آمینو اسیدهای شاخه دار و عملکرد ورزشکاران
دار دنیای بسیار رقابتی، تفاوت بین پیروزی و شکست اغلب بسیار ناچیز هست. در نتیجه ورزشکاران بخوبی میدانند كه فاصله بین گرفتن مدال یا هیچ مقامی کسب نکردن فقط ی چند صدم ثانیه هست.
انها تفاوت بین عملکرد بهینه و یا کم کاری را میدانند یعنی باید تمامی جنبه های ورزشی را با هم بهبود داد. ورزشکاران این را هم میدانند كه حتا اگر همه چیز بین تمامی شرکت کنندگان یکسان باشد، همون داشتن یک ذره عملکرد بهتر نسبت به بقییه افراد میتونه موجب عملکرد موفقیت آمیزتری بشه. در تنیجه مکملهای ارگوژنیک بعنوان قسمتی حیاتی از رژیمهای تمرینی افراد میباشند. یک مکملی كه ارگو ژنیک هست یعنی ماده ای هست كه موجب افزایش عملکرد ورزشکاران میشود.
از کل ۳۰،۰۰۰ مکمل غذایی كه امروزه در بازار یافت میشه بسیاری وعده ی بهینه کردن ترکیب بدن و عملکرد را میدهند در حالیکه تعداد بسیار کمتری هستند كه عملکرد بهتری را نتیجه میدهند. و با توجه به تعداد مکملها برای یک ورزشکار سخته كه تشخیص بده چی کار میکنه و چی نمیکنه.
در این مقاله ما به برسی یکی از همین مواد ارگو ژنیک یعنی اسیدهای آمینه شاخه دارخواهیم پرداخت. گر چه موارد زیادی دار مورد این امین اسیدها ذکر شده ما دار اینجا نشان خواهیم داد كه در شرایط خاصی این آمینو اسیدها عملکرد بدن را بهبود میبخشند. این مقاله اساسا روی ۳ مکانیسم عمل این آمینو اسیدها و نحوه تاثیر انها به رویه عملکرد تمرکز خاهد داشت:
۱. افزایش سنتز پروتئین و پاسخ آن در تمرینات با وزنه و مکملهای آمینو اسیدی شاخه دار
۲. بهبود کنترل وزن بدن و از دادن چربی دار طول رژیم با مصرف کالری محدود و همراه با مصرف کافی پروتئین و این آمینو اسیدها
۳. بهینه سازی استقامت از طریق ممانعت از خستگی در سیستم اعصاب مرکزی و یا عوامل دیگر
نشان داد شده كه این آمینو اسیدهای شاخدار تا یک سوم پروتئین در عضله را تشکیل میدهند (مرو ،۱۹۹۹) و از این ۳ آمینو اسید ،بروی لوسین تحقیقات زیادی انجام شده هست. و این امین اسید نشان داد كه بیشترین تاثیر فیزیولوژیکی را دارا میباشد.
از آن چیزی كه ما میدانیم لوسین بالاترین میزان اکسیده شدن را در عضلات اسکلتی دارد، نقش مهمی را در سنتز پروتئین ایفا میکند، و بصورتی منحصر بفرد در چندین پروسه متابولیکی شرکت دارد. دقیقا، محققین باور دارند كه این آمینو اسیدهای زنجیره در بخصوص لوسین، میتوانند از مکانیسمهای زیرین تاثیر گذار باشند:
۱. تغیر سیگنال دهی جهت ترشح انسولین
۲. تنظیم شروع نوسخه برداری برای پروتئین عضله
۳. دادن نیتروژن مورد نیاز جهت ساخت آمینو اسیدهای آلانین و گلوتامین
۴. جلوگیری از ورود تریپتوفان آزاد در خون به مغز و سیستم مرکزی اعصاب
میزان لوسین و آمینو اسیدهای شاخه دار دار جدول ذیر در چندین غذا داد شده است:
لوسین و تاثیر آن در تمرینات با وزنه
جزو بدیهی ترین موارد در جوامعه علمی این هست كه تمرین با وزنه موجب هایپر تروفی عضلات تحت تمرین میشود، كه این عمدتا به دلیل افزایش سنتز پروتئین در برابر تجزیه پروتئین در عضلات هست. البته مطالعات نشان داد كه تجزیه پروتئین عضلات هم در طول تمرینات قدرتی افزایش مییابد اما تنها با تغذیه درست میتوان موجب ایجاد بالانس مثبت در جهت افزایش پروتئین و حجم عضلانی شد (بلوم استراند و همکاران، ۲۰۰۶).
این قضییه به تنهائی نشانگر این است كه تغذیه به تنهایی چقدر میتواند رول مهمی را در رشد عضله بازی کند. هر دوی کرب و پروتئین جهت ایجاد این بالانس مثبت پروتئینی یا نیتروژنی نیاز هستند تا پاسخ مورد نظر از تمرینات با وزنه بدست بییاید.
تغیرات در مصرف پروتئینها خود یک موضوع داغی برای بحث هست. بعضی محققین اعتقاد دارند كه افزایش وجود آمینو اسیدها در عضلات مستقیما سنتز پروتئین را سبب میشود. دیگران بر این باورند كه افزایش سنتز پروتئین در داخل عضله نتیجه ی یک آمینو اسید تنها یا گروهی از آمینو اسیدها به نام آمینو اسیدهای شاخه ای است (بلوم استراند و همکاران، ۲۰۰۶).
بقییه نیز اعتقاد دارند كه امین اسیدهای خاصی مثل همین آمینو اسیدهای زنجیره دار قادر هستند كه مسیرهای متابولیکی مختلفی را در بدن فعال کنند مثلا تنظیم آزاد شدن انسولین، و این تاثیر آنابولیک انسولین دار جوار وجود آمینو اسیدها هست كه موجب رشد عضله میشود. البته بعضی از محققین هم اعتقاد دارند كه تمامی این موارد ذکر شده لازم و ضروری برای رشد عضله دار حال تمرین میباشند.
لوسین و تنظیم آزاد شدن انسولین:
همانطوریکه اکثریت میدانیم، آزاد شدن انسولین ارتباط با بسیاری از خصوصیات آنابولیکی دارد كه شامل ساخته شدن بافت میباشد. نشان داد شده كه مصرف انسولین هم دار طول تمرین و هم بعد از تمرین موجب تحریک سنتز شدن پروتئین و جلوگیری از تجزیه پروتئین در عضلات میشود(مانینان و همکاران، ۲۰۰۶).
زمانی اینطور باور شده بود كه ترشح انسولین بطور کامل توسط غلظت گلوکز در خون تنظیم میشود. اما مشخص شده كه آمینو اسیدها هم نقش کلیدی در تنظیم ترشح انسولین دارند.آمینو اسیدهای خاصی حتا در شرایطی كه قند خون نرمال است موجب آزاد شدن انسولین در بدن میشوند (مآنیان و همکاران،۲۰۰۶).
البته برای اینکه اکثر آمینو اسیدها بتوانند بطور موثر سلولهای بتا در لوزالمعده را تحریک به ترشح انسولین کنند، میزان ۲.۵ تا ۵ میلیمول قند خون لازم میباشد. جالب هست كه لوسین در این مورد یک استثنا هست.یعنی لوسین تنها امینو اسیدی هست كه میتواند موجب افزایش انسولین خون بصورت غیروابسته به قند خون شود (مآنینان و همکاران ۲۰۰۶). نشان داد شده كه افزایش انسولین از تجزیه پروتئین عضلات جلوگیری میکند. اما یک سال ضروری باقی میماند و آن این هست كه اگر انسولین به تنهایی بتواند سبب رشد عضله شود، پس چرا بسادگی تنها نوشیدن نوشیدنی کرب دار موجب افزایش انسولین و رشد عضله نمیتوان شد؟ در تحقیقی نشان داده شد كه در صورتیکه افراد یک نوشیدنی کرب دار با پروتئین هیدرولیز شده و لوسین مصرف کنند، انسولین خون ۲۲۱ در صد بیشتر از افرادی كه تنها محلول کرب دار مینوشند، ترشح میشود. وقتیکه افراد کرب را با محلول پروتینین هادرالیز شده اما بدون لوسین مصرف کردند، پاسخ انسولین ۶۶ دار صد بیشتر از آنهایی بود كه تنها کرب مصرف کرده بودند (ماننینان و همکاران، ۲۰۰۶).
طبق این نتایج مشخص هست كه لوسین تاثیر مثبتی درتمرینات با وزنه و تنظیم انسولین دارد. بالا بردن انسولین توسط لوسین و کرب و امینو اسید توسط پروتئین هیدرولیز شده درخون و بعد از تمرین جهت هایپر تروفی عضلانی بسیار مهم هست (ماننینان و همکاران،۲۰۰۶).
پس نتیجه این كه در طول ورزش و بعد از ورزش بهترین کار مصرف پروتئین سریع الجذب و کرب شکری و مقداری امینو اسید شاخدار مخصوصا لوسین میباشد. اما لوسین کارش را تنها از طریق انسولین انجام نمیدهد بلکه از طریق فعال کردن نوسخه برداری نیز موثر میباشد.
لوسین و شروع نوسخه برداری:
نوسخه برداری یعنی سنتز پروتئین كه توسط RNA پیامبر انجام میشود. این اولین مرحله در تشکیل پروتئین میباشد كه دو مرحله بعدی شامل دراز شدن زنجیره ای و پایان یافتن سنتز میباشد (نورتون و همکاران، ۲۰۰۶). بدون نوسخه برداری، سنتز پروتئین یا رشد عضلانی صورت نمیپذیرد.
مشخص هست كه بعد از تمرین بدن در شرایط کاتابولیک تا زمانیکه تغذیه انجام بشه. در طول این مرحله کاتابولیک، سنتز پروتئین در عضله در سطح سلولی متوقف میشود زیرا نوسخه برداری متوقف میشود.
eIF4G, eIF4E و rps6 فاکتورهایی هستند كه پروسه نوسخه برداری را دوباره روشن میکنند. و خود این فاکتورها توسط انسولین داخل سلولی و لوسین کنترل میشوند (نورتون و همکاران،۲۰۰۶). مشخص شده كه فعال سازی این مراحل جهت هایپر تروفی و رکاوری عضله ضروری میباشد (لیمن و همکاران، ۲۰۰۶). در طول تمرین لوسین به حد زیادی اکسید میشود و سطح آن در پلاسما خون پایین میاید و در نتیجه تحریک انسولین و سیگنال شروع نوسخه برداری متوقف میشود مگر اینکه بعد از تمرین تغذیه موجب معکوس کردن این موارد شود.
لوسین و تمرینات استقامتی
هر ورزشکاری میداند كه خستگی موجب کاهش قدرت عضلانی، عملکردی، گلیکوژن عضلانی، دهیدراسیون، و فشار های محیطی میشود. خستگی مرکزی، فرمی از خستگی هست كه بهمراه با تغیراتی در سیستم عصاب مرکزی میباشد. تحقیقات زیادی در مورد اثر این آمینو اسیدهای شاخه در و ارتباط انها با خستگی مرکزی و بهبود استقامتی ورزشکاران در حال اجرا هست.
فرضیه خستگی مرکزی:
این نظر كه امینو اسیدهای شاخه دار میتوانند از خستگی جلوگیری کنند چیزی تازه نمیباشد. بسیاری از مربیان و تمرین دهنده ها اشاره کرده اند كه آمینو اسیدهای زنجیره دار موجب بهبود عملکرد ورزشکار و جلو گیری از خستگی میشوند.
اینطور توضیح داده شده كه این آمینو اسیدها با امینو اسید تریپتوفان كه یک آمینو اسید ضروری هست، جهت رسیدن به مغز رقابت میکنند. تریپتوفان همانطوری كه میدانید پیش نیاز ساخته شدن سروتونین (مسول خواب و احساس خستگی ) هست و میزان تریپتوفان دار طول ورزش طولانی مدت افزایش مییابد.
وقتیکه تمرین استقامتی یا دراز مدت انجام میدهید استرس زیادی به بدن وارد کرده و تغیر هورمونی ایجاد میکنید. مخصوصا افزایش هورمونهای آدرنالین و اپینفرین كه موجب سوختن چربی میشوند و چربی را تبدیل به اسیدهای چرب و گلیسرول میکنند.
افزایش میزان این چربیهای آزاد موجب افزایش سطح f-TRP میشود و این پروتئین خود موجب افزایش سروتونین دار مغز میشود (مسن و همکاران،۲۰۰۶).
میزان زیاد سروتونین دار مغز موجب کاهش علمکرد ورزشی میشود و این را بهش خستگی مرکزی میگویند (کرو و همکاران، ۲۰۰۶). اما اگر آمینو اسیدهای شاخه دار با f-TRP به رقابت بپردازند، سطح سروتونین پایین باقی مانده موجب کاهش خستگی مرکزی و بهبود عملکرد ورزشی میشود.
تئوری جالبی به نظر میرسه نه؟ متاسفانه تحقیقاتی كه این موارد را بر رسی کرده اند پاسخهایی متفاوت گرفته اند. بسیاری از آزمایشات با حیوانها نتایج مثبتی دارند اما بسیاری از آزمایشات با انسان هیچ تاثیری را دار مصرف این آمینو اسیدها دار کاهش خستگی نشان نداده اند.
اخیرا تحقیقی روی ورزشکارانی كه پارو میزنند دار قایق رانی انجام شد و لوسین به مدت ۶ هفته مصرف شد كه نتیجه در افزایش امینو اسیدهای شاخه دار و کاهش نسبت f-TRP به این امینو اسیدها داد. ظاهرا بهبود عملکردی ورزشکاران بیشتر مربوط به افزایش سنتز پروتینین دار بافت عضلانی بوده تا کاهش خستگی مرکزی.
تاثیر امینو اسیدهای زنجیره دار و کنترل وزن بدن:
در میان تمامی روشهای کنترل وزن، تمامی استراتژی های موفق یک چیز مشترک دارند و اون این هست كه همگی انرژی رو کنترل میکنند. اگر ما هدفمون کاهش وزن هست باید مصرف انرژی بیشتر از انرژی وارد شده به بدن باشد. روش معمول- کاهش چربی و کرب و حفظ بالانس نیتروژنی مثبت هست.
روش معمول کاهش وزن كه توسط متخصصین تغذیه و جیره نویسان تجویز شده، شامل مینیمم سطح پروتئین و چربی هست که بقیه انرژی توسط کرب تامین شود.پس بر اساس این راهنما، اگر کسی ۲۱۰۰ کیلوکالری در روز مصرف کند تقریبا ۸۲۰ تاش باید از پروتئین و چربی و ما باقی ۱۲۸۰ کیلوکالری باید از کرب باشد (لیمن، ۲۰۰۳).
مثل تغذیه ای بالا نشان دهنده نسبت کرب به پروتئین ۳.۵ میباشد. در رژیمی كه هدفش کاهش چربی باشد این نسبت خیلی بالا هست. تحقیقات اشاره دارد كه در رژیمهایی كه کرب زیاد باشند :
۱. اکسید شدن چربی کاهش مییابد
۲. میزان تریگلیسرید خون بالا میرود
۳. احساس سیری کاهش مییابد
این اثرات همقدم با کاهش چربی نمیباشند. و این پرسش را ایجاد میکنند كه برای داشتن بالانس انرژی از چه نسبتی باید استفاده کرد. سابقا فوکوس در رژیمهای کاهش چربی بر روی نسبت کرب به چربی بود اما تحقیقات جدید بر رویه کرب به پروتئین تاکید دارند (لیمن، ۲۰۰۳). دلیل این تغیر، ناشی از مدارک اخیر هست كه اشاره میکند كه کرب بالا باعث تاخیر روند کاهش وزن میشود و اینکه بعضی از امینو اسیدها ماورای نقش اصلیشان در بدن به مصرف کارهای دیگری هم میرساند پس نیاز شان بیشتر از آنچه توسط کتابهای تغذیه توصیه شده هست، میباشد.
اولین نقش لوسین همیشه در سنتز پروتئین بوده هست كه موجب میشود تا نیاز روزانه اش به ۱ تا ۴ گرم در روز برسد. بعد از اینکه نیاز برای ساخت پروتئین تامین شد ، آنوقت است كه لوسین اضافی میتواند به مصرف دیگر فعالیتهای متابولیکی برسد كه در این صورت نیاز به لوسین به ۷ تا ۱۲ گرم در روز خاهد رسید (مرو، ۱۹۹۹). كه این موجب میشود كه نیاز کل روزانه لوسین به تقریبا ۸ تا ۱۶ گرم در روز برسد در حالیکه میزان پیشنهادی توسط کتب تغذیه ۳ گرم در روز میباشد.
لوسین و تنظیم قند خون:
وقتیکه امین اسیدهای زنجیره ای در عضلات اسکلتی تجزیه میشوند (مخصوصا لوسین كه بالاترین میزان اکسیداسیون را دارد)، ایجاد آلانین و گلوتامین میکنند كه این امین اسیدها در نگهداری تعادل قند خون مهم هستند.
سیکل گلوکز آلانین كه رابطه بین آمینو اسیدهای شاخه در و گلوکز را نشان میدهد. در این شکل مشخص است كه امینواسیدهای زنجیره دار در کبد نشکسته بلکه با خون به عضلات اسکلتی بدن حمل میشوند.
بعد از اکسیده شدن، آلانین تشکیل شده و به داخل خون آزاد میشود و به کبد رفته به مصرف گلوکونوژنسیس یعنی تولید گلوکز از مواد غیر کربوهیدراته، میرسد (لیمن ،۲۰۰۳). گلوتامین كه دیگر محصول اکسید شدن این آمینو اسیدها هاست در روده کوچک به آلانین تبدیل شده و باز هم به مصرف گلوکز سازی در کبد میرسد. پس همنطوری كه مشخص شد لوسین به طور غیر مستقیم موجب تولید گلوکز در کبد میشود. اهمیت اینکار این هاست كه در طول شب یعنی وقتی كه غذا مصرف نمیشود، و همینطور در طول رژیمهای لاغری كه کالری محدود میباشد، گلوکونو ژنسیس قسمت اصلی قند آزاد شده از کبد را تامین میکند (تا ۷۰ درصد در مدت خواب در طول شب). از نظر علمی این قضییه به فرد اجازه میده كه کرب کمتر مصرف کنه و سطح نرمال گلوکز را هم داشته باشه. در حقیقت نشان داد شده كه مصرف ۱۰۰ گرم کرب در روز میتواند مصرف انرژی دستگاههای حیاتی بدن اعم از مغز، بافت عصبی و سلولهای خون را فراهم کنه (لیمن، ۲۰۰۳).
به نه بر این اگه قراره رژیم سخت گرفته بشه، یعنی مصرف ۱۰۰ گرم کرب در روز فرد میتونه از طریق همون گلوکو نو ***یس گلوکز مورد نیاز دستگاههای حیاتی را فراهم کرده و سطح گلوکز خون را نرمال نگه دارد. نهایتا، اینکار کار ممکن هاست به کاهش وزن چربی بیشتری از طریق مصرف میزان متوسطی از چربی، کاهش کرب و بالا بردن مصرف پروتئین بدهد بطوریکه نسبت کرب به پروتئین به ۱.۵ تا ۲ برسد.
البته این روش ممکنه برای بعضیها کار نکنه ولی روش بسیار خوبیه.
نتیجه گیری:
آمینو اسیدهای شاخه دار اثرات بسیاری دارند كه هنوز خیلی از انها مشخص نیست. توانایی این آمینو اسیدها در ترشح انسولین، شروع نوسخه برداری جهت سنتز پروتئین، و تولید گلوتامین و آلانین موجب شاخص شدن این آمینو اسیدها از بقییه آمینو اسیدها میشوند. علاوه بر اینها، این آمینو اسیدها کااجاب افزایش حجم عضله، کاهش چربی بدن، و بهبود تمرینات میشوند.
ورزشکارانی كه به دنبال کام کردن چربی و افزایش حجم بدون چربی هستند، مطمئنا باید از میزان بهینه این آمینو اسیدها مصرف کنند. از آنجائیکه مصرف ۸ تا ۱۶ گرم روزانه از طریق مواد طبیعی مشکل به نظر میرسد باید به فکر مکمل آن بود. مصرف این آمینو اسیدها در طول تمرین و بعد از آن موجب افزایش حجم بدون چربی بدن میشوند.
از دکتر جان برارد ی ، متخصص عالی تغذیه ورزشکاران. تهییه و ترجمه: آرش ب. از سایت بدنساز.
منابع:
Juhn, M. Popular Sports Supplements and Ergogenic Aids. 2003.
Manninen, A. Hyperinsulinaemia, hyperaminoacidaemia andpost-exercise muscle anabolism: the search for the optimal recovery drink. 2006.
Mero, A. Leucine Supplementation and Intensive Training. 1999.
Schwenk, T. When Food Becomes A Drug: Nonanabolic NutritionalSupplement Use in Athletes. 2003.
Bassit, R. Branched-chain amino acid supplementation and the immuneresponse of long-distance athletes. 2002.
Blomstrand, E. Branched-chain amino acids activate key enzymes inprotein synthesis after physical exercise. 2006.
Crowe, M. Effects of dietary leucine supplementation on exerciseperformance. 2006.
Layman, D. The Role of Leucine in Weight Loss Diets and GlucoseHomeostasis. 2003.
Norton, L. Leucine regulates translation initiation of proteinsynthesis in skeletal muscle after exercise. 2006.
Meeusen, R. Central FatigueThe Serotonin Hypothesis and Beyond. 2006.
Shimomura, Y. Exercise promotes BCAA catabolism: effects of BCAAsupplementation on skeletal muscle during exercise. 2004.
پاسخ با نقل قول
