Kwas mlekowy: najtańszy anabolik

Wydrukuj ten artykuł

Autor: Sławomir Ambroziak

Słowa kluczowe: kwas mlekowy, kofeina, masa mięśniowa, cAMP, mTOR, miostatyna, folistatyna, testosteron, clenbuterol. 

Większość spożywanych przez nas węglowodanów przemienia się ostatecznie w organizmie, w glukozę, stanowiącą najważniejsze źródło energii dla pracujących mięśni. Glukoza jest tutaj najważniejsza, gdyż dostarcza energii zarówno mięśniom pracującym szybko lub pod dużym obciążeniem, jak też wolno i mało intensywnie, ale za to na bardzo długim odcinku czasowym. Praca w jednych i drugich warunkach różni się w pierwszej kolejności dostępnością tlenu do przebiegu procesów energetycznych, w związku z czym mówimy o wysiłkach beztlenowych i tlenowych – anaerobowych i aerobowych.
Podstawową konsekwencją spalania glukozy w warunkach beztlenowych jest szybki i wysoki wzrost stężenia kwasu mlekowego w tkance mięśniowej. A że wraz ze wzrostem tego stężenia rozwija się zmęczenie, dlatego mięśnie pracują intensywnie jedynie krótko, a kwas mlekowy postrzegany jest ogólnie jako niepożądany metabolit przemian energetycznych, limitujący wytrzymałość sportowca na drodze zakwaszenia.

Już jednak bardzo dawno temu, gdzieś na wczesnym etapie rozwoju biochemii mięśni, zwrócono uwagę na pewien doniosły fakt: do wymiernej hipertrofii tkanki mięśniowej prowadzą takie wysiłki, które generują jednocześnie najwyższe stężenia kwasu mlekowego, czyli z przewagą komponenty beztlenowej, jak np. dźwiganie ciężarów. I chociaż nie jestem w stanie podać konkretnych źródeł, minęły bowiem dziesiątki lat, ale jako młody trener sportów siłowych napotykałem w literaturze opinie, że kwas mlekowy jest jednym z podstawowych czynników anabolicznych, warunkujących rozwój masy mięśniowej i że najlepsze efekty w budowaniu masy dają treningi prowadzące do maksymalnego zakwaszenia mięśni. Baaa… w latach osiemdziesiątych mieliśmy nawet odżywki dla sportowców z dodatkiem kwasu mlekowego, chociaż i w tym przypadku nie podam konkretnych nazw, bo ich po prostu nie pamiętam.

Później zupełnie ucichło o kwasie mlekowym jako o czynniku wspomagającym hipertrofię mięśni. Na całe szczęście, ostatnio naukowcy znowu powracają do owej starej, zadawałoby się, dawno i bezpowrotnie zarzuconej koncepcji…

Stary problem, nowe spojrzenie

Po długiej przerwie, bodaj jako pierwszy na relacje pomiędzy hipertrofią mięśni a stężeniem kwasu mlekowego zwrócił uwagę Kawada, w pracy z 2005 roku. Autor badał tutaj zachowanie się mięśni w warunkach niedokrwienia, czyli ograniczonego komfortu tlenowego, kiedy to powstaje dużo kwasu mlekowego w ich wnętrzu. Dokonał w tym celu operacji polegającej na 14-dniowym ucisku naczyń krwionośnych kończyn szczurów, porównując uzyskane wyniki do mięśni zwierząt z grupy kontrolnej. Operacja miała tutaj za zadanie naśladować sytuację wysiłkową, kiedy to podczas intensywnych ćwiczeń kurczące się mięśnie wywierają ucisk na naczynia, co ogranicza przepływ krwi i dodatkowo sprzyja gromadzeniu się kwasu mlekowego. W porównaniu z kontrolą, niedokrwione mięśnie zwiększyły o 10% swoją wagę, o 93% zawartość glikogenu i o 34% swój przekrój poprzeczny. W niedokrwionych mięśniach doszło jednocześnie do znacznego spadku poziomu miostatyny – silnego hormonu katabolicznego, stopującego, jak pewnie wszyscy wiemy, rozwój masy mięśniowej. W niedotlenionych mięśniach doszło jednocześnie do 23-procentowego wzrostu zawartości białek kurczliwych, a co w tym wszystkim najciekawsze, wzrost ten dokładnie korelował ze wzrostem stężenia mleczanu; stężenie to wzrosło bowiem również o równe 23%. Ostatni wynik tego badania wydaje się więc potwierdzać stare domniemania, wskazując precyzyjnie na anaboliczną aktywność kwasu mlekowego: o ile wzrasta stężenie mleczanu, o tyle mięśnie powiększają zasoby białek kurczliwych w swych włóknach.

Kwas mlekowy, powstający, jak wiemy, w największych ilościach, w niedotlenionych, czyli ciężko i szybko pracujących mięśniach, może zostać spalony, gdy tylko pojawią się sprzyjające jego spalaniu warunki tlenowe, lub przetworzony na glikogen mięśniowy (zapasową formę energii), na dalszych etapach regeneracji powysiłkowej. W ten sposób, ten pozornie zbędny metabolit przemian beztlenowych może przynosić ostatecznie korzyści muskulaturze. Czy są to jednak jedyne korzyści…? Wątpliwe… Przemiany energetyczne bowiem nam nie tłumaczą, w jaki sposób mleczan miałby wpływać na rozwój muskulatury.
Więcej światła na te zagadnienia próbował rzucić Hashimoto w 2007 roku. Autor użył tutaj izolowanych komórek mięśniowych, traktowanych różnymi stężeniami mleczanu sodu. Badacz dlatego wykorzystał sól, a nie czystą molekułę kwasu mlekowego, aby zaobserwować, jak zadziała na mięśnie konkretnie jego cząsteczka, a nie jedynie wzrost kwasowości środowiska komórkowego. A w efekcie tego eksperymentu dowiedziono, że cząsteczka kwasu mlekowego pobudzała aż 673 geny do produkcji białek, istotnych z punktu widzenia rozwoju muskulatury. Już w pierwszych 30 minutach po dodaniu do podłoża mleczanu sodu obserwowano pobudzający wpływ czynników transkrypcyjnych na geny, a przede wszystkim czynnika transkrypcyjnego CREB, m.in. odpowiedzialnego za anaboliczną aktywność niektórych hormonów i środków dopingujących z grupy beta-adrenomimetyków, takich jak np. słynny clenbuterol.
Ostatecznie badanie to dowiodło nam ponad wszelką wątpliwość, że mleczan nie jest w żadnym razie zbędnym balastem metabolicznym, ale zachowuje się jak typowa molekuł sygnałowa, czyli hormon anaboliczny, pobudzający geny komórek mięśniowych do produkcji białek.

Rozwój masy mięśniowej, w odpowiedzi na ciężki wysiłek fizyczny, odbywa się na dwa zasadnicze sposoby. Pierwszy sposób, czyli anabolizm, polega na stymulacji syntezy dodatkowych białek kurczliwych, które zwiększają objętość włókien mięśniowych. Drugi opiera się na procesie miogenezy, w którym macierzyste komórki mięśniowe (komórki satelitarne) dzielą się i albo zlewają z włóknami mięśniowymi, przekazując im dodatkowe jądra inicjujące anabolizm białek, albo zlewają ze sobą nawzajem, wytwarzając nowe, dodatkowe włókna mięśniowe.
Natomiast kwas mlekowy, jak udowodniła Lena Willkomm w 2014 roku, w eksperymentach na izolowanych kulturach komórkowych, nie tylko pobudza procesy anaboliczne, co wynika z omówionego wyżej badania, ale również wczesne etapy procesu miogenezy, polegającego, jak pamiętamy, na przekształcaniu się komórek satelitarnych w nowe, dodatkowe włóka mięśniowe.

Na granicy absurdu

Wyżej wspomniałem, że kwas mlekowy pobudza geny komórek mięśniowych do produkcji białek, m.in. za pośrednictwem czynnika transkrypcyjnego CREB. Natomiast CREB jest generalnie aktywowany wzrostem stężenia w komórce wtórnego przekaźnika – cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP). Z kolei cAMP to wtórny przekaźnik, przekazujący sygnały od takich hormonów, jak np. adrenalina, noradrenalina czy lutropina (hormon luteinizujący, LH). A ten ostatni hormon, via cAMP, stymuluje syntezę testosteronu w komórkach jąder. Chociaż to z pozoru absurdalne, możemy jednak wysnuć hipotezę, iż kwas mlekowy, uruchamiając szlaki sygnałowe zależne od cAMP, podniesie w organizmie poziom anabolicznego testosteronu.
O tym, że kawas mlekowy faktycznie wpływa dodatnio na produkcje testosteronu, przekonuje nas Lu, wynikami badań z 1997 roku. Autora tej pracy zafascynował pewien fenomen: krótkotrwały, intensywny wysiłek fizyczny prowadzi do jednoczesnego wzrostu poziomu kwasu mlekowego i testosteronu. Kiedy badacz poddał szczury intensywnemu treningowi pływackiemu, pik kwasu mlekowego pokrył się dokładnie z pikiem testosteronu: kiedy ok. 10. minuty wysiłku poziom kwasu mlekowego we krwi osiągnął najwyższe stężenie i wzrósł 4-krotnie ponad wartość wyjściową, szczyt osiągnął również poziom testosteronu, wzrastając ponad wartość wyjściową o 100%.
Aby przekonać się, że wynik ten nie był kwestią przypadku, naukowiec podał we wlewie kroplowym jednej grupie szczurów kwas mlekowy, co miało naśladować wzrost jego stężenia podczas wysiłku, drugiej zaś – taką samą objętość soli fizjologiczną jako placebo. Sól nie przyniosła oczywiście żadnego efektu, natomiast w grupie mleczanowej wynik był nawet lepszy, jak przy wysiłku: kiedy poziom kwasu mlekowego wzrósł we krwi 2-krotnie, stężenie testosteronu osiągnęło 4-krotnie wyższą wartość. Ponieważ autor zaobserwował jednocześnie zdolność mleczanu do zwiększania stężenia cAMP w komórkach jąder, konkludował, że związek ten nasila produkcję testosteronu właśnie poprzez ów wtórny przekaźnik informacji, przynajmniej częściowo w sposób niezależny od działania hormonu luteinizującego.

Weryfikacji wyników powyższego badania podjął się Lin w 2001 roku. Autor hodował izolowane komórki jąder szczurów, albo dodając do podłoża hCG (działający identycznie zamiennik LH), albo różne stężenia kwasu mlekowego. Dodatek mleczanu zwiększał produkcję testosteronu w jądrach, w zależności od stężenia, w przedziale od 63 do 187%, chociaż nawet najwyższy wzrost był tu jednak 3-krotnie niższy, od powodowanego dodatkiem hCG. Niemniej zaświadczało to ewidentnie o zdolności kwasu mlekowego do stymulacji syntezy testosteronu.
Następnie do podłoża dodawano albo sam mleczan, albo mleczan w połączeniu z forskoliną – znanym stymulatorem wytwarzania cAMP. W porównaniu z komórkami utrzymywanymi na czystym podłożu, komórki traktowane samym mleczanem uwalniały 3-krotnie więcej testosteronu, zaś mleczanem z dodatkiem forskoliny – 6.5-krotnie.
Ostatecznie naukowcy ustalili, że mleczan pobudza pierwsze etapy syntezy testosteronu na drodze mechanizmów obejmujących m.in. wzrost stężenia cAMP w komórkach jąder. Jak się okazało: mleczan aktywuje cyklazę adenylową – enzym katalizujący produkcję cAMP, w odpowiedzi na sygnały płynące od odpowiednich hormonów. Badanie to po raz kolejny potwierdziło więc, że cząsteczka kwasu mlekowego jest ważną molekułą sygnałową, działającą w sposób typowy dla niektórych hormonów.

A korzyści dla masy mięśniowej, płynących ze wzrostu poziomu anabolicznego testosteronu, nie trzeba chyba nikomu specjalnie przybliżać… Wszyscy doskonale wiemy – o co chodzi…

Najtańszy anabolik

Dobrze… wiemy już, że kwas mlekowy zachowuje się jak hormon, przekazujący swoje sygnały do wnętrza komórki za pośrednictwem cAMP. W oparciu o mechanizm działania takich hormonów stworzono grupę leków, nazywanych beta-adrenomimetykami, wykorzystywanych w nielegalnym dopingu sportowym, których sztandarowym przedstawicielem jest słynny clenbuterol. Jako środki anaboliczne, beta-adrenomimetyki nie tylko zdobyły popularność w sporcie, ale stały się jednocześnie przedmiotem zainteresowania medycyny, dającym nadzieję na poprawę stanu zdrowia w chorobach przebiegających ze znaczną utratą tkanki mięśniowej. Podnosząc bowiem w komórkach mięśniowych stężenie cAMP, leki te wpływają pozytywnie na hipertrofię mięśni, pobudzając szlaki anaboliczne i hamując jednocześnie katabolizm białek. Między innymi aktywują dobrze znany wszystkim sportowcom enzym anaboliczny – kinazę mTOR (Sneddon, 2001; Kline, 2007; Candau, 2008; Conte, 2011; Joassard, 2013; Miniaci, 2013; Oberg, 2013), znosząc przy tym aktywność równie popularnego hormonu katabolicznego – miostatyny (Candau, 2008; Pearen, 2009; Kim, 2011; Ijiri, 2014). Cykliczny AMP oraz zależny od niego, znany nam już czynnik transkrypcyjny CREB pobudzają geny do produkcji folistatyny – hormonu wiążącego i dezaktywującego miostatynę, a jednocześnie aktywującego kinazę mTOR i stymulującego anabolizm białek, również na drodze niezależnej od miostatyny (Wang, 2003; Pisconti, 2006; Winters, 2007; Mutiara, 2009; Winbanks, 2012).
A biorąc pod uwagę wyżej przedstawione informacje, możemy podejrzewać, że molekuła kwasu mlekowego, zwiększająca stężenie cAMP i aktywność CREB w komórkach mięśniowych, wykazuje – w odniesieniu do beta-adrenomimetyków – identyczny profil aktywności anabolicznej. Powiem więcej: podejrzenia te nie pozostają bezpodstawne…

Ostatnio sprawę wpływu kwasu mlekowego na rozwój umięśnienia wziął na tapetę Oishi, a wyniki prac kierowanego przez niego zespołu naukowców opublikowano w marcu 2015 roku, w Journal of Applied Physiology. Japońscy badacze wykorzystali w swoich eksperymentach mleczan sodu i kofeinę. Skąd pomysł na kofeinę…? To proste: kofeina jest inhibitorem fosfodiesterazy (PDE) – enzymu rozkładającego i dezaktywującego cAMP. Jeżeli więc mleczan podniesie w komórkach mięśniowych stężenie cAMP, a kofeina opóźni jego dezaktywację, ostateczne efekty – anaboliczny i hipertroficzny – powinny być teoretycznie wyraźniej widoczne.
Kiedy naukowcy dodali do hodowli komórek satelitarnych mleczan sodu lub mieszaninę mleczanu sodu z kofeiną, zaobserwowali, że w każdym przypadku, w porównaniu z komórkami utrzymywanymi na czystym podłożu, doszło do wyraźniej aktywacji wczesnych i późnych etapów miogenezy. Jeżeli chodzi o późne etapy, nie odnotowano zasadniczych różnić pomiędzy mleczanem a mieszanką kofeinową, za to mleczan z kofeiną znacznie silniej pobudzał wcześniejsze etapy miogenezy. Mleczan z kofeiną silniej aktywował przy tym kinazę mTOR, chociaż ostateczny wpływ samego mleczanu i jego mieszanki z kofeiną na aktywację procesów anabolicznych wyglądał w obu przypadkach niemal identycznie. Sam mleczan silnie podnosił poziom folistatyny i tak samo silnie obniżał stężenie miostatyny, podczas gdy mieszanka mleczanu z kofeiną silnie pobudzała w pierwszej kolejności produkcję folistatyny.
Ponieważ w doświadczeniach in vitro mleczan z kofeiną wypadał ostatecznie korzystniej, naukowcy przeszli do badań na żywych organizmach, w których poddawali szczury przez 4 tygodnie mało intensywnym, 30-minutowym treningom biegowym, podając doustnie jednej grupie zwierząt mieszankę mleczanu z kofeiną. A ponieważ mięśnie wytwarzają z jednej strony kawas mlekowy, z drugiej zaś pobierają jego molekuły z krwiobiegu (Hamann, 1985), dlatego podobne postępowanie miało szansę wykazać zasadność suplementacji egzogennego mleczanu we wspomaganiu rozwoju masy mięśniowej.
A wyniki tego badania wyglądają niezwykle zachęcająco: w porównaniu z grupą trenującą bez wspomagania, masa mięśniowa zwierząt z grupy mleczanowo-kofeinowej wzrosła o 4%, przy 1.25-procentowym spadku całkowitej masy ciała, co zaświadczało ogólnie o ponad 5-procentowej redukcji tkanki tłuszczowej; jednocześnie odnotowano 9-procentową różnicę, na korzyść grupy mleczanowo-kofeinowej, w koncentracji mięśniowego DNA, co ewidentnie zaświadczało o tym, że mieszanina mleczanu z kofeiną silnie stymulowała miogenezę in vivo, gdyż dodatkowy DNA mógł pochodzić jedynie z jąder komórek satelitarnych.

Kiedy zastosowane u szczurów dawki przeliczmy na ludzi, wyjedzie, że – aby uzyskać w przeciągu 4 tygodni podobne rezultaty w przyroście masy mięśniowej – musimy spożywać dziennie, przynajmniej 10 g kwasu mlekowego w połączeniu z 400 mg kofeiny.
Dostępność kofeiny nie stanowi tutaj problemu: mamy jej dostatek w kawie i herbacie. Zwiera ją też niemal każdy suplement sportowy, z grupy tzw. przedtreningówek czy termogeników. Rynek oferuje również kapsułki naturalnej kofeiny z guarany, takie jak chociażby Guranax produkcji Olimp Laboratories.
Za darmochę możemy produkować kwas mlekowy w naszych mięśniach, wdrażając odpowiednią metodykę treningową, choć to temat na odrębną publikację. Dużo kwasu mlekowego znajdziemy natomiast w ukwaszonych produktach mlecznych (zsiadłe mleko, kefir, jogurt, maślanka) oraz kiszonych warzywach (kapusta, ogórki, buraki) i zalewach tych kiszonek. Tu jednak napotykamy zasadniczy problem: brakuje informacji o ilości kwasu mlekowego w tego typu kulinariach, więc trudno je precyzyjnie wydatkować. Biorąc jednak pod uwagę ceny spożywczego kwasu mlekowego, dojdziemy do wniosku, że mleczan to bodaj najtańszy anabolik. A najwyższej jakości, spożywczy kwas mlekowy, dostępny niemal w każdym sklepie ze zdrową żywnością, produkuje rodzima firma Primus, pod rynkową nazwą Avitek.

Be Sociable, Share!
Be Sociable, Share!

Reklama na stronie slawomirambroziak.pl:

biuro@wydawnictwopiktogram.pl
Katarzyna Ambroziak - 601 312 342