posiłek wysokoglikemiczny lub odżywka białkowa / leucyna / BCAA).

Źródła:

• 4. Ballmer P., Imoberdorf R. (1995): Influence of acidosis on protein metabolism. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif), 11: 462–468.
• 14. Caso G., Garlick P. (2005) Control of muscle protein kinetics by acid-base balance. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care, 8: 73–76.
• 40. Guran B. (2012): Suplementacja pod lupą. CarnoSyn. Muscular Development, 5: 44.
• 44. Hill C., Harris R., Kim H., Harris B., Sale C., Boobis L., Kim C., Wise J. (2007): Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity. Amino Acids, 32(2): 225-233.
• 45. Hoffman J., Ratamess N., Faigenbaum A., Ross R., Kang J., Stout J., Wise J. (2007): Short-duration beta-alanine supplementation increases training volume and reduces subjective feelings of fatigue in college football players. Nutrition Research. 28: 31-35.
• 46. Hoffman J., Ratamess N., Kang J., Mangine G., Faigenbaum A., Stout J. (2006): Effect of creatine and beta-alanine supplementation on performance and endocrine responses in strength/power athletes. International journal of sport nutrition and exercise metabolism, 16: 430-446.
• 62. Kern B., Robinson T. (2011): Effects of β-alanine supplementation on performance and body composition in collegiate wrestlers and football players. J Strength Cond Res, 25(7): 1804-1815.
• 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.
• 91. Sale C., Hill C., Ponte J., Harris R. (2012): β-alanine supplementation improves isometric endurance of the knee extensor muscles. The Journal of the International Society of Sport Nutrition, 9: 26.
• 97. Smith A., Walter A., Graef J., Kendall K., Moon J., Lockwood C., Fukuda D., Beck T., Cramer J., Stout J. (2009): Effects of β-alanine supplementation and high-intensity interval training on endurance performance and body composition in men; a double-blind trial. J Int Soc Sports Nutr, 6: 5.

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.