Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: kwas alfa liponowy, ALA, TLR2, MyD88, AMPK, mTOR, NF-kB, IGF-1, testosteron, kreatyna, redukcja tłuszczu, katabolizm białek, anabolizm białek, restrukturyzacja mięśni, hipertrofia mięśni.
Kwas alfa liponowy (ALA) jest witaminopodobnym składnikiem pokarmowym, częściowo wytwarzanym w organizmie a częściowo pobieranym z pożywienia. We wczesnym okresie rozwoju witaminologii uznawano go za witaminę, gdyż – podobnie do witamin z grupy B – współpracuje z enzymami w kontroli procesów metabolicznych. Ponieważ nigdy nie udało się jednak zaobserwować objawów choroby z niedoboru (awitaminozy) ALA, dlatego skreślono ten składnik pokarmowy z listy witamin. Nie oznacza to jednak automatycznie, że możemy zapomnieć o jego uzupełnianiu. Pokarm powszedni jest ubogim źródłem ALA, a w niektórych sytuacjach metabolicznych, takich jak np. ciężki wysiłek fizyczny czy wysokie spożycie węglowodanów, wewnątrzustrojowa synteza może nie nadążać z pokryciem pełnego zapotrzebowania na kwas alfa liponowy. Badania naukowe zresztą udowodniły, że dodatkowa suplementacja ALA może chronić nas przed wieloma problemami zdrowotnymi, takimi jak np. osteoporoza, ołowica, stwardnienie rozsiane, przewlekłe zespoły bólowe, schorzenia dróg oddechowych, narządu słuchu i wzroku oraz wątroby i trzustki, czy choroby neurodegeneracyjne. Może chronić nas również przed otyłością, a właściwie przed rozwojem tzw. zespołu metabolicznego, w którym otyłości towarzyszą: cukrzyca, miażdżyca i nadciśnienie. Ponieważ podstawową funkcją pełnioną przez ALA jest pomoc w spalaniu glukozy i transporcie tego cukru z krwi do włókien mięśniowych, dlatego bodaj największą popularność zdobył on jako środek przeciwcukrzycowy.
Od dawna kwasem alfa liponowym interesowali się również sportowcy – i to zarówno z dyscyplin wytrzymałościowych, jak też siłowych. Natomiast wyniki najnowszego badania wyraźnie pokazują, że zainteresowanie sportsmenów, szczególnie siłaczy, zdecydowanie trafia pod właściwy adres.
Transporter kreatyny
Jak już zostało powiedziane, sportowcy interesowali się ALA od dawna. Konkretnie od 1957 r., kiedy to Pagliaro udowodnił, że kwas alfa liponowy zwiększa wrażliwość tkanki mięśniowej na insulinę, nasila transport glukozy do włókien mięśniowych oraz zwiększa mięśniowe zasoby tego cukru w postaci glikogenu. Ale prawdziwy „bum liponowy” nastał po 2003 roku… Wtedy to już, od ponad dekady, ogromną popularnością cieszyła się kreatyna – pierwszy legalny środek wspomagania wysiłku, dający realny i uchwytny postęp w rozwoju masy mięśniowej. Efekty suplementacji kreatyny były spektakularne, jednak ograniczone w czasie, jak bowiem zakładano, nie była ona zdolna wysycać mięśni ponad pewien określony poziom. Szukano więc środków nasilających transport kreatyny do włókien mięśniowych, a tym samym – potencjalnie zwiększających jej efektywność anaboliczną. Ponieważ mechanizmy transportu kreatyny do mięśni, podobnie jak glukozy, są zależne od insuliny, dlatego Burke sięgnął w swoim badaniu z 2003 r. po kwas alfa liponowy, jako potencjalny transporter kreatyny. A kiedy podał ochotnikom kreatynę w połączeniu z ALA, ci zgromadzili w mięśniach o ok. 20% więcej fosfokreatyny (aktywnej metabolicznie formy tej substancji), aniżeli koledzy przyjmujący kreatynę solo.
Po ukazaniu się publikacji tego badania, rynek suplementów sportowych zaroił się od monopreparatów kwasu alfa liponowego i tzw. stacków keratynowych, zestawiających kreatynę z kwasem alfa liponowym oraz innymi składnikami pokarmowymi, zwiększającymi lub przedłużającymi aktywność kreatyny. I chociaż pierwszy entuzjazm już dawno przeminął, wciąż znajdujemy ALA w ofercie wielu firm odżywkowych.
Tłuszcz i muskuły
Wysycanie mięśni kreatyną nie jest oczywiście jedynym dobrodziejstwem płynącym z uzupełniania sportowej diety kwasem alfa liponowym. ALA wykazuje np. relatywnie silną aktywność jako spalacz tłuszczu. W badaniu Koha z 2011 r., w którym wzięło udział łącznie 360 otyłych osób, kwas alfa liponowy w połączeniu z niskokaloryczną dietą, w porównaniu z placebo, zwiększył redukcję masy tłuszczu całkowitego o 3.12%.
To oczywiście cieszy, gdyż sportowcy z dyscyplin sylwetkowych i z limitami wagowymi wciąż poszukują suplementów wspomagających walkę z tkanką tłuszczową. Jednakże, przynajmniej z taką samą (a nawet większą) uwagą śledzą postępy w poszukiwaniu suplementów anabolicznych, wspomagających rozwój muskulatury, masa mięśniowa jest bowiem podstawowym wymiernikiem ich formy. Czy zdolność ALA do podnoszenia mięśniowego stężenia kreatyny przekłada się realnie na przyrost masy mięśniowej? Dosyć poważne wątpliwości, co do tego problemu, zrodziło badanie Lee z 2005 r., w efekcie którego dowiedziono, że ALA aktywuje we włóknach mięśniowych enzym z grupy kinaz, opatrzony symbolem: AMPK. Aktywacja AMPK wspomaga rozwój wytrzymałości i redukcję tłuszczu, i rewelacyjnie wpływa na nasze zdrowie, chroniąc nas głównie przed tzw. zespołem metabolicznym, któremu winna jest otyłość i jej powikłania: miażdżyca, cukrzyca i nadciśnienie. Co jednak z masą mięśniową?
Dekadę wstecz niewiele wiedziano o kinazie AMPK w kontekście masy mięśniowej, ponad to, że ta blokuje aktywność innej kinazy – mTOR – enzymu o silnych właściwościach anabolicznych. W związku z tym podejrzewano, że stymulatory AMPK mogą utrudniać rozwój masy mięśniowej. Dzisiaj natomiast już wiemy, że relacje pomiędzy jednym a drugim enzymem są bardziej złożone i że obie kinazy współpracują w mechanizmach prowadzących do hipertrofii (przerostu) mięśni. Wiemy również, że relacje te przekładają się na korzyści dla masy mięśniowej, płynące z efektów suplementacji ALA.
Powróćmy więc tylko na chwilę do omówionego już wyżej badania Koha… Wprawdzie jego autorzy nie badali zmian zachodzących pod wpływem ALA w obszarze tkanki mięśniowej, jednak większemu o 3.12% ubytkowi masy tłuszczu całkowitego towarzyszył mniejszy, bo tylko 3.04-procentowy ubytek ogólnej wagi ciała, co świadczyło o tym, że otyli ochotnicy zyskali 0.08% beztłuszczowej masy ciała, której główną składową tworzy tkanka mięśniowa. I nie jest to może oszałamiający wynik, zwróćmy jednak uwagę, że ochotnicy pozostawali tutaj przez 20 tygodni na bardzo niskokalorycznej diecie (1200 Kcal), co wyraźnie pokazuje, że zastosowanie ALA w programie redukcji tkanki tłuszczowej ochrania nasze mięśnie przed stratami masy.
Jeszcze więcej o wpływie ALA na tłuszcz i muskuły możemy dowiedzieć się z wyników badania Wanga, opublikowanych w 2009 roku. Tutaj u myszy otrzymujących przez miesiąc ALA w wodzie do picia, w porównaniu z gryzoniami pojonymi czystą wodą, doszło, w stosunku do ogólnej wagi ciała, do ok. 10-procentowego ubytku masy tłuszczu całkowitego i ok. 15-procentowego przyrostu masy mięśniowej, mierzonej udziałem beztłuszczowej masy ciała.
AMPK, mTOR, ALA
Chociaż do ALA przylgnęła etykietka aktywatora AMPK, to pewne niejasności, co do jego relacji z AMPK i mTOR, pojawiły się już w 2009 r., we wspomnianym wyżej badaniu Wanga. Autor ten bowiem w swoich doświadczeniach, poza żywymi gryzoniami, wykorzystywał również izolowane komórki mięśniowe. A dodając ALA do podłoża hodowlanego komórek mięśniowych, ustalił, że wprawdzie związek ten zwiększa 2-krotnie aktywność AMPK w 2. godzinie od podania, to jednak wcześniej, w 30. minucie od podania, zwiększa 4-krotnie aktywność kinazy mTOR.
Jednakże wyniki najnowszego badania Jinga, opublikowane w lutym 2016 r., zupełnie zmieniają nasze spojrzenie na ALA, jako na suplement anaboliczny. W eksperymentach tych znowu wykorzystano zarówno myszy, jak też izolowane komórki mięśniowe. Dodany do hodowli komórkowej ALA niezwykle silnie pobudzał cały szlak sygnalizacyjny kinazy mTOR, a co za tym idzie – proces syntezy (anabolizmu) białek mięśniowych. Jednocześnie dochodziło tutaj do hamowania aktywacji AMPK. ALA hamował również aktywność NF-kB – czynnika transkrypcyjnego o rozległym, niekorzystnym działaniu na mięśnie, odpowiedzialnego m.in. za atrofię (zanik) mięśni. Naukowcy obserwowali dokładnie taką samą, wzrostową aktywność ALA wobec mięśni, kiedy podali ten związek żywym myszom w postaci iniekcji.
Zaskoczeniem dla naukowców był nie tyle sam fakt aktywacji przez ALA mTOR, co mechanizm prowadzący do tego zjawiska. Powszechnie bowiem wiadomo, że głównym stymulatorem mTOR w komórkach mięśniowych jest IGF-1 – bodaj najsilniejszy hormon anaboliczny naszego organizmu. Wiadomo również, że podobną właściwość posiadają aminokwasy białek, szczególnie leucyna, działająca poprzez mechanizm niezależny od IGF-1, dlatego wysokie spożycie białka, jak dowiedziono wieloma badaniami, przyczynia się wymiernie do rozwoju masy mięśniowej. Sama aktywacja kinazy mTOR przez składnik pokarmowy nie jest więc jakimś novum. Awangardowy wydźwięk efektów tego eksperymentu wiązał się natomiast z odkryciem, że kwas alfa liponowy stymuluje kinazę mTOR na drodze mechanizmów związanych z aktywnością receptora TLR2.
TLR2 w zdrowiu i chorobie
Głównym zadaniem TLR2 jest rozpoznawanie i wiązanie toksyn drobnoustrojów patogennych, i przekazywanie sygnału o zagrożeniu organizmu infekcją. Nic więc dziwnego, że w receptory te wyposażone są głównie komórki układu odpornościowego. Receptory te pojawiają się jednak również niespodziewanie na powierzchniach błon komórek mięśniowych, a pełnione przez nie funkcje w tkance mięśniowej są dopiero wyjaśniane przez naukowców. Wiemy już, że to za ich sprawą tracimy masę mięśniową podczas ostrej infekcji, o czym na własnej skórze (mięśniach) przekonało się wielokrotnie wielu sportowców. Natomiast w stanie zdrowia receptory TLR2 reagują głównie na wysokie stężenie wolnych kwasów tłuszczowych, przy czym reakcja ta bywa odmienna na kwasy pochodzące z pokarmów i pojawiające się we krwi na skutek wysiłków fizycznych. W pierwszym przypadku TLR2 indukują głównie sygnały niekorzystne dla mięśni. Natomiast w drugim – najprawdopodobniej zarówno negatywne, jak też pozytywne. Jak uważają niektórzy naukowcy (m.in. Zbinden Foncea), aktywując z jednej strony procesy kataboliczne a z drugiej anaboliczne, receptory TLR2 mogą być zaangażowane w tzw. restrukturyzację mięśni, prowadzącą w konsekwencji do ich rozwoju, gdzie wstępnie degradowane są, a następnie odbudowywane, uszkodzone treningiem białka mięśniowe, co intensyfikuje ogólny obrót białka i wywołuje efekt anaboliczny treningu siłowego.
A omawiana tu praca Jinga udowodniła, że kwas alfa liponowy zwiększa aktywność i produkcję TLR2 w komórkach mięśniowych, a także zwiększa produkcję towarzyszącego temu receptorowi białka, oznaczonego symbolem: MyD88. To właśnie białko MyD88 decyduje o tym, czy sygnał aktywacji receptora TLR2 pobiegnie szlakiem skierowanym ku katabolicznemu czynnikowi NF-kB, czy anabolicznej kinazie mTOR, czy jednocześnie w jednym i drugim kierunku. To właśnie białko MyD88 wyjaśnia paradoksalnie dualny, anaboliczno-kataboliczny, charakter aktywacji receptora TLR2. Przypomina więc równoważnię, która albo pozostaje w stanie równowagi, albo pochyla ramię ku jednej lub drugiej stronie. Natomiast unikalne właściwości ALA, jak udowodnił Jing, polegają na tym, że związek ten ułatwia wiązanie MyD88 z elementami szklaku sygnalnego anabolicznej kinazy mTOR, co jednocześnie wyłącza też szlak sygnalizacyjny, aktywujący kataboliczny czynnik transkrypcyjny NF-kB, a ostatecznie skutkuje wzmożeniem syntezy białek mięśniowych i hipertrofią mięśni.
Niespodziewane konsekwencje
Zestawiając wyniki z badań Wanga i Jinga, dojdziemy do wniosku, że ALA pobudza zarówno kinazę AMPK, jak też mTOR, tyle że między jednym a drugim efektem występuje przesunięcie czasowe. I chociaż, jak pamiętamy, oba enzymy są pozornymi antagonistami, ściśle ze sobą współpracują i ostatecznie wykazują synergizm w procesach prowadzących do hipertrofią mięśni. Tu warto podkreślić, że bardzo podobnie do ALA zachowują się silne hormony anaboliczne – testosteron i jego pochodne – steroidy anaboliczno-androgenne, które aktywują w mięśniach, w swojej akcji anabolicznej, zarówno kinazę AMPK (Zhao, 2011), jak też mTOR (Basualto-Alarcón, 2013, White, 2013). Zresztą, ALA niewiele ustępuje testosteronowi nie tylko w oddziaływaniu na mięśnie, ale również na funkcje seksualne i aktywność życiową mężczyzn z zaburzeniami erekcji, leczonych dla porównania jednym lub drugim środkiem (Mitkov, 2013).
Ale jeszcze ciekawsze (i zapewne w pełni uprawnione) wnioski możemy wyciągnąć z prześledzenia relacji pomiędzy ALA i TLR2. Pamiętamy, że to właśnie tego typu receptory odpowiadają za straty masy mięśniowej podczas infekcji, będące efektem działania na mięśnie toksyn bakteryjnych (Frost, 2014). Sportowcy poszukują zazwyczaj środków zdolnych do powstrzymania ubytków siły i masy podczas choroby, a nimbem skutecznego w tych razach suplementu cieszy się np. glutamina. Jednak kwas alfa liponowy, jak się wydaje, otwiera tutaj zupełnie niespodziewane możliwości… Przechylając szalę funkcjonalności TLR2 na stronę szlaków anabolicznych, mógłby paradoksalnie, po aktywacji tych receptorów przez toksyny bakteryjne, nie tylko hamować atrofię, ale – odwrotnie – stymulować hipertrofię mięśni.
Ale zastosowanie kwasu alfa liponowego w sporcie, w chorobie, to oczywiście margines. Pozostawiając na boku transport kreatyny, gdyż to oczywista sprawa, ALA ogólnie wygląda na wartościowy suplement anaboliczny, przydatny w codziennym, rutynowy wspomaganiu treningu siłowego. Potencjalne korzyści z przyjmowania tego środka powinni odnieść sportowcy redukujący aktualnie tkankę tłuszczową, a to głównie z uwagi na jego zdolność do wspomagania spalania tłuszczu i oszczędzania tkanki mięśniowej. Na zakończenie warto również przypomnieć, że TLR2 odpowiadają za negatywne oddziaływanie spożywanego w nadmiarze tłuszczu na tkankę mięśniową, kiedy to długołańcuchowe nasycone kwasy tłuszczowe aktywują te receptory, uruchamiając kataboliczny szlak sygnałowy, biegnący ku czynnikowi transkrypcyjnemu NF-kB (Senn, 2006). Powyższa dygresja kierowana jest w pierwszej kolejności do sportowców korzystających, pod wpływem powracającej periodycznie mody, z diet wysokotłuszczowych. A ma na celu zwrócenie ich uwagi na kwas alfa liponowy, obdarzony zdolnością do blokowania katabolicznej ścieżki aktywacji TLR2 i kierowania sygnału tej aktywacji na szlaki anaboliczne, związane z kinazą mTOR.
