Усталость и роль Бета-Аланина.

Даже монстры, способные баловаться со штангой под 500 кило, раньше или позже устают. Однако между «раньше» у новичка и «позже» у профи лежит пропасть времени. Так что же такое усталость и как с ней бороться?

Усталость – штука сложная, и без некоторого углубления в дебри биохимии нам ее не понять. Итак, в конечном итоге, усталость наступает тогда, когда, с одной стороны, истощаются запасы энергии (т.е. аденозин-трифосфата, фосфокреатина, и гликогенов), а с другой стороны, межклеточное пространство «забивается» продуктами распада (аденозин-дифосфатом, неорганическими фосфатами, гидрогенными ионами Н+ и магнезией).

Нам известны две главные причины усталости: накопление Н+ ионов в межклеточной среде (при кратковременной интенсивной работе) и оксидативный стресс (при длительной работе).

Замедлить накопление Н+ ионов может карнозин [26]. Именно он приводит в действие важные процессы, включая повышение физиологической буферной ёмкости [21], снижение оксидативного стресса [17], и прямое ускорение процессов возбуждения и сокращения миофибрилл (ЕСС) [2]. Мы с вами помним, что сокращение миофибрилл оптимально при нейтральной pH (7.1) и ухудшается при «закислении» среды (pH 6.1). Межмышечная концентрация лактата и H+ повышаются вследствие интенсификации гликолиза. Однако исследования показывают, что в некоторых случаях концентрация лактата в мышцах может достигать огромных значений без негативных последствий для работоспособности. В чем же дело? А дело в карнозине – именно он работает как физиологический буфер, связывая вредоносный лактат [22]. Кстати, он же снижает вред оксидативного стресса, который разрушает жиры и белки, и тем самым также отдаляет усталость [17]. Важно и то, что воздействие карнозина на мышечное волокно приводит к открытию рианодиновых рецепторов и тем самым позволяет мышцам вступать во взаимодействие с рядом важных веществ (кофеином и Ca++) [2].

Вы спросите: а при чем же тут бета-аланин?

Всё дело в том, что карнозин синтезируется карнозин-синтазой из аминокислот Бета-Аланина и Гистидина [8]. Современные исследования показывают, что прием Бета-Аланина меняет концентрацию карнозина в мышцах и благоприятно влияет на спортивную форму [7,8,9], увеличивая силу и работоспособность [10,11,12], мощность движений [27], стимулируя важные для спортсменов аэробные и анаэробные процессы [29].

Сам по себе бета-аланин, это кислота, а точнее 3-аминопропионовая кислота. В организме он образуется в результате деградации дигидроурацила и карнозина и входит в состав естественных белков карнозина и ансерина, а также является частью пантотеновой кислоты (витамин В5), которая входит в состав кофермента А. Бета-аланин метаболизируется в организме до уксусной кислоты.

Хватит теории – перейдем к практике…

Бета-Аланин для тренировок с «железом».

Тренировки с железом – это повседневная рутина бодибилдеров, штангистов и пауэрлифтеров. Впрочем, «железо» так или иначе нужно всем. Принято считать, что упражнения для тренировки силы выполняются на 1-5 повторов, а для набора массы – на 8-12 повторов [19]. Первый режим осуществляется за счет фосфагенов (аденозин-трифосфат и креатин-фосфат), а второй режим зависит от гликолитических процессов. Исследования показали, что прием бета-аланина в течение 4-10 недель «срабатывает» при относительно большом числе повторов (нагрузки от 70 до 85%) и при коротких паузах отдыха (30-90 секунд) [10,11]. Например, прием по 4,8 гр.\день бета-аланина в течение 30 дней хорошо тренированными мужчинами (это важно!) при высокой интенсивности тренировок с короткими паузами отдыха (до 1.5 мин.) привели к увеличению тренировочных объемов на 22%. Более того, Hoffman et al. [11] выявил существенный прогресс в тренировках при выполнении атлетами 4-х подходов по 6-8 повторов в жиме лежа.

Однако при увеличении паузы отдыха до 5 минут и при работе с новичками эффект бета-аланина исчезает [14]. Еще одно подтверждение того факта, что спортпит нужно употреблять тогда, когда организм готов его принять, когда уровень мастерства и степень тренированности достаточны!

Бета-Аланин для высокоинтенсивных интервальных тренировок.

Высокоинтенсивные интервальные упражнения длятся обычно от 30 до 120 секунд. Для такого режима характерно быстрое накопление высоких концентрация лактата, Н+ и прочих метаболитов. Безусловно, прием бета-аланина должен помочь. Так, например, в эксперименте [9] опытные велосипедисты работали на уровне 110% нагрузки в течение 60 секунд до полного изнеможения. Выносливость увеличилась на 12% после 4 недель приема бета-аланина, и на 16% после 10 недель. Кстати, внутримышечная концентрация карнозина при этом увеличилась на 58 и 80% соответственно!

Однако в другом эксперименте спринтеры принимали по 4.8 гр. бета-аланина ежедневно с пользой для себя, а вот их коллеги бегуны на 400 м никакой пользы не получили от тех же доз – их работоспособность не лимитируется концентрацией Н+ [4].

Бета-Аланин для тренировки выносливости.

Выносливость лимитируется главным образом так называемым лактатным порогом (lactate threshold – LT). Stout et al. [23,24,25] исследовали эффект бета-аланина на аэробную емкость и нейромускулярное истощение. Они обнаружили, что прием бета-аланина в течение 28 дней (по 3.2 гр.\день) нетренированными мужчинами повышал их работоспособность на 16%. Нетренированные женщины улучшили показатели на 13%. Речь шла о катании на велотренажерах. Что ж, значит, бета-аланин в некоторых случаях действует и на новичков!

Бета-Аланин и Креатин.

Известно, что прием креатина снижает содержание в крови молочной кислоты, которая накапливается при высокоинтенсивной работе и выполнении субмаксимальных упражнений [1,20]. Показано, что креатин повышает внутримышечный уровень карнозина. Скорее всего, это происходит за счет уничтожения свободных радикалов и экономии расхода карнозина как такового [3]. Поскольку прием креатина может положительно влиять на поддержание уровня мышечной pH при выполнении упражнения, предполагается, что креатин поможет бета-аланину в его работе. Zoeller et al. [29] обнаружил, что бета-аланин и креатин сами по себе способны усилить пару признаков аэробной работоспособности, а вот комбинация этих препаратов усиливает до 8 показателей! В целом доказано, что совместный прием бета-аланина и креатина значительно влияет на силу, объем тренировок и сухую массу тела [10].

Так что принимать бета-аланин вместе с креатином следует и пауэрлифтерам, и любителям аэробики!

Кстати, бета-аланин эффективно устраняет боль в мышцах после тренировки и, как было доказано, ускоряет восстановление после травм. [16]

Влияние пола, возраста и тренировочного опыта на прием бета-аланина.

Обобщая, можно сказать, что и молодым мужчинам, и молодым женщинам бета-аланин идет на пользу – и нейромускулярная выносливость, и время работы до истощения явно увеличиваются [24]. Однако вот возраст точно оказывает влияние – в то время как юноши и девушки демонстрируют до 12-15% увеличения работоспособности, их соперники постарше демонстрируют прирост вдвое бОльший [23,24,25]. Скорее всего эти цифры объясняются более низким начальным уровнем мышечного карнозина у старших испытуемых (порой на 45% ниже).

Что же касается опыта тренировок, то спринтеры и бодибилдеры имеют в активе больший уровень концентрации карнозина по сравнению с марафонцами и нетренированными гражданами [18,27]. Однако в любом случае, тренировки с железом или интервальные тренировки от 4 до 10 недель малоэффективны [14,15]. И хотя сами по себе тренировки и сам по себе прием бета-аланина не очень влияют на уровень карнозина, сочетание тренировок и приема бета-аланина оказывается весьма эффективным [5,7]. Причем работает это сочетание как для тренированных, так и для мало тренированных атлетов [4,9,14].

Дозировка Бета-Аланина.

В известных мне исследованиях изучались дозировки Бета-Аланина от 1.6 до 6.4 гр. ежедневно в течение месяца (8,9). Показано, что чем выше доза Бета-Аланина, тем выше концентрация карнозина. Однако увеличение дозы Бета-Аланина неминуемо приводит к негативным последствиям для испытуемого [8]: жжению и покалыванию кожи, раздражению кожи головы, жжению ушей, головы, шеи, спины, и в итоге парестезии (которые связаны с раздражением периферических нервов). Негативные последствия начинаются уже при дозировке 0.8 гр. Вообще-то эффекты эти объясняются выбросом в кровь гистидина – это практически то же самое, что и выброс гистаминов при аллергической реакции. И хотя в целом все эти последствия абсолютно неопасны, вреда не причиняют, но и приятного в них мало, а потому дозировку повышать вряд ли целесообразно. Лучше уж принимать Бета-Аланин часто (каждые 3 часа) но в малых дозах (по 0.8 гр.) в течение всего дня [7,8,9]. Кстати, именно через 3 часа уровень Бета-Аланина возвращается к нормальному. Еще один вариант приема, предложенный учеными недавно, таков: по 1.6 гр. 4 раза в день в течение 4 недель [29].

Применение на практике.

Наверное, самыми популярными спортивными добавками, содержащими бета-аланин, являются Jack3d (USPlabs), NO Shotgun (VPX) и White Flood (Controlled Labs).

Прием бета-аланина призван повысить уровень карнозина в мышцах, и тем самым способствовать набору высокой спортивной формы. Карнозин – мощный ионный буфер, который эффективно отдаляет наступление усталости. Ежедневный, на протяжении 4-10 недель прием бета-аланина в дозах от 3 до 6.5 гр. в день, разделенных на порции по 0.8-1.6 гр., с интервалом 3 часа, повышает уровень карнозина на 30-80% [7,8,9,14].

Есть смысл также принимать бета-аланин по «пирамидальной» схеме: по 3.2 гр в течение первой недели, затем по 4.8 гр. в течение второй недели, и затем по 6.4 гр на протяжении всего курса [8]. Если же ты решил принять высокую дозу бета-аланина для резкого достижения невероятной работоспособности, то помни – спортпит этот «работает» только при длительном приеме (от 4 до 10 недель непрерывно). Так что начинать надо как минимум за месяц до соревнований [9]. И более того, после прекращения приема бета-аланина уровень карнозина остается повышенным еще как минимум 9 недель [6].

Чем выше уровень лактата, тем оптимальнее действие бета-аланина. Вот почему для культуристов бета-аланин важнее, чем для бегунов на средние дистанции при условии работы с «железом» на уровне 8-12 повторов с весом 60-85% [10,11,12]. А вот пауэрлифтерам, работающим с высокой интенсивностью (вес 85-100% на 1-5 повторов) бета-аланин помогает значительно меньше [14].

Прерывистый, интервальный тренинг, если он длится 30-90 секунд (как в хоккее), требует бета-аланина, а вот бег на 100 метров – практически не требует.

Кстати, с возрастом потребность в бета-аланине возрастает [25].

Еще один интересный факт: Исследование Hoffman J. R. в 2014 году на солдатах [13] показало, что 4-х недельный курс приема не оказывал влияния на умственную деятельность, однако повышал силовую выносливость, скорость прицеливания и меткость стрельбы. Авторы подчеркивают высокую перспективность применения бета-аланина среди военного персонала для повышения работоспособности мозга и физической выносливости в условиях стресса.

И последнее: сочетание бета-аланина с креатином работает гораздо мощнее, чем каждое из веществ по отдельности [10,23,29].

Литература

1. Balsom PD, Soderlund K, Sjodin B, and Ekblom B. Skeletal muscle metabolism during short duration high-intensity exercise: Influence of creatine supplementation. Acta Physiol Scand 154: 303–310, 1995.
2. Batrukova MA and Rubtsov AM. Histidine-containing dipeptides as endogenous regulators of the activity of sarcoplasmic reticulum Ca-release channels. Biochim Biophys Acta 1324: 142–150, 1997.
3. Derave W, Jones G, Hespel P, and Harris RC. Creatine supplementation augments skeletal muscle carnosine content in senescence-accelerated mice (SAMP8). Rejuvenation Res 11: 641–647, 2008.
4. Derave W, Ozdemir MS, Harris RC, Pottier A, Reyngoudt H, Koppo K, Wise JA, and Achten E. Beta-alanine supplementation augments muscle carnosine content and attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters. J Appl Physiol 103: 1736–1743, 2007.
5. Harris R, Edge J, Kendrick I, Bishop D, Goodman C, and Wise J. The effect of very high interval training on the carnosine content and buffering capacity of V lateralis from humans. FASEB J 21: 761, 2007.
6. Harris R, Jones G, Kim H, Kim C, Price K, and Wise J. Changes in muscle carnosine of subjects with 4 weeks of supplementation with a controlled release formulation of beta-alanine (Carnosyn), and for 6 weeks post. FASEB J 23: 599.4, 2009.
7. Harris R, Kendrick IP, Kim C, Kim H, Dang VH, and Lam TQ. Effect of physical training on the carnosine content of v. lateralis using a one-leg training model. Med Sci Sports Exerc 39: S91, 2007.
8. Harris RC, Tallon MJ, Dunnett M, Boobis L, Coakley J, Kim HJ, Fallowfield JL, Hill CA, Sale C, and Wise JA. The absorption of orally supplied beta-alanine and its effect on muscle carnosine synthesis in human vastus lateralis. Amino Acids 30: 279– 289, 2006.
9. Hill CA, Harris RC, Kim HJ, Harris BD, Sale C, Boobis LH, Kim CK, and Wise JA. Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity. Amino Acids 32: 225–233, 2007.
10. Hoffman J, Ratamess N, Kang J, Mangine G, Faigenbaum A, and Stout J. Effect of creatine and beta-alanine supplementation on performance and endocrine responses in strength/power athletes. Int J Sport Nutr Exerc Metab 16: 430–446, 2006.
11. Hoffman JR, Ratamess NA, Faigenbaum AD, Ross R, Kang J, Stout JR, and Wise JA. Short-duration beta-alanine supplementation increases training volume and reduces subjective feelings of fatigue in college football players. Nutr Res 28: 31–35, 2008.
12. Hoffman J, Ratamess NA, Ross R, Kang J, Magrelli J, Neese K, Faigenbaum AD, and Wise JA. Beta-alanine and the hormonal response to exercise. Int J Sports Med 29: 952–958, 2008.
13. Hoffman J. R. et al. β-alanine supplementation improves tactical performance but not cognitive function in combat soldiers //Journal of the International Society of Sports Nutrition. – 2014. – Т. 11. – №. 1. – С. 15.
14. Kendrick IP, Harris RC, Kim HJ, Kim CK, Dang VH, Lam TQ, Bui TT, Smith M, and Wise JA. The effects of 10 weeks of resistance training combined with beta-alanine supplementation on whole body strength, force production, muscular endurance and body composition. Amino Acids 34: 547–554, 2008.
15. Kendrick IP, Kim HJ, Harris RC, Kim CK, Dang VH, Lam TQ, Bui TT, and Wise JA. The effect of 4 weeks beta-alanine supplementation and isokinetic training on carnosine concentrations in type I and II human skeletal muscle fibres. Eur J Appl Physiol 106: 131–138, 2009.
16. Nagai K, Suda T, Kawasaki K, Mathuura S. Action of carnosine and beta-alanine on wound healing. [1986, 100(5):815-821
17. Nagasawa T, Yonekura T, Nishizawa N, and Kitts DD. In vitro and in vivo inhibition of muscle lipid and protein oxidation by carnosine. Mol Cell Biochem 225: 29–34, 2001.
18. Parkhouse WS, McKenzie DC, Hochachka PW, and Ovalle WK. Buffering capacity of deproteinized human vastus lateralis muscle. J Appl Physiol 58: 14–17, 1985.
19. Peterson MD, Rhea MR, and Alvar BA. Maximizing strength development in athletes: A meta-analysis to determine the dose-response relationship. J Strength Cond Res 18: 377–382, 2004.
20. Prevost MC, Nelson AG, and Morris GS. Creatine supplementation enhances intermittent work performance. Res Q Exerc Sport 68: 233–240, 1997.
21. Rousseau E and Pinkos J. pH modulates conducting and gating behaviour of single calcium release channels. Pflugers Arch 415: 645–647, 1990.
22. Skulachev VP. Biological role of carnosine in the functioning of excitable tissues. Centenary of Gulewitsch’s discovery. Biochemistry (Mosc) 65: 749–750, 2000.
23. Stout JR, Cramer JT, Mielke M, O’Kroy J, Torok DJ, and Zoeller RF. Effects of twenty-eight days of beta-alanine and creatine monohydrate supplementation on the physical working capacity at neuromuscular fatigue threshold. J Strength Cond Res 20: 928–931, 2006.
24. Stout JR, Cramer JT, Zoeller RF, Torok D, Costa P, Hoffman JR, Harris RC, and O’Kroy J. Effects of beta-alanine supplementation on the onset of neuromuscular fatigue and ventilatory threshold in women. Amino Acids 32: 381–386, 2007.
25. Stout JR, Graves BS, Smith AE, Hartman MJ, Cramer JT, Beck TW, and Harris RC. The effect of beta-alanine supplementation on neuromuscular fatigue in elderly (55–92 years): A double-blind randomized study. J Int Soc Sports Nutr 5: 21, 2008.
26. Suzuki Y, Ito O, Mukai N, Takahashi H, and Takamatsu K. High level of skeletal muscle carnosine contributes to the latter half of exercise performance during 30-s maximal cycle ergometer sprinting. Jpn J Physiol 52: 199–205, 2002.
27. Tallon MJ, Harris RC, Boobis LH, Fallowfield JL, and Wise JA. The carnosine content of vastus lateralis is elevated in resistance-trained bodybuilders. J Strength Cond Res 19: 725–729, 2005.
28. Wilson, Jacob M., Wilson, Gabriel J., Zourdos, Michael C., Smith, Abbie E., and Stout, Jeffery R. Strength and Conditioning Journal VOLUME 32 NUMBER 1 FEBRUARY 2010
29. Zoeller RF, Stout JR, O’Kroy AJ, Torok DJ, and Mielke M. Effects of 28 days of beta-alanine and creatine monohydrate supplementation on aerobic power, ventilatory and lactate thresholds, and time to exhaustion. Amino Acids 33: 505–510, 2007.