Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: czarnuszka siewna, tymochinon, beta sitosterol, hederagenina, insulina, miostatyna, IGF-1, kortyzol, testosteron, tkanka tłuszczowa, masa mięśniowa.
Ci sportowcy, którzy nie mogą lub nie chcą stosować testosteronu i jego pochodnych, steroidów anaboliczno-androgennych, w celu wspomagania rozwoju siły i masy mięśni, często sięgają po rozmaite ziółka, podnoszące poziom własnego hormonu we krwi. O takich ziółkach często pisuję na łamach tej strony; staram się odszukać i omówić badania potwierdzające ich skuteczność we wspomaganiu rozwoju tężyzny fizycznej. W dzisiejszym artykule skupię się na czarnuszce siewnej, znanej głównie jako przyprawa zaokrąglająca smak aromatycznych wypieków, gdyż aktualny stan badań wskazuje na tę roślinę, jako na wyjątkowo atrakcyjny środek wspomagania wysiłku, szczególnie dla sportowców z dyscyplin siłowych i sylwetkowych. Wymowa tych badań leży również u podstawy faktu, że firmy oferujące odżywki dla sportowców dodają coraz częściej ekstrakty z czarnuszki do suplementów wskazywanych jako środki wspomagające rozwój masy i siły mięśni, jak ma to np. miejsce w przypadku Biosterolu Megabola czy T-100 LTD Edition Olimpu.
Składniki
W smolistych ziarnach czarnuszki znaleziono przynajmniej trzy składniki, których aktywności możemy przypisać wspomagające działanie tego zioła na rozwój muskulatury i spalenie tłuszczu: tymochinon, beta sitosterol i hederageninę.
Tymochinon, podobnie jak inne związki z grupy chinonów, np. ubichinon (koenzym Q10), menachinon (witamina K2) czy pirolochinolinochinon (PQQ), wykazuje powinowactwo do mitochondriów, usprawniając pracę tych organelli. W 2015 r., w odniesieniu do tymochinonu, takie właśnie właściwości tego związku obserwował Silachev.
Mitochondria, jak pewnie wszyscy wiemy, to elektrociepłownie komórkowe, spalające składniki pokarmowe i zamieniające ich energię chemiczną na energię termiczną i użyteczną (ATP). Dzięki nim nasze ciało zachowuje odpowiednią temperaturę i zmienia pozycję w przestrzeni. Od ilości i sprawności mitochondriów zależy m.in. tempo spalania kwasów tłuszczowych, czyli też nasza wydolność i stopień otłuszczenia ciała. Dużej liczby sprawnych mitochondriów wymagają komórki o najwyższym zapotrzebowaniu energetycznym, przede wszystkim więc włókna mięśniowe. Od ilości i sprawności mitochondriów zależy nie tylko wytrzymałość mięśni na zmęczenie, ale również ich siła i masa. Mitochondria wpływają dodatnio na hipertrofię włókien mięśniowych, co udowodniła w 2015 r. Cristina Mammucari. Jak natomiast dowiedziono w kilku badaniach z udziałem sportowców, usprawnienie funkcjonalności mitochondriów, poprzez suplementację koenzymu Q10, ułatwia redukcję tłuszczu oraz rozwój masy i siły mięśni (Cooke, 2008; Kon, 2008; Alf, 2012). Czy podobne właściwości uda się przypisać również tymochinonowi…?
W 2015 r. Bashandy pozbawił szczury anabolicznej aktywności insuliny, podając gryzoniom streptozotocynę – substancję niszczącą komórki trzustki produkujące ten hormon. Jednakże w tej grupie zwierząt, w której podawano dodatkowo tymochinon, spadł poziom katabolicznego hormonu TNF alfa (- 60%) a podniósł się anabolicznej adiponektyny (+ 60%) i insuliny (+ 43%), uległ obniżeniu poziom markera rozpadu włókien mięśniowych (- 32%) i katabolizmu białek (- 30%), a jednocześnie podwyższył się poziom markera anabolizmu białek (+ 9%) i ostatecznie wzrosła ogólna masa ciała (+ 44%).
Beta sitosterol jest steroidem roślinnym o charakterze alkoholu, należącym do grupy związków nazywanych ogólnie fitosterolami. Steroidy to związki chemiczne o charakterystycznej strukturze (cztery pierścienie węglowe: A, B, C, D) i doniosłym znaczeniu dla królestwa zwierząt i roślin. Wiele z nich, jak doskonale wiemy, pełni funkcję hormonów anabolicznych, zatrzymujących białko w ludzkim organizmie, a tym samym – rozwijających masę naszych mięśni; chodzi tu głównie o męskie i żeńskie hormony płciowe – androgeny i estrogeny, ze swoimi sztandarowymi przedstawicielami – testosteronem i estradiolem. Czy również więc podobny do tych hormonów beta sitosterol wykazuje aktywność anaboliczną…?
Beta sitosterol bywa głównym składnikiem mieszanek fitosterolowych, oferowanych jako suplementy sportowe, ułatwiających rozwój masy mięśniowej a generalnie tworzących hipotetyczną alternatywę dla zakazanych w sporcie leków anabolicznych, pochodnych testosteronu – steroidów anaboliczno-androgennych. Szerokie badania wpływu takich mieszanek na skład ciała zwierząt hodowlanych przeprowadzili polscy naukowcy, kierowani przez Henryka Różańskiego, w 2004 roku. Jak ustalili: dodatek kompozycji fitosteroli do dobrze zbilansowanej diety zwiększał przyrost masy mięśniowej zwierząt w przedziale od 18 do 26%. W 2006 roku zebrano natomiast wywiady od trenujących siłowo ochotników, przyjmujących przez 30 dni 250 mg opracowanej przez Różańskiego mieszanki fitosteroli, gdzie bazę podstawową (100 mg) tworzył właśnie beta sitosterol. Jak się okazało, ochotnicy poprawili masę ciała średnio o 2-3 kg i prawie wszyscy (90%) zwiększyli obciążenia treningowe.
Jak udowodnił Sujatha w 2009 r., beta sitosterol aktywuje w komórkach mięśniowych wszystkie elementy szlaku sygnałowego insuliny i IGF-1, biegnącego poprzez kinazę Akt, a tym samym – poprzez dobrze znaną wszystkim atletom kinazę mTOR, kontrolującą etap anabolizmu nazywany translacją, a polegający na wiązaniu poszczególnych aminokwasów w złożone struktury białek.
Najnowsze, wykonane w tym zakresie doświadczenie rzuca jeszcze więcej światła na mechanizmy anabolicznej aktywności beta sitosterolu; chodzi konkretnie o badanie Taha AA Naji, którego wyniki opublikowano w styczniu 2014 roku a którego autor testował przydatność beta sitosterolu w tuczu brojlerów. Kurczaki z grupy kontrolnej żywiono tutaj standardowo, podczas gdy na każde 100 g karmy przeznaczonej dla ptaków z grup eksperymentalnych dodawano, odpowiednio, 2.5, 5.0 i 7.5 g beta sitosterolu. Po 6. tygodniach tuczu, w porównaniu z kontrolą, każda dawka beta sitosterolu doprowadziła do większego przyrostu masy ciała kurcząt; przy najwyższej dawce różnica na plus sięgnęła wartość – ponad 14%. Przyrost masy ciała wynikał tutaj z większego rozwoju masy mięśniowej, wiązał się bowiem z 80-procentowym wzrostem aktywności anabolicznej kinazy mTOR oraz 90- i 60-procentowym spadkiem poziomu, odpowiednio, katabolicznej ubikwityny i miostatyny, w mięśniach ptaków wspomaganych beta sitosterolem, w porównaniu z żywionymi standardowo kurczakami.
Miostatyny nie trzeba chyba Czytelnikom przedstawiać, gdyż jest to znakomicie znany atletom hormon o aktywności katabolicznej, stopujący, jak sama jego nazwa wskazuje, rozwój muskulatury. Jeżeli natomiast chodzi o mniej popularną ubikwitynę, należy powiedzieć, że jest to podstawowa molekuła regulatorowa, wyznaczająca i kierująca białka mięśniowe do procesów katabolicznych.
Hederagenina należy do grupy triterpenoidów, nazywanych wymiennie metylo- lub pseudosteroidami, łudząco podobnych (pierścienie węglowe) do omówionych powyżej steroidów. W związku z tym naukowcy od dawna podejrzewali, że niektóre pseudosteroidy mogą wykazywać aktywność anaboliczną, podobnie jak niektóre steroidy. Niedawno, niezbicie potwierdzono te domniemania w odniesieniu do kwasu ursolowego (Kunkel, 2011, 2012; Ogasawara, 2013; Bang, 2014) – i to zarówno w eksperymentach na zwierzętach, jak też w badaniach z udziałem trenujących siłowo atletów. Hederagenina jest natomiast wersją molekularną kwasu oleanolowego, bliźniaczo podobnego do kwasu ursolowego. Jeżeli natomiast chodzi o molekularne wersje kwasu oleanolowego, to pod kątem anabolicznych właściwości, w eksperymentach prowadzonych na potrzeby gospodarki rybackiej, przebadano dość dokładnie kwas 2-alfa-hydroksyoleanolowy, znany również pod swoimi synonimami: kwas maslinowy lub krategolowy.
Wyniki pierwszego badania, wykonanego przez zespół pod kierownictwem Peragona, opublikowano już w 1998 roku. Potem na czele zespołu o niemal takim samym składzie stanęła Monica Fernandez-Navarro, wykonując następne dwie prace – publikowane kolejno – w 2006 i 2008 roku. Podobne badania przeprowadził Wen w 2005 i 2006, a także – w 2006 r. – Hidalgo. W zasadzie wszystkie te doświadczenia dawały podobne rezultaty: ryby dokarmiane kwasem maslinowym rosły znacznie szybciej od swoich krewniaczek, spożywających dokładnie takie same ilości karmy, ale pozbawionej badanego tutaj składnika diety. Różnice we wzroście były tym bardziej widoczne – im większe dawki maslinianu dodawano do karmy. Przy dawce 250 mg/kg paszy – ryby rosły o 12% szybciej i osiągały ostatecznie o 32% większą masę ciała od zwierząt z grupy kontrolnej. Zaobserwowano, że różnica wzrostu brała się głównie z różnicy w rozwoju masy mięśniowej; w komórkach mięśniowych ryb-gigantów odnotowano znacznie podwyższony poziom białka oraz DNA i RNA (kwasów nukleinowych, prowadzących syntezę protein) – a także – znacznie szybsze tempo anabolizmu białek, w porównaniu z komórkami mięśniowymi ryb-karzełków, pozostających na diecie bez dodatku kwasu maslinowego.
Jeżeli natomiast chodzi o bliźniaczkę kwasu maslinowego – hederageninę, na dzień dzisiejszy dysponujemy tylko jednym badaniem, którego wyniki możemy interpretować jako przemawiające za anaboliczną aktywnością tego związku, niewiele ustępującą podobnym właściwościom kwasu ursolowego…
Otóż, w 2007 r. Jung testował aktywność kilku triterpenoidów, m.in. kwasu ursolowego i hederageniny, względem szlaku sygnałowego anabolicznej insuliny, dowodząc, że oba związki wyraźnie wzmacniają aktywność tego hormonu – odpowiednio – o 115 i 50%.
Sukcesy hodowlane
Odkąd zakazano stosowania środków farmakologicznych w hodowli, w celu zwiększania produkcji mięsnej, badacze pracujący na potrzeby rolnictwa zainteresowali się żywo ziołami. Przetestowano do tej pory znaczną ilość roślin, podejrzewanych o wspomaganie przyrostu masy mięsnej zwierząt, czyli o aktywność anaboliczną. Między nimi znalazła się oczywiście czarnuszka. W wielu badaniach dowiedziono, że zastosowanie czarnych ziarenek jako dodatku paszowego daje wyraźny efekt anaboliczny. Brakuje oczywiście cierpliwości, by wszystkie te prace omówić, zerknijmy więc może tylko w wyniki wybranych eksperymentów…
Na przykład w badaniu Gulera z 2006 r., jednoprocentowy dodatek czarnuszki do paszy broilerów zaowocował w przeciągu 42 dni, w porównaniu z kurczakami żywionymi standardową karmą, większym o 6.5% przyrostem masy mięśni piersiowych a o 1.1% mniejszym przyrostem masy tłuszczu.
W 2012 roku Habeeb eksperymentował z przyprawami w tuczu bydła; konkretnie chodziło o kozy. Podzielił młode zwierzęta na trzy grupy, gdzie pierwsza (kontrolna) otrzymywała standardową mieszankę paszową, zaś druga i trzecia – taką samą karmę, tyle że wzbogaconą – albo czarnuszką, albo kurkumą. Po pięciu miesiącach eksperymentu autor odnotował niższy o 23% poziom kortyzolu, w porównaniu z grupą kontrolną, we krwi zwierząt karmionych paszą z dodatkiem czarnuszki. Ubytek katabolicznego hormonu przełożył się tutaj ewidentnie na efekt anaboliczny, gdyż kózki wspomagane czarnuszką zdobyły, w odniesieniu do kontroli, o 33% więcej masy ciała i zgromadziły o 13.5% więcej białka w organizmie. Kurkuma okazała się niewiele mniej efektywna od czarnuszki, ale o anabolicznych właściwościach tej przyprawy znajdziecie więcej informacji w artykule: „Kurkumina a kwestia muskulatury”.
Prawie jak insulina
W 2009 r. Al-Logmani wykonał badanie z użyciem oleju z czarnuszki i wykorzystaniem znanej nam już metody – pozbawienia szczurów anabolicznej aktywności insuliny poprzez wstrzyknięcie streptozotocyny. Streptozotocyna doprowadziła w przeciągu 3 tyg. obserwacji do 39-procentowego ubytku masy ciała i 5.5-procentowego spadku anabolizmu białek, w porównaniu z kontrolną grupą zdrowych gryzoni. Jednocześnie 5-procentowy dodatek oleju czarnuszkowego do karmy zwierząt potraktowanych streptozotocyną – w porównaniu z grupą też traktowaną tą substancją, ale żywioną standardowo – poprawił masę ciała szczurów i usprawnił ich anabolizm białek, odpowiednio, o 18.5 i 3%.
Wyniki powyższego badania sugerują, że czarnuszkę możemy zaliczyć do grona czynników naśladujących aktywność insuliny, czyli do tzw. insulinomimetyków. W tym miejscu wypada jedynie przypomnieć, że szlak sygnałowy insuliny biegnie tą samą ścieżką, którą podążają sygnały od bodaj najsilniejszego hormonu anabolicznego naszego organizmu – IGF-1.
Więcej testosteronu
Wyżej widzieliśmy, że czarnuszka posiada zdolność obniżania poziomu katabolicznego kortyzolu. Wszyscy bez wątpienia wiemy, że kortyzol jest antagonistą testosteronu – podstawowego, męskiego hormonu płciowego (androgenu) o aktywności anabolicznej, będącego molekułą modelową dla steroidów anaboliczno-androgennych, o którego wysoki poziom w krwiobiegu zabiegają wszyscy atleci. W związku z tym warto podkreślić, że czarnuszka posiada również zdolność podnoszenia poziomu testosteronu…
Dowiedziono tego w trzech badaniach na gryzoniach (Parandin, 2012; Mansour, 2013; Mohajeri, 2015). W pierwszym przypadku ekstrakt z czarnuszki, podawany przez 60 dni samcom szczurów w dobowej dawce odpowiadającej ok. 4 g po przeliczeniu na ludzi, zwiększył poziom testosteronu we krwi gryzoni, w porównaniu z solą fizjologiczną (placebo), o 22.5%, co przełożyło się wyraźnie na efekt anaboliczny, gdyż masa ciała zwierząt wzrosła o 4.5%.
Drugie, bardzo podobne badanie, potwierdziło uzyskane wcześniej rezultaty odnośnie wpływu czarnuszki na wzrost poziomu testosteronu u szczurów.
Z obu eksperymentów wyłaniał się wniosek, że czarnuszka działa jako t-booster poprzez wpływ na przysadkę; w jednym i drugim przypadku wzrost poziomu testosteronu wiązał się bowiem ze wzrostem (11-14%) poziomu hormonu luteinizującego (LH), pobudzającego nasze jądra, jak dobrze wiemy, do produkcji tego anabolicznego androgenu.
W trzeciej pracy, w której zanurzano samce myszy na 15 min. w kąpieli o temperaturze 43 stopnie, badano wpływ szoku cieplnego na czynność jąder oraz protekcyjną aktywność czarnuszki na przegrzane, męskie gruczoły płciowe. Szok cieplny obniżył ponad 5-krotnie poziom testosteronu w krwiobiegu kąpanych myszy, w stosunku do gryzoni z grupy kontrolnej. Jednocześnie jednak w grupie zwierząt kąpanych, otrzymujących 20-procentowy dodatek czarnuszki do karmy, w porównaniu z kąpanymi, ale żywionymi standardowo, poziom testosteronu utrzymywał się ciągle na prawie 4-krotnie wyższym poziomie.
Wszystkie rewelacje dotyczące czarnuszki i testosteronu, uzyskane w efekcie obserwacji poczynionych na zwierzętach, potwierdzono również w badaniu z udziałem ochotników. Chodzi tutaj o pracę badawczą Datau z 2010 r., do której jeszcze za chwilę powrócę a w której otyli mężczyźni – otrzymujący codziennie przez 3 miesiące, 3 g kapsułkowanych, sproszkowanych nasion czarnuszki – zakończyli eksperyment z wyższym o 13.5% poziomem wolnego testosteronu, w porównaniu z panami spożywającymi w tym samym czasie kapsułkowaną mąkę jako placebo.
Tłuszcz i muskuły
Ponieważ testosteron sprzyja redukcji tłuszczu i przyrostowi masy mięśniowej, podczas gdy kortyzol działa tutaj przeciwstawnie, natomiast czarnuszka podbija testosteron a zbija kortyzol, dlatego możemy się spodziewać, że spożywanie czarnych ziaren zaowocuje wspomaganiem kształtowania tężyzny fizycznej oraz muskularnej, odtłuszczonej sylwetki.
W 2014 r. Shariatifar podzielił myszy na grupy, albo dodając przez 2 tyg. do karmy gryzoni jedynie destylowaną wodę (kontrola), albo różne dawki ekstraktu z czarnuszki, odpowiadające 0.5, 1 i 2 g po przeliczeniu na ludzi, a następnie poddał zwierzęta forsującemu testowi pływackiemu.
Jeżeli chodzi o regenerację powysiłkową, najlepiej spisała się jednogramowa dawka ekstraktu z czarnuszki, skracając czas powrotu gryzoni do sił, w porównaniu z kontrolą, o ponad 57%.
Ta sama dawka najlepiej chroniła mięśnie, obniżając stężenie markera rozpadu włókien mięśniowych we krwi gryzoni… ponad 19-krotnie.
Najwyższa dawka działała natomiast najsilniej antykatabolicznie, obniżając poziom markera rozpadu białek o blisko 62%.
Powracając do przedstawionego już wyżej badania Datau z 2010 r., przeprowadzonego przy współudziale otyłych mężczyzn, wypada dodać, że panowie spożywający codziennie 3-gramowe racje czarnuszki, w porównaniu z przyjmującymi placebo, nie tylko zakończyli trwający 3 miesiące eksperyment z wyższym o 13.5% poziomem wolnego testosteronu, ale również niższą o ponad 8.5 kg wagą ciała, mniejszym o ponad 20 cm obwodem pasa oraz niższym o 6.4% poziomem markera katabolizmu białek.
I chociaż brakuje na dzień dzisiejszy koronnego dowodu potwierdzającego przydatność czarnuszki dla sportowców, np. w postaci badania z udziałem trenujących siłowo atletów, analizując jednak wyniki zaprezentowanych wyżej doświadczeń z wykorzystaniem zwierzęcych modeli badawczych oraz udziałem otyłych ochotników, możemy uznać bez cienia wątpliwości, że czarne ziarna wykażą znaczącą efektywność we wspomaganiu redukcji tłuszczu i rozwoju masy mięśniowej, m.in. w sportach z limitami wagowymi i w dyscyplinach sylwetkowych.
