BCAA levcin

O beljakovinah, aminokislinah, tudi razvejanih BCAA, je bilo napisanih že kar nekaj knjig in ogromno člankov, tako v poljudnih publikacijah kot v strokovni literaturi.

Ne glede na to ostajajo aminokisline BCAA in EAA (esencialne aminokisline) predmet raziskav, saj raziskovalci v zadnjem desetletju odkrivajo drugačne poti delovanja, kot je to veljalo doslej, oziroma več vzporednih poti delovanja BCAA.

Aminokisline BCAA spadajo med esencialne, človeku nujno potrebne aminokisline (EAA), ki jih je treba zaužiti s hrano, saj jih telo ni sposobno proizvajati samo. Med esencialnimi aminokislinami zaradi svojih učinkov v telesu izstopajo. Lahko trdimo, da so med najpomembnejšimi, saj so edine, ki v kemičnih reakcijah presnove oksidirajo zunaj jeter. Preprosto povedano, telo jih razgradi na mestu, kjer jih potrebuje. V telesu je mnogo porabnikov BCAA, največji pa je zagotovo gibalno-mišični sistem (približno tretjina mišičnih beljakovin je sestavljenih iz aminokislin BCAA), preprosto zato, ker je zelo velik in nujen za normalno vsakodnevno delovanje. Z razgradnjo BCAA po potrebi (ko je telo pod stresom, mu v prehrani primanjkuje energije oziroma ogljikovih hidratov oziroma pade raven krvnega sladkor, lahko pa tudi pri nezdravljeni ali napredujoči sladkorni bolezni) si mišice tako zagotovijo energijo, hkrati pa organizem pridobi aminoskupine (NH2), s katerimi proizvede aminokislini alanin in glutamin, ki naprej sodelujeta kot substrata za glukoneogenezo (proizvajanje glukoze v jetrih). Razgradnja BCAA tudi daje znak telesu, naj ustavi anabolizem in poveča katabolizem. Na ta način se telo čim prej zaščiti ter se pripravi na hitro reagiranje in samozaščito.

BCAA sestavljajo tri aminokisline, valin, levcin in izolevcin. študije vpliva BCAA na sintezo beljakovin v telesu v zadnjih nekaj letih kažejo, da velja med temi še posebej izpostaviti levcin. Pravzaprav vse študije, ki se nanašajo na ogljikove hidrate in BCAA ter ločeno na valin, izolevcin ter levcin in/ali ogljikove hidrate, so pokazale, da imajo le BCAA in levcin, v kombinaciji z ogljikovimi hidrati ali brez njih, skupne lastnosti, ki jih običajno pripisujemo BCAA, sam valin in izolevcin pa drugače vplivata. Ali kot se je izkazalo v nekaj študijah, celo sploh ne vplivata na trajanje in stopnjo sinteze beljakovin. Poudariti je treba, da se je kot najučinkovitejša tehnika za povečanje sinteze beljakovin izkazala kombinacija ogljikovih hidratov, BCAA ali EAA in dodanega levcina.

Na stopnjo sinteze beljakovin vpliva veliko dejavnikov:

1. starost; starejši ko je posameznik, nižja je stopnja sinteze novih beljakovin v telesu,
2. natreniranost oziroma telesna dejavnost; treniran organizem bolje sintetizira nove beljakovine, vadba pa spodbuja sintezo beljakovin – najbolj takoj po vadbi, ko telo skuša čim prej nadomestiti izgubljena hranila, tudi do 48 ur po vadbi,
3. hormonsko stanje; boljše ko je razmerje anaboličnih/kataboličnih hormonov, učinkovitejša je sinteza – poleg velikih, testosterona, rastnega hormona, inzulina in inzulinu podobnega rastnega faktorja 1 in 2, je treba omeniti še veliko drugih rastnih faktorjev oziroma citokinov, npr. fibroblastni rastni faktor FGF, epidermalni rastni faktor EGF, živčni rastni faktor NGF, dobro znani eritropoetin ali EPO in drugi,
4. energijski vnos oziroma hiperkalorična/hipokalorična prehrana; če ima posameznik pozitivni energijski vnos in zaužije več kalorij, kot jih porabi, bo boljša sinteza beljakovin, saj tudi ta potrebuje neko energijo za nemoten potek,
5. hidriranost; voda je nujno potrebna za kemične reakcije v telesu,
6. temperatura organizma in količina aminokislin v krvi; organizem brez gradnikov beljakovin ne more oziroma težko proizvaja nove beljakovine.

Več omenjenih dejavnikov bo v korist telesa, boljša in lažja bo sinteza novih beljakovin (anabolizem). Doslej je veljalo, da je pomembnost aminokislin BCAA predvsem v njihovem inzulinotropičnem delovanju (vplivu na dvig inzulina) brez vsebnosti ogljikovih hidratov. BCAA namreč lahko spodbujajo sproščanje anaboličnega hormona inzulina iz trebušne slinavke, ki skrbi za prehod hranil iz krvi skozi celično membrano v celico in zagotavlja hranila tam, kjer so ta potrebna. Delovanje inzulina preprečuje razgradnjo beljakovin in spodbuja nastanek novih, seveda ob zadostni količini drugih aminokislin v krvi. Od tod tudi njihovo anabolično/antikatabolično delovanje.

Prosti levcin

mTOR – beljakovine genskega zapisa

Raziskave z levcinom so pokazale, da ta aminokislina v telesu deluje na poseben način, kot signalizator. Splošno znano je, da že vadba daje znak celici, naj poveča sintezo beljakovin. To je del prilagoditvenega mehanizma vadbe. Novo pa je spoznanje, da BCAA in prosti levcin delujeta podobno, neodvisno od vadbe. Celici namreč dajeta znak, naj poveča sintezo beljakovin.

Raziskave in vitro (v epruveti) in in vivo (na podganah in pozneje na ljudeh – mlajših in starejših osebah, aktivni in neaktivni populaciji) so dokazale, da uživanje prostega levcina v kombinaciji z EAA ali BCAA ter z ogljikovimi hidrati ali brez njih v telesu aktivira nekatere beljakovine genskega zapisa. Te so znane pod skupnim izrazom mTOR (ang. mammalian target of rapamycin) in povečajo sintezo beljakovin ne glede na raven inzulina v krvi, saj v raziskavi ni bilo drugih inzulinotropičnih dejavnikov. mTOR je eden najpomembnejših telesnih mehanizmov za rast, razvoj, energijsko ravnovesje in življenjski cikel celice nasploh. Proces je zapleten in deluje kaskadno z vplivanjem na različne encime in beljakovine (kot domine, pri čemer vplivamo le na prvo domino, preostalo pa poteka po vzročno-posledičnem načelu). Delovanje levcina so preizkušali tudi z dodajanjem antagonistov oziroma inhibitorjev (zaviralcev) mTOR. Če so v raziskavi dodali rapamicin, močan imunosupresiv, je ta onemogočal delovanje levcina na mTOR in učinkovito zaviral povečano sintezo beljakovin. Preprosto povedano, z gotovostjo lahko trdimo, da levcin vpliva na beljakovine mTOR, ki povečajo sintezo beljakovin. Če preprečimo delovanje mTOR-ja, se učinek levcina izniči.

mTOR in vadba

Ali je in kako je sinteza povečana ali ne, so ugotavljali z biopsijo (odvzemom mišičnih celic) in ugotavljanjem razlik v frakcijski stopnji sinteze mišičnih beljakovin (ang. muscle protein fractional synthetic rate FSR – najpogosteje iz velikih stegenskih mišic ali meč). Meritve v študiji univerze v Teksasu so pokazale, da se frakcijska stopnja sinteze v štirih časovnih obdobjih (pred vadbo, med vadbo, eno uro po vadbi in dve uri po njej) močno spreminja – pred vadbo je t. i. začetna vrednost, med vadbo in po njej najprej pade, nato pa v prvi uri po vadbi začne naraščati in se ustali pri 41 odstotkih nad začetno vrednostjo. Če pa trening kombiniramo z ustreznimi hranili takoj po njem, se učinek na delovanje mTOR-ja poveča za kar več kot trikrat (na 145 odstotkov začetne vrednosti). Ob povečani količini levcina v krvi (dve uri po vadbi ter eno uro po napitku z vsemi esencialnimi aminokislinami EAA (razen triptofana) in ogljikovimi hidrati, pri čemer je 35 odstotkov vseh zaužitih aminokislin zajemal levcin), sinteza beljakovin in stimulacija mTOR-ja ostajata močno pospešeni v primerjavi s kontrolno skupino, ki ni zaužila napitka in se je stopnja tvorbe novih beljakovin vrnila na začetno raven. Izkazalo se je tudi, da je uživanje levcina podaljšalo čas povečane sinteze beljakovin (telo je sintetiziralo nove beljakovine dlje časa po vadbi).

Preprosto povedano, vadba že sama po sebi spodbuja sintezo novih beljakovin. Če kmalu po vadbi ničesar ne zaužijemo, se sinteza ustavi, kakor hitro zmanjka substrata za tvorbo novih beljakovin (beljakovine, ki so se med vadbo razgradile za energijske potrebe, pa niso bile porabljene, se ponovno sintetizirajo v nove beljakovine, ko jih v krvi zmanjka, se sinteza ustavi). Če po vadbi zaužijemo predvsem dovolj beljakovin in še dodatno levcina, se sinteza močno poveča. Če pa so levcinu in beljakovinam dodani še ogljikovi hidrati, dobimo nekakšno turbosintezo beljakovin, ki tudi traja dlje, kot če ne bi zaužili dodatnega levcina.

mTOR v mirovanju

Skupna študija vpliva levcina na sintezo mišičnih beljakovin univerze v Teksasu in laboratorija AminoScience iz Kavasakija na Japonskem je zajemala štiri skupine starejših in mlajših posameznikov, ki niso bili vključeni v program vadbe. Ugotovili so, da z uživanjem levcina v napitku, v katerem so del esencialnih aminokislin (sestava aminokislin EAA je bila primerljiva z EAA v sirotkinih beljakovinah) zamenjali s prostim levcinom (delež levcina je zajemal 41 odstotkov celotne aminokislinske sestave napitka za starejše oziroma 26 odstotkov celotne aminokislinske sestave napitka za mlajše posameznike), frakcijska stopnja sinteze mišičnih beljakovin močno naraste (pri mlajših v odvisnosti od deleža levcina, pri starejših pa le pri 41-odstotnem deležu levcina). Ta stopnja je še izrazitejša, če so beljakovinskemu napitku dodani ogljikovi hidrati, ki še dodatno vključijo inzulinski mehanizem spodbujanja sinteze.

študije, ki so zajemale starejšo populacijo, so dokazale, da lahko že en odmerek treh gramov zaužitega prostega levcina ob aminokislinah EAA spodbudi sintezo novih telesnih beljakovin in hkrati ustavi ali vsaj upočasni razgradnjo telesnih beljakovin (deluje anabolično oziroma antikatabolično).

Preprosto povedano, vsakič ko zaužijemo aminokisline z dodanim levcinom, precej povečamo sintezo novih beljakovin, ne glede na starost. Edina razlika je, da z leti občutljivost sistema mTOR za levcin slabi, zato je pri starejših še bolj pomembno, da je razmerje levcina proti drugim aminokislinam EAA v napitku večje v korist levcina (vsaj približno polovica vseh aminokislin mora biti levcin).

Občutljivost na inzulin

študija Diabetičnega centra Joslin, opravljena na miših s prekomerno telesno težo, ki so bile na maščobni dieti, je med drugim pokazala, da jim je uspelo z dodajanjem prostega levcina v prehrani izboljšati t. i. inzulinsko občutljivost, ki je eden izmed dejavnikov nastanka metaboličnega sindroma. Slabša odzivnost celic na inzulin pomeni povečano izločanje inzulina v kri in slabši prehod hranil v celice in posledično prekomerno prehranjevanje. Čeprav je telo energijsko dovolj preskrbljeno, celice organov ne dobijo dovolj hranil in energije, inzulin pa namesto v lačne celice tkiv zaužita hranila in energijo kopiči v maščobne celice, zato raven sladkorja v krvi znova pade, postanemo lačni in znova jemo. Preprosto povedano, levcin deluje kot particijski dejavnik – spodbuja promet hranil v celice, kjer jih telo potrebuje, stran od maščob. Zato manj jemo in več hranil porabimo, bolje se počutimo in bolje funkcioniramo.

še več, v študiji z univerze Jyväskylä na Finskem so ugotovili, da uživanje z levcinom obogatenih BCAA (76 odstotkov celotne aminokislinske sestave) ob majhnem energijskem primanjkljaju (raziskovanci so zaužili malo manj kalorij, kot so jih porabili) občutno poveča in lokalizira porabo trebušne maščobe, torej okoli pasu, hkrati pa ohranja visoko psihofizično storilnost raziskovancev. Preprosto povedano, levcin vpliva na lokalno izgubo maščobe – predvsem s trebušnega predela, seveda ob pogoju, da posameznik tudi malo manj jé. Hkrati pa preprečuje razgradnjo telesnih beljakovin in ohranja visoko telesno pripravljenost, tako da lahko posameznik tudi ob omejevanju hrane zavzeto in učinkovito trenira.

Seveda je treba vsako raziskavo videti kot delček celotnega mozaika ter jo jemati z nekaj kritičnosti in raziskovalnosti – tudi študije imajo lahko svoje pomanjkljivosti in napake. A vseeno, športna dopolnila BCAA, aminokisline EAA, obogatene z levcinom, lahko veliko pripomorejo k dobro zasnovanemu programu vadbe in prehrane. Ali bo levcin prestal tudi preizkus časa, bomo videli v prihodnjih letih.