Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: karotenoidy, beta karoten, luteina, zeaksantyna, astaksantyna, witamina A, kwas retinowy, RAR gamma, testosteron, kortyzol, IGF-1, masa i siła mięśni.
Dzisiaj już wiemy, że ruch jest najlepszym lekiem na wiele chorób i najskuteczniejszym środkiem przeciwstarzeniowym. Wszystko z uwagi na fakt, że pracujące mięśnie zachowują się jak gruczoł wewnątrzwydzielniczy, produkując i eksportując do krwi szeroką gamę hormonów tkankowych, pomocnych w prawidłowym przebiegu rozmaitych procesów życiowych. A ponieważ nieodzownym elementem zdrowego stylu życia, obok aktywności fizycznej, jest również właściwa dieta, dlatego naukowcy badają relacje zachodzące pomiędzy składnikami pokarmowymi a kondycją i konstytucją naszego umięśnienia.
Od pewnego czasu, w tym właśnie kontekście uwagę wielu zespołów badawczych przykuwają barwniki roślinne z grupy karotenoidów. Barwniki te mogą bowiem same działać podobnie do hormonów, wpływając pozytywnie na stan naszych mięśni. Działanie to może mieć ogromne znaczenie dla osób starszych, u których mięśnie z wiekiem zanikają, co nazywamy sarkopenią, a także, wiadomo (!), dla sportowców, którzy poszukują środków naturalnych, wspomagających rozwój masy mięśniowej.
Barwniki wkraczają do akcji
Niedawno przebadano np. po tym kątem najczęściej spotykany w żywności barwnik karotenoidowy, m.in. nadający pomarańczową barwę marchewce – beta karoten. W badaniu tym naukowcy podawali myszom przez 14 dni po 0.5 mg beta karotenu dziennie, obserwując wyraźny przyrost wagi i siły ich mięśni, a także wzrost przekroju poprzecznego włókien mięśniowych. Dzięki temu doświadczeniu ustalono również, że z jednej strony beta karoten hamuje mechanizmy kataboliczne, degradujące białka mięśniowe, z drugiej natomiast pobudza w komórkach mięśniowych produkcję silnego hormonu anabolicznego, budującego białka mięśniowe – mIGF-1 – mięśniowej wersji molekularnej insulinopodobnego czynnika wzrostu typu 1 (Kitakaze, 2015).
Prawdopodobnie nie tylko czerwony beta karoten wpływa pozytywnie na mięśnie, ale również żółte barwniki karotenoidowe – luteina i zeaksantyna, znane głównie ze swego pozytywnego wpływu na narząd wzroku. Przekonuje nas o tym eksperyment chińskich naukowców, którzy badali poziom m.in. tych trzech karotenoidów w krwiobiegu ponad 1500. ochotników i obserwowali przez ponad 3 lata m.in. zmiany w obrazie ich mięśni szkieletowych. Jak się okazało, poziom wszystkich trzech karotenoidów wykazywał znaczącą, dodatnią korelację z rozmiarem masy mięśniowej, a różnica w wadze muskułów na korzyść ochotników przyjmujących najwięcej karotenoidów, w porównaniu ze spożywającymi ich najmniej, wahała się w przedziale: 1.77-2.34%. (Chen, 2016).
Nie było to oczywiście jedyne badanie, dowodzące związku pomiędzy poziomem spożycia tych trzech karotenoidów a stanem naszego umięśnienia. Już we wcześniejszych pracach naukowych, wykorzystujących niemal identyczny (jak powyższy) model badawczy, obserwowano niezwykle wyraźną, dodatnią korelację pomiędzy poziomem karotenoidów we krwi a sprawnością ruchową, tężyzną fizyczną i siłą mięśniową ochotników (Semba, 2003; Cesari, 2004; Semba, 2006). Przy czym różnica siły na korzyść ochotników przyjmujących najwięcej karotenoidów, w porównaniu ze spożywającymi ich najmniej, wynosiła tu średnio ok. 75% (Lauretani, 2008).
Ciekawym w kontekście mięśni, pochodnym zeaksantyny karotenoidem jest astaksantyna – barwnik karotenoidowy, wytwarzany przez algi morskie, barwiący na czerwono mięso łososi i skorupiaków, w odniesieniu do którego m.in. wykazano, że podnosi w ludzkim organizmie poziom sprzyjających mięśniom hormonów anabolicznych – IGF-1 i testosteronu, a obniża stężenie szkodzącego muskułom hormonu katabolicznego – kortyzolu (Angwafor, 2008; Iwabayashi, 2009).
W 2009 roku Iwabayashi przeprowadził badanie na 35. zdrowych kobietach po menopauzie, którym podawano 12 mg astaksantyny przez 8 tygodni, obserwując wpływ tej substancji na różne parametry fizyczne i biochemiczne, związane z procesami starzenia się organizmu. Zaobserwowano wiele niezmiernie pozytywnych efektów działania astaksantyny, ale najciekawszy w kontekście dzisiejszych rozważań wydaje się jeden: średni przyrost masy mięśniowej o 90 gramów.
Jednakże już znacznie wcześniej, w 1997 roku, Malmsten podzielił czterdziestu młodych (17-19 lat) chłopców, uczniów szkoły medycznej, na dwie równe grupy, podając jednej przez 6 miesięcy 4 mg astaksantyny, zaś drugiej – nieaktywne placebo. Przed rozpoczęciem doświadczenia zmierzono siłę uczestników w teście uginania nóg na tzw. maszynie Smitha. Kiedy test ten powtórzono po 6 miesiącach, uczniowie z grupy placebo wykonali średnio po 9 ugięć więcej, podczas gdy ich koledzy z grupy astaksantyny – po 27. Przyrost siły mierzony tym testem wyniósł więc w pierwszej grupie tylko 22, natomiast w drugiej – 62%.
Prawie jak hormony
Dzisiaj już wiemy, że niektóre witaminy są w rzeczywistości hormonami, tyle że nie wytwarzanymi w gruczołach dokrewnych, jak większość zasadniczych hormonów, ale pobieranymi przez nasz organizm ze spożytego pokarmu. Nie współpracują więc z enzymami, tak jak klasyczne witaminy (np. z grupy B), tylko działają poprzez mechanizmy charakterystyczne dla hormonów steroidowych, opierające się na wiązaniu odpowiednich receptorów jądrowych i pobudzaniu genów do produkcji rozmaitych białek. Dotyczy to przede wszystkim witaminy D oraz jednej formy witaminy A – kwasu retinowego.
Aktywacja receptorów jądrowych ma generalnie ogromne znaczenie dla stanu naszych mięśni. Dobrego przykładu dostarczają tutaj anaboliczne hormony steroidowe, takie jak męskie i żeńskie hormony płciowe – androgeny i estrogeny, które, wiążąc swoje receptory jądrowe (AR i ER), pobudzają geny komórek mięśniowych do produkcji białek kształtujących masę i siłę mięśni. Podobnie działa również witamina D, aktywująca swój docelowy receptor jądrowy – VDR. To samo dotyczy wspomnianego kwasu retinowego, aktywującego w komórkach mięśniowych konkretny podtyp swojego receptora, oznaczony symbolem: RAR gamma. W badaniach bowiem dowiedziono, że kwas retinowy steruje budującym i regenerującym mięśnie procesem miogenezy (Pacifici, 1980; Hamade, 2006; Reijutjes, 2010; Ryan, 2012), a selektywna aktywacja jego receptora RAR gamma zwiększa o ponad 70% masę mięśniową myszy, w porównaniu z grupą gryzoni kontrolnych (Di Rocco, 2015).
Zapewne wszyscy wiemy, że niektóre spożyte karotenoidy przekształcają się w naszym organizmie, w witaminę A, a w kolejnych etapach przekształceń – właśnie w najaktywniejszą hormonalnie formę tej witaminy – kwas retinowy. Dotyczy to w pierwszej kolejności beta karotenu i karotenoidów do niego podobnych. Ale nie wszystkie karotenoidy posiadają zdolność przemiany do witaminy A, a za jej pośrednictwem – do kwasu retinowego. Niejednokrotnie jednak tego typu karotenoidy lub ich metabolity bywają na tyle podobne do kwasu retinowego, że bezpośrednio wiążą i aktywują jego receptory, w tym najprawdopodobniej również promięśniowe RAR gamma, co wykazano np. w odniesieniu do luteiny, zeaksantyny i astaksantyny (Sayo, 2013; Li, 2015; Ni, 2015).
I to właśnie, prawdopodobnie zdolność do przemiany w kawas retinowy lub aktywność względem receptorów tego hormonu warunkuje pozytywny wpływ na stan naszego umięśnienia karotenoidów, do wyższego spożycia których warto zachęcać trenujących siłowo atletów oraz wszystkich aktywnych, dbających o utrzymanie wysokiej sprawności ruchowej i tężyzny fizycznej do bardzo późnego wieku.
