A BCAA táplálkozás-élettani hatásai,szerepe a sporttáplálkozásban és a klinikumban
- az
- oldalon
ref.: Doi 10.21486/recreation.2023.13.2.1.
Az étrend-kiegészítők formájában történő fehérjepótlás szinte nélkülözhetetlen a sportolók körében. A fehérjeporok mellett gyakori a BCAA, azaz elágazó láncú aminosav (leucin, izoleucin, valin) készítmények használata is. Az aminosav kiegészítők szedésének célja, hogy biztosítsák az izmok regenerációját, illetve segítsék az izom épülését a nagy terheléssel járó edzések, versenysorozatok idején (Szabad et al. 2021). Jelen tanulmányban összegezzük a meglévő kutatások eredményeit az elágazó láncú aminosavak felépítéséről, tulajdonságairól, rövid- és hosszú távú hatásairól nemcsak sportolói körökben, hanem a klinikumban is. Képet kapunk arról, hogy méltán preferált és elterjedte ezen étrend-kiegészítők használata.
SZERKEZETE
A BCAA (Branch Chain Amino Acid) három elágazó láncú aminosavból álló csoport rövidíté- se, elnevezése. Az aminosavak olyan szerves ve- gyületek, melyek aminocsoportot (-NH2) és kar- boxilcsoportot (-COOH) is tartalmaznak és pept- idkötések kötnek össze. A szervezetben szabadon és kötött formában is megtalálhatóak (Kamei et al. 2020).
Az aminosavak a fehérjék építőköveiként befo- lyásolják azok jellegzetes tulajdonságait és funk- cióit. Összesen 20 féle fehérjeépítő aminosavat (AS) tartunk számon, melyből 9 esszenciálisnak tekinthető. Ez azt jelenti, hogy a szervezet nem képes előállítani őket, ezért kiemelt jelentőségű, hogy táplálékkal vagy szükség esetén étrend-kie- gészítőkkel pótoljuk őket. A maradék 11 AS nem esszenciális, vagyis az emberi szervezet szinteti- zálásukra képes (Santos – Nascimento, 2019).
A BCAA a leucin, izoleucin és valin AS-ak köz- ismert elnevezése, melyek mindegyike esszenciális. Szerkezetük jellegzetessége, hogy tartalmaz- nak elágazó oldalláncot, amely egy szén- és há- rom hidrogénatomból áll (Plotkin et al. 2021). A BCAA-k az izomszövetet alkotó esszenciális ami- nosavak 50%-át alkotják (Santos – Nascimento, 2019).
A vázizomzat, amely az emberi test legnagyobb szerve, és a teljes testtömeg ~40%-át teszi ki, fontos szerepet ját- szik a testmozgásban, az energia- valamint a glükóz/ami- nosav felhasználásban – olyan folyamatokban, amelyeket különböző aminosavak és metabolitjaik szabályoznak (Kamei et al. 2020).
Étrendi bevitelükre legalkalmasabb az állati eredetű termékek fogyasztása, mint pl. a húsok, húskészítmények, halak, tej, tejtermékek és a tojás (Fritz et al. 20017).
METABOLIZMUSA
A legtöbb aminosavtól eltérően a BCAA-kataboliz- mus kezdeti lépése nem a májban megy végbe, hanem a vázizomban, ugyanis a BCAA aminotraszferáz – amely a BCAA lebontás kezdeti lépéséért felelős enzim – kon- centrációja a vázizomban magas, míg a májban alacsony. Emiatt fehérjebevitel után a BCAA szintje gyorsan megnö- vekszik a szisztémás keringésben, és könnyen elérhető az extrahepatikus szövetek számára. Ez a jelenség egyedülál- ló előnyt biztosít a BCAA-alapú étrend-kiegészítő formu- láknak egyéb termékekhez képest, különösen az agyat és izmokat célzóakkal szemben.
A metabolizmus utolsó lépéseként a vázizomzatban fel- használásra kerülhetnek energiaforrásként vagy új izom- fehérjék képzéséhez.
A BCAA-k stimuláló hatást gyakorolnak a fehérjeszinté- zisre (Holeček, 2018).
Az izomtömeg növeléséhez az izomfehérje szintézis mértékének meg kell haladnia a lebontás mértékét. A myofibrilláris-izomfehérje szintézis fokozható mind az esszenciális aminosavak bevitelével, mind rezisztencia edzéssel a rapamicin komplex-1 (mTORC1) jelátviteli út aktiválásán keresztül (Jackman et al. 2017). Továbbá gát- ló hatást fejtenek ki a proteolízisre, azaz a fehérjéket össze- tartó peptidkötések hidrolízisésre. Mivel ez utóbbi folya- mat a fehérjék kulcsfontosságú összetevőikre, peptidekre és aminosavakra történő lebontását eredményezhetné, így a BCAA-k izommegtartó szerepe ismert (Holeček, 2018). Azonban az izolált BCAA-bevitel emberi izomhipertrófiá- ra gyakorolt hatásosságát vizsgáló kutatások nem mindig azonnos eredményeket mutatnak (Santos – Nascimento, 2019).
FELHASZNÁLÁSA
SPORT
Energiaforrás
A BCAA-k gyorsan emészthetők, így fizikai aktivitás során energiaforrásként szolgálhatnak. Képesek megakadályozni az izomtömeg energianyerés céljából történő elége- tését. Ebből következik a BCAA-k antikatabolikus hatása (Holeček, 2018).
Teljesítmény
Matsumoto és társai a BCAA-kiegészítés laktátküszöb- re gyakorolt hatását vizsgálták. Ugyan az esetszám nagyon alacsony volt (n=8), de az eredmények arra utalnak, hogy a BCAA kiegészítés hatékonyan növelheti az állóképességi edzéskapacitást (Matsumoto et al. 2009).
Ezzel megegyezően Manaf és társai kutatásában az akut BCAA-kiegészítés a placebó csoporttal összehason- lítva szignifikánsan javította a teljesítményt kerékpáros időmérő edzésen szabadidő sportolók körében (Manaf et al. 2021).
A szerotoninnak is nagy szerepe van az edzés közbe- ni fáradtságért. Úgy gondolják, hogy a BCAA-kiegészítés csökkenti a szerotonin termelését, ezzel hozzájárulva a sportteljesítményhez (Holeček, 2018). Így kifejezetten hasznos lehet állóképességi sportolók számára.
Időseken végzett 40 héten át tartó kutatás során több- komponensű edzésprogram mellett BCAA kiegészítést is alkalmaztak. Az eredmények alapján a BCAA-kiegészítés önmagában nem volt hatással a funkcionális fittségre, de rövid időn belül (16 hét) hozzájárult a gyengeség csökke- néséhez, valamint csökkentheti az edzésmentes időszak funkcionális kapacitásra gyakorolt negatív hatását (Cal- do-Silva et al. 2021).
Izomkárosodás és regeneráció
A jelenlegi bizonyítékokon alapuló információk szerint az egyik legfontosabb étrend-kiegészítő lehet sportolói körökben. A BCAA használata hatásosabb, mint a passzív felépülés vagy pihenés a kimerítő gyakorlatokat követően, mivel enyhíti az edzést követő izomfájdalmat és javítja az izomműködést (Rahimi et al. 2017).
Egy 2011-es kettős vak, randomizált keresztmetszeti vizsgálat során vizsgálták a BCAA-k hatásait sportolóknál. A kiegészítés hatására később fáradtak el a kiegészítést kapó egyének a kontrollcsoport tagjaihoz képest, illetve a BCAA elősegítette a zsírsavak oxidációját abban az eset- ben, mikor az izomglikogén mennyisége már lecsökkent (Gualano et al. 2011).
Kim és társai 26 fiatal felnőtt férfin vizsgálták a BCAA adagolásának hatását a fáradást jelző (szerotonin, ammó- nia és laktát), az izomkárosodást okozó (CK és LDH) és az energia anyagcserét jelző paraméterekre (szabad zsír- sav és glükóz) állóképességi edzés után. Az eredményeik azt mutatják, hogy a BCAA-kiegészítés csökkentette az intramuszkuláris enzimek, például CK és LDH szérum- koncentrációit. Ez a megfigyelés arra utal, hogy a BCAA-k csökkenthetik az állóképességi gyakorlatok által okozott izomkárosodást (Kim et al. 2013).
A BCAA-kiegészítés időzítését vizsgálták izomfájdalom és izomkárosodás vonatkozásában is. A kiegészítés 3 idő- pontban történt (edzés előtt, után, placebo), melyek közül az edzés előtt történő pótlás eredményezte a legnagyobb mértékű javulást a késleltetett izomfájdalom (DOMS), a felkarkörfogat, illetve könyök mozgástartományát illető- en. Továbbá az izomkárosodást jelző paraméterek (CK, LDH, aldoláz) szintje jelentősen csökkent a kontroll cso- porthoz képest (Ra et al. 2018).
Sharp és Pearson kutatásai alapján a szérum tesztosz- teron szintje szignifikánsan magasabb, míg a kortizol és a kreatin kináz szintje szignifikánsan alacsonyabb volt a BCAA csoportban a rezisztencia edzés alatt és azt követő- en. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a rövid távú aminosav-kiegészítés magas BCAA tartalommal nettó an- abolikus hormonprofilt eredményezhet, miközben mér- sékli az edzés által kiváltott izomszöveti károsodások nö- vekedését (Sharp – Pearson, 2010).
Pourgharib Shahi és társai áttekintése alapján a BCAA-kiegészítés csökkentheti a szervezet kortizol kon- centrációját és javíthatja az izomfunkciót az edzést követő 2 órában, ezzel hozzájárulva a jobb regenerációhoz (Pour- gharib Shahi et al. 2022).
Weber és társai 2021-es szisztematikus áttekintésében a BCAA pótlás hatását vizsgálaták edzés hatására bekövet- kező izomkárosodásra (EIMD), valamint az ennek a követ- keztében kialakuló késleltetett izomfájdalomra (DOMS). A BCAA már egy edzést követően is hasznosnak bizonyult az izomregeneráció elősegítésében, csökkentve a DOMS mértékét, ebből adódóan pótlása nem csak az EIMD pro- tokollt követően javasolt (Weber et al. 2021).
Ezzel szemben egyes kutatásokban hosszútávú álló- képességi sportolókat vizsgálva nem sikerült igazolni a BCAA-kiegészítés pozitív hatásait.
Areces és társai 49 maratonistán vizsgálták a BCAA pótlást izokalorikus placeboval szemben. Egy hétig tartó 5g/nap BCAA-kiegészítés nem javította a maraton alatti futásteljesítményt, nem volt hatékonyabb az izomzat vé- delmében, illetve az izomkárosodás és izomfájdalom meg- előzésében sem, a kontroll csoporthoz képest (Areces et al. 2014).
Knechtle és társai arra a következtetésre jutottak, hogy 20g BCAA-pótlás 100 km-es ultramaraton előtt és alatt nem volt hatással a teljesítményre, a vázizomzat károso- dására és a vesefunkciókra a kontroll csoporthoz képest (Knecthle et al. 2012).
Bigard és társai pedig azt találták, hogy a BCAA-kiegé- szítés hatástalan volt szénhidrátpótlással szemben 24 ma- gasan képzett síalpinista hat egymást követő (egyenként 6-8 órás, 2500-4000m emelkedőt tartalmazó) túrája alatt. A BCAA nem befolyásolta szignifikánsan a testösz- szetétel-változásokat, illetve az izometrikus összehúzódás során fellépő izomteljesítményt (Bigard et al. 1996).
Testsúly kontroll
A BCAA-k támogathatják az izomtömeg megőrzését kalóriadeficitben a glükóz-alanin cikluson (másnéven Ca- hill-cikluson) keresztül (Holeček, 2018). A Dudgeon és munkatársai által 2016-ban végzett kutatásában kalória-csökkentett étrend és rezisztencia edzés melletti BCAA (2x14g, vagy szénhidrát placebo) kiegészítés hatását vizsgálták edzés előtt és után adagol- va. A szénhidrát csoportnál nagyobb mértékű testtömeg és száraz izomtömeg vesztést mértek, míg a BCAA kiegé- szítésben részesülő csoportnál nem volt változás az izom- tömeg mennyiségében, továbbá nagyobb mértékű testzsír csökkenést mértek. Ugyanakkor nagyobb volt mind a fel- ső-, mind az alsó testrészen mérhető izomerő növekedés (Dudgeon – Kelley – Scheett, 2016). Egy másik, 2018-ban végzett randomizált, kontrollált vizsgálatot pedig 42 túlsúlyos, valamint elhízott nő bevo- násával végeztek. Az eredmények alapján napi 6 g BCAA- val és 40 mg B-6 vitaminnal történő étrend-kiegészítés elősegítette az alsó végtagok száraz izomtömegének meg- őrzését kalória-csökkentett étrend mellett, valamint csök- kentette a derék-csípő arányt (Novin – Ghavamzadeh – Mehdizadeh, 2018).
Inzulinérzékenység
Sportolóknál a rendszeres testmozgásnak köszönhető- en növekszik a mitokondriumok BCAA oxidációjának ha- tékonysága, így javul az inzulinérzékenység. Ezzel szemben 2 kutatás a BCAA inzulinrezisztenciát fokozó hatásáról számol be. A jelenség hátterében a BCAA mTORC1 fehérje komplex aktiváló hatása, illetve a BCAA elégtelen lebontásából származó köztes termékek felhal- mozódása állhat. Mindezt leginkább testmozgás hiányá- ban, vagy elhízottak körében figyelték meg (Shou – Chen – Xiao, 2019) (Yoon, 2016).
BCAA HASZNÁLATA A KLINIKUMBAN
Immunrendszer
Hasznos lehet az immunrendszer támogatásában, ugyanis Bassit és munkatársai tanulmányában a BCAA-ki- egészítés (2×6 g edzések előtt, 3 g verseny előtt, 3 g regge- lente 1 hétig a tesztelések után) visszafordította a szérum glutaminkoncentráció csökkenését, amelyet hosszan-tar- tó, intenzív edzés után figyeltek meg triatlonisták körében. Ezáltal szervezetük ellenállóbb volt a fertőzésekkel szem- ben, és alacsonyabb előfordulással jelentek meg a betegsé- gek tünetei (33,84%) (Bassit et al. 2000).
Szív-és érrendszer
Hotta és társai arra a következtetésre jutottak, hogy a tejsavópeptidek és a BCAA-kiegészítés hasznos kezelést jelenthet a krónikus szívelégtelenségben szenvedő bete- gek számára, ugyanis növelte a fizikai teljesítőképességet (Hotta et al. 2021). Viszont minden esetben alapos kö- rültekintést igényel az étrendbe való bevezetése, ugyanis a szervezet BCAA-anyagcseréje egyénenként eltérő lehet. Egyes esetekben akár negatívan befolyásolhatja a betegség kimenetelét (Narita – Amiya, 2021).
Májbetegségek
A BCAA-k ugyanazon hordozón keresztül jutnak az agyba, mint az AAA-k (aromás aminosavak: fenilalanin, tirozin, triptofán). A BCAA-k és AAA-k közötti versengés befolyásolhatja egyes neurotranszmitterek (dopamin, noradrenalin, szerotonin) szintézisét. Ez a jelenség indo- kolja a BCAA-k alkalmazását májcirrózisban szenvedő be- tegeknél, ahol a BCAA-k és AAA-k arányának csökkenése szerepet játszik a hepatikus encephalopathia patogenezi- sében (Holeček, 2018).
Több kutatás alapján arra következtethetünk, hogy a BCAA alkalmazása biztonságos lehet, és javíthatja a máj- cirrózisos betegek túlélési esélyeit, valamint hasznos lehet a katabolikus folyamatok minimalizálásában vagy vissza- fordításában. Viszont ezen jelenségek még további kuta- tást igényelnek (van Dijk et al. 2023) (Maddrey, 1985). Mindemellett pozitív eredményeket hozott hepatocellu- láris karcinómás betegek esetében is, mivel nagy száza- lékuknál (80-90%) cirrotikus állapot állt fenn (Lo et al. 2022).
Szepszis
De Bandt és Cynober áttekintése alapján a BCAA-kiegé- szítés két prospektív, kontrollált vizsgálatban is javította az alanyok tápláltsági állapotát és betegségük kimenetelét szeptikus betegek körében (De Bandt – Cynober, 2006).
Krónikus veseelégtelenség
Dializált betegek esetében a BCAA orális kiegészítése javította az étvágyat és a tápláltsági állapotot. A BCAA és BCKA (elágazó láncú ketosavak) kiegészítőket azért alkalmazták, hogy csökkentsék a további étrendi fehér- jebevitelt, mindeközben fenntartva a kielégítő tápláltsági állapotot. Ebben a helyzetben a BCAA-kat és BCKA-kat nem kizárólag, hanem más alapvető AS-val vagy keto analógokkal együtt alkalmazták, így a BCAA-k és/vagy BCKA-k megfelelő hatását nem vizsgálták külön. A fehér- jekorlátozás a ketosavakkal és/vagy esszenciális AS-kal együtt javította az inzulinérzékenységet és a hyperpara- thyreosist, és támogatta a tápláltsági állapot megőrzését (Cano – Fouque – Leverve, 2006).
Hasonló eredményre jutott Milan Holeček egereken végzett kutatások alapján. Állítása szerint alacsony fehér- jetartalmú diéta mellett szükséges lehet a BCAA pótlás, például krónikus veseelégtelenségben vagy karbamid cik- lus-zavarban szenvedő betegek esetében (Holeček, 2018).
Rákmegelőzés
Mikalayeva és munkatársai daganatos sejteken vizsgál- ták a BCAA-kiegészítés hatását. A kutatás során találtak olyan sejttípust, mely proliferációjában a BCAA lebontása fontos energia- és szénforrás lehet. Viszont a rákos sejttí- pusok anyagcsere-szempontból nagyon eltérőek lehetnek, ezért a BCAA terápiás célbajuttatása érdekes lehetőséget vet fel a tumornövekedés csökkentésében és fontos kuta- tási terület lehet a jövőben (Mikalayeva et al. 2021).
Mentális funkciók
Elliott és munkatársainak vizsgálata alapján napi 2x 30 g BCAA-val történő étrend-kiegészítés hatékonynak tűnt az álmatlanság és az objektív alvászavarok kezelésében traumás agysérülést szenvedett veteránok esetében. A jö- vőre nézve ígéretes beavatkozási alternatíva lehet az előbb említett állapotok kezelésében (Elliott et al. 2022).
ÖSSZEFOGLALÁS
A BCAA növekvő népszerűsége miatt egyre szélesebb körben kutatott étrend-kiegészítő. Különféle betegsé- gekben, egészségügyi állapotokban, változatos dózisban kutatják élettani hatásait, így kihívást jelent átfogó képet adni hatásmechanizmusáról.
A sport területén főként teljesítmény- és izomtömeg növekedést támogató hatását figyelték meg, míg a klini- kumban pozitívan befolyásolta az egyes betegségek lefo- lyását, kimenetelét. Egészségi állapottól és egyéni céloktól függően akár napi 1-60 g kiegészítés is hatásos lehet. Szük- séges lenne meghatározni egy hivatalos adagolási proto- kollt különböző állapotokra és célokra vonatkozóan.
MASZLAG ANNAMÁRIA
Szerző
MAYER LÍVIA
Szerző
DR. FRITZ RÉKA
Szerző
DR. HABIL. FRITZ PÉTER
Szerző, rovatszerkesztő
Eredeti cikk letöltése (PDF – 762 KB): letöltéshez kattintson ide
