Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: algi, glony, cystoseira canariensis, chlorella, spirulina, sulfopolisacharydy, miostatyna, insulina, testosteron, IGF-1, kinaza mTOR, tkanka tłuszczowa, tkanka mięśniowa, siła i masa mięśni.
Kulturyści oraz reprezentanci innych dyscyplin siłowych i sylwetkowych zwracają w pierwszej kolejności uwagę na udział podstawowych składników pokarmowych w swojej diecie – białek, tłuszczów i węglowodanów. Najmocniejszymi punktami ich menu są więc: mięso, ryby, jaja, nabiał, białka serwatkowe, oleje, ryż i inne kasze. O warzywach i owocach myślą najczęściej głównie w kategorii błonnika, niezbędnego w pewnych ilościach do prawidłowej pracy układu trawiennego. Świat roślin potrafi jednak zaskakiwać, dostarczając do naszego jadłospisu związków o aktywności anabolicznej, wspomagających rozwój muskulatury. Znakomitym przykładem będą tutaj algi…
Cystoseira canariensis
„Algi” lub „glony” to nazwy umowne, stosowane w odniesieniu do szerokiej grupy plechowatych (beztkankowych) organizmów wodnych, pochodzących z rozmaitych ewolucyjnych linii rozwojowych. Z grubsza dzielimy je na makro- i mikroalgi. Człowiek wykorzystywał algi w swojej kuchni od stuleci, a miłośnicy orientalnych przysmaków znają je dobrze, np. jako kombu, wakame czy nori. A kiedy ustalono, że algi zawierają wiele cennych dla zdrowia składników, jak np. szczególe barwniki roślinne, kwasy tłuszczowe omega 3 czy jod, ich przetwory pojawiły się na rynku suplementów diety pod postacią kelpu, chlorelli, spiruliny i astaksantyny.
Ale w glonach konsumpcyjnych odkryto jeszcze jedną grupę cennych składników pokarmowych: sulfopolisacharydy, które pełnią niezwykle rozległe funkcje w naszym organizmie, a do których należy np. dosyć popularny suplement regenerujący stawy – siarczan chondroityny. A że sulfopolisacharydy nie tylko ochraniają stawy, ale również wpływają na stabilizację, uczestniczą w dystrybucji i pośredniczą w aktywności wielu czynników wzrostu, dlatego hiszpańscy naukowcy z Instytutu Technologicznego w Las Palmas postanowili przetestować relacje tych związków, znalezionych w glonach konsumpcyjnych ze skalistych wybrzeży Wysp Kanaryjskich (Cystoseira canariensis), z dobrze znanym wszystkim atletom hormonem katabolicznym, utrudniającym rozwój umięśnienia – miostatyną (Jimenez del Rio, 2003). Bezpośrednią inspiracją dla hiszpańskich naukowców były wcześniejsze badania, w których ustalono, że sulfopolisacharydy wykazują wyraźne powinowactwo do folistatyny – hormonu wiążącego i dezaktywującego miostatynę, i uczestniczą w jakiś sposób, w tworzeniu nieaktywnych kompleksów folistatyny z miostatyną (Nakamura, 1991; Hill, 2002). Najważniejsze jednak, iż Hiszpanie udowodnili, że pochodzące z alg sulfopolisacharydy faktycznie wiążą i dezaktywują krążącą we krwi miostatynę.
W 2004 r. Willoughby postanowił przekonać się, czy izolowane z kanaryjskiej algi sulfopolisacharydy faktycznie wiążą i dezaktywują miostatynę w ludzkim krwiobiegu i czy na tej drodze wpływają na poprawę efektywności treningów siłowych. Skompletował w tym celu 22-osobową grupę nietrenujących wcześniej ochotników, traktując wszystkich 12-tygodniowym treningiem siłowym i podając połowie z nich 1200 mg glonowych sulfopolisacharydów, a drugiej połowie – mąkę ryżową jako placebo. W badaniu tym potwierdzono, że sulfopolisacharydy posiadają zdolność wiązania miostatyny oraz zaobserwowano, że pod ich wpływem może obniżyć się nie tylko aktywność, ale również poziom samego hormonu – o ok. 10%. Wszystko to jednak, niestety, nie przekładało się w tym modelu eksperymentalnym, w relacji do placebo, na przyrost siły i masy mięśni oraz redukcję tkanki tłuszczowej (miostatyna nie tylko utrudnia bowiem rozwój umięśnienia, ale jednocześnie sprzyja gromadzeniu tłuszczu).
Dwa lata później (2006 r.) grupa badawcza pod kierownictwem Wilborna zweryfikowała wyniki powyższego badania, zapraszając tym razem do współudziału doświadczonych, ćwiczących siłowo atletów i podając im w okresie 8-tygotdniowego programu treningowego – albo 1000 mg sulfopolisacharydów glonowych, albo dekstrozę jako placebo. Uzyskane tym razem wyniki wyglądały znacznie bardziej obiecująco: wzrósł o ok. 7% poziom wolnego testosteronu, spadł o ok. 10% poziom kortyzolu; wzrosła odpowiednio, w porównaniu z placebo, o ok. 1 kg siła w wyciskaniu na ławie, o ok. 10 kg siła w wyciskaniu ciężaru nogami oraz o ok. 1 kg masa mięśniowa w stosunku do masy ciała, przy czym masa tłuszczu całkowitego obniżyła się tutaj o ponad 1 kg.
Niejako podsumowaniem powyższych badań może być niedawno wykonany eksperyment brazylijskich naukowców (Abdalla, 2014), przeprowadzony na poddawanych treningom pływackim szczurach, wspomaganych sulfopolisacharydami z kanaryjskiej algi, z którego płynące wnioski brzmiały mniej więcej następująco: tego typu suplement wydaje się mieć anaboliczny wpływ na mięśnie zwierząt, wnosząc wkład w przyrost ich masy i poprawę wydajności oraz promując wzrost odporności na maksymalne obciążenia.
Chlorella
W kontekście wpływu na stan umięśnienia oraz redukcję tłuszczu przebadano również chlorellę – dość popularną pośród zwolenników zdrowego stylu życia, zieloną algę morską, uznawaną za super-żywność, z uwagi na szerokie właściwości zdrowotne.
Mizoguchi skompletował w 2008 r. grupę 24. ochotników, w której wydzielił dwie podgrupy po 17 osób: całkowicie zdrowych oraz z wysokim ryzykiem rozwoju chorób związanych ze stylem życia, czyli z nadwagą, nadmiernym otłuszczeniem oraz podwyższonym poziomem triglicerydów, cholesterolu i cukru we krwi. Przez okres 16. tygodni autor podawał wszystkim ochotnikom po 40 tabletek sproszkowanej chlorelli dziennie, co doprowadziło w grupie zwiększonego ryzyka do wyraźnego spadku poziomu cukru i cholesterolu we krwi oraz spektakularnej redukcji masy tkanki tłuszczowej (odpowiednio – o ok. 10, 10 i 5%).
Autor przebadał również wpływ spożywania chlorelli na zmiany w ekspresji genów ochotników. A tutaj okazało się, że chlorella pobudza w pierwszej kolejności produkcję białek przekaźnikowych, leżących na szlaku sygnałowym dwóch bardzo ważnych hormonów – insuliny i insulinopodobnego czynnika wzrostu typu 1 (IGF-1). Insulina i IGF-1, jak powszechnie wiadomo, przenoszą glukozę m.in. do tkanki mięśniowej, a tym samym obniżają poziom cukru we krwi. To po pierwsze! A po drugie – obie molekuły, jak pewnie wszyscy wiemy, są silnymi hormonami anabolicznymi, gromadzącymi białko w mięśniach i stymulującymi przyrost masy mięśniowej.
W 2010 r., na 10. konferencji Japońskiego Towarzystwa Medycyny Przeciwstarzeniowej, wyniki swoich badań nad chlorellą zaprezentował Arakawa. Naukowiec testował wpływ długotrwałego spożywania chlorelli, w połączniu z umiarkowanie intensywnym treningiem siłowym, na sprawność mięśni starzejących się gryzoni. Podzielił w tym celu myszy na 4 grupy, gdzie jedną grupę, pozbawioną ćwiczeń i żywioną standardowo, pozostawiono do kontroli, natomiast pozostałym serwowano przez 58 tygodni – albo samą chlorellę (2-procentowy dodatek do karmy), albo sam trening oporowy, albo trening w połączeniu z chlorellą. Pod koniec eksperymentu badacz poddał wszystkie gryzonie 14 dniowemu treningowi pływackiemu, obserwując, że czas pływania gryzoni do wyczerpania był dłuższy we wszystkich grupach eksperymentalnych, w porównaniu z grupą kontrolną, ale największa różnica zaznaczyła się na korzyć grupy trenowanej siłowo i dożywianej chlorellą. Myszy z tej grupy pływały (uwaga!) 3-razy dłużej od gryzoni z grupy kontrolnej. Natomiast sam trening lub sama chlorella przedłużały czas pływania myszy do wyczerpania, odpowiednio, o ok. 100 i 50%.
W opisie metody autor wspomina też o różnicach w wadze mięśni myszy, jednak dostępny w sieci abstrakt jego wystąpienia konferencyjnego nie zawiera wyników pomiaru masy tkanki mięśniowej.
Mięśnie magazynują pochodzące ze spożywanego tłuszczu kwasy tłuszczowe, służące im za podręczny magazyn paliwa oraz budujące błony biologiczne ich komórek. Jednakże równolegle z pożytecznymi przemianami kwasów tłuszczowych, prowadzącymi do produkcji energii lub hormonów tkankowych i podobnych molekuł sygnalizacyjnych, zachodzą procesy niepożądane, w wyniku których powstaje wyjątkowo szkodliwy związek – dialdehyd malonowy (MDA). MDA szkodzi muskułom prawdopodobnie na tej drodze, że pozbawia aktywności enzym znany jako kinaza mTOR, leżący na szlaku sygnałowym insuliny i IGF-1 a katalizujący proces produkcji (anabolizmu) białek mięśniowych. W ten sposób kumulujący się w nadmiarze, szkodliwy aldehyd hamuje regenerację mięśni, co skutkuje utratą masy mięśniowej, a w skrajnych przypadkach prowadzi nawet do rabdomiolizy – gremialnego rozpadu włókien mięśniowych.
Dlatego właśnie Nakashima postanowił wyjaśnić w 2014 r. – w jakim stopniu nadmiar MDA może prowadzić do zaniku tkanki mięśniowej oraz czy chlorella posiada zdolność powstrzymywania atrofii mięśni wynikającej z takiego nadmiaru…? W celu uzyskania odpowiedź na wyżej postawione pytania, naukowiec zmutował myszy w ten sposób, aby ich organizmy produkowały wybiórczo w mięśniach nieaktywną postać enzymu deaktywującego MDA – dehydrogenazy aldehydowej, pozbawiając tym sposobem tkankę mięśniową gryzoni ochronnej aktywności tego enzymu. Następnie podzielił zwierzęta na dwie grupy, gdzie pierwsza grupa żywiona była przez 6 miesięcy standardową karmą, natomiast druga otrzymywała taki sam pokarm, tyle że z jednoprocentowym dodatkiem sproszkowanej chlorelli. Zmiany parametrów tkanki mięśniowej naukowiec obserwował w odniesieniu do grupy normalnych, zdrowych, niezmutowanych myszy typu dzikiego.
W badaniu tym, w pierwszej kolejności dowiedziono, że w mięśniach zmutowanych gryzoni, pozbawionych dobrodziejstw dehydrogenazy aldehydowej, niezwykle wysoko wzrasta poziom MDA – ponad 3-krotnie, w porównaniu z myszami typu dzikiego. Jednakże w mięśniach zmutowanych myszy, żywionych z dodatkiem chlorelli, poziom szkodliwego aldehydu wzrósł jedynie o ok. 80%.
Wzrost poziomu MDA przekładał się tutaj ewidentnie na zanik tkanki mięśniowej, gdyż zmutowane myszy, w porównaniu z dzikimi kuzynkami, dysponowały mniejszymi o 70% rozmiarami włókien mięśniowych i mniejszą o 43% masą mięśniową. Jednakże dodatek do diety sproszkowanej chlorelli poprawił u zmutowanych myszy, w porównaniu ze zmutowanymi gryzoniami żywionymi standardową karmą, o ok. 25% rozmiary włókien mięśniowych i o ponad 20% masę ich tkanki mięśniowej.
Spirulina
W badaniach na zwierzętach dowiedziono, że spożywanie spiruliny prowadzi do wzrostu poziomu dwóch silnych hormonów anabolicznych – testosteronu i IGF-1; w pierwszym przypadku, w przedziale pomiędzy 5.6 a 41%, natomiast w drugim – o 15% (El-Desoky, 2013; Fournier, 2013). Zwiększa w ten sposób o 46% wydajność syntezy białek mięśniowych, o 35% stopień koncentracji białek kurczliwych włókienek mięśniowych oraz o 4% masę mięśniową gryzoni (Voltarelli, 2008, 2011).
Te obiecujące wyniki eksperymentów na zwierzętach znajdują też potwierdzenie w badaniach z udziałem ludzi, głównie aktywnych fizycznie i sportowców.
Już w 2006 r. Lu podzielił 16. studentów na dwie grupy, podając ochotnikom przez 3 tygodnie 7.5 g spiruliny lub taką samą ilość białka sojowego jako placebo i poddając ich w przededniu i ostatnim dniu próby ciężkiemu treningowi biegowemu. Studenci uzupełniający spirulinę, w porównaniu z ochotnikami otrzymującymi placebo, byli w stanie biec do wyczerpania o 22 s dłużej, przy czym stężenie świadczącej o uszkodzeniu włókien mięśniowych kinazy kreatynowej w ich krwi kształtowało się na niższym o ok. 52%, zaś stężenie świadczącego o intensywności wykonanej pracy kwasu mlekowego – na wyższym o ok. 38% poziomie.
Maria Kalafati podzieliła w 2009 r. 9. średnio wytrenowanych ochotników na dwie grupy, albo podając im przez 4 tygodnie 6 g spiruliny dziennie, albo taką samą ilość białka jajecznego jako placebo, i poddając badanych testom biegowym. Dwa uzyskane przez autorkę wyniki możemy uznać za znamienne dla oceny spiruliny jako suplementu wspomagającego rozwój umięśnienia: niższy o ok. 15%, w porównaniu z placebo, poziom kinazy kreatynowej i dłuższy o ok. 20 s czas biegu sprinterskiego do wyczerpania, gdzie drugi parametr zaświadczał ewidentnie o dodatnim wpływie spirulina na rozwój wytrzymałości siłowej (rozwój wytrzymałości siłowej idzie zawsze w parze z rozwojem masy mięśniowej, gdyż za rozwój jednej i drugiej cechy motorycznej i morfologicznej odpowiadają te same włókna mięśniowe).
Podobne doświadczenie przeprowadził w 2010 r. Franca, tyle że tym razem badacz zaprosił do swoich badań 18. doświadczonych kolarzy; cyklistów podzielono na dwie grupy, albo podając im przez 4 tygodnie 7.5 g spiruliny dziennie, albo taką samą ilość skrobi kukurydzianej jako placebo. Ochotnicy z grupy spiruliny, w porównaniu z grupą placebo, osiągali na treningach większą o 1-3 km/h średnią prędkość, a poziom kinazy kreatynowej w ich krwi obniżył się o ok. 14%, podczas gdy stężenie kwasu mlekowego (mierzone poziomem katalizującego jego przemiany enzymu) wzrosło o ok. 17%.
Najwięcej chyba jednak na temat anabolicznego potencjału spiruliny mówi nam badanie Sandhu, opublikowane w 2010 roku.
Zarówno ćwiczenia oporowe (trening siłowy), jak również hormony czy inne środki anaboliczne, pobudzają rozwój muskulatury i powstrzymują utratę masy mięśniowej, najlepsze efekty daje jednak zawsze połączenie jednej i drugiej metody. I tę problematykę w kontekście spiruliny badał właśnie Sandhu, kompletując grupę 20. trenujących i 20. nietrenujących siłowo ochotników. W jednej i drugiej grupie autor wyodrębnił dodatkowe dwie podgrupy, w których ochotnicy otrzymywali przez 8 tygodni, jako dodatek do swojej stałej diety, albo 2 g spiruliny, albo taką samą ilość mąki jako placebo. Autor, niestety, nie zbadał wpływu spiruliny na masę mięśniową i skład ciała, skupiając się jedynie na dwóch cechach motorycznych – sile mięśni i wytrzymałości siłowej. W izometrycznych testach siłowych, w porównaniu z nietrenującą grupą placebo, nietrenujący ochotnicy spożywający spirulinę poprawili szczytową i średnią moc mięśni oraz wytrzymałość siłową – odpowiednio – o ok. 7, 16 i 26%. Natomiast w tych samych testach siłowych, w porównaniu z trenującą grupą placebo, trenujący siłowo ochotnicy z grupy spirulinowej poprawili szczytową i średnią moc mięśni oraz wytrzymałość siłową – odpowiednio – o ok. 36, 32 i 30%.
Wyraźnie więc widzimy, że w tym modelu badawczym spirulina zachowywała się jak klasyczny środek anaboliczny, wpływając pozytywnie na sprawność naszych mięśni, szczególnie efektywnie w połączeniu z treningiem siłowym.
Alga dla atlety
Wyniki wyżej omówionych badań zdają się wyraźnie wskazywać na algi jako na znakomite uzupełnienie sportowej diety. Warto więc zachęcać sportowców, szczególnie z dyscyplin siłowych i sylwetkowych, do systematycznego włączania ich do swojego menu – czy to w postaci wyszukanych kulinariów, takich jak kombu, wakame lub nori, czy też proszkowanych lub tabletkowanych suplementów diety, tak jak w przypadku chlorelli i spiruliny.
