To już trzeci artykuł o argininie na łamach SdW. Pierwszy traktował o wszystkich produktach przemian argininy, czyli agmatynie, poliaminach i tlenku azotu, i ich wpływie na rozwój zdolności wysiłkowych. W drugim skupiłem się tylko na tlenku azotu i jego udziale w rozwoju siły i masy. Dzisiejszy, trzeci, chciałem poświęcić całej, niezmienionej cząsteczce argininy i jej aktywności anabolicznej. Jest to o tyle frapujące, że arginina zachowuje się tutaj jak hormon anaboliczny sensu stricto.

Retrospektywa
Zanim przejdziemy do hormonalnej aktywności argininy, warto przypomnieć chociażby pobieżnie informacje z poprzednich artykułów o wpływie na rozwój formy produktów tego aminokwasu.
Agmatyna działa podobnie do johimbiny, znanej Wam zapewne z amerykańskich spalaczy tłuszczu. Uwalnia z podwzgórza hormony gonadotropowe, które stymulują produkcję anabolicznego testosteronu. Jednocześnie podnosi poziom cyklicznych nukleotydów. W komórkach tłuszczowych skutkuje to intensyfikacją lipolizy, czyli wzmożeniem rozpadu tłuszczów zapasowych, zaś w mięśniowych stymulacją anabolizmu białek kurczliwych, czyli rozwojem siły i masy. Generalnie, aktywność agmatyny przypomina działanie termogeników i tłumaczy efekty suplementacji argininy w postaci redukcji tkanki tłuszczowej.
Poliaminy stymulują podziały jąder komórek satelitarnych, które następnie wnikają do komórek mięśniowych, gdzie prowadzą intensywny anabolizm białek i w decydujący sposób przyczyniają się do rozwoju siły i masy.
Tlenek azotu (NO) ma chyba największy udział w rozwoju formy ze wszystkich produktów argininy. Wprowadza jądra komórek satelitarnych do komórek mięśniowych. Przenosi siłę skurczu włókienek mięśniowych na powięzi i ścięgna. Amortyzuje siłę skurczu włókienek mięśniowych, co chroni mięśnie przed samozniszczeniem przez generowane impulsy siłowe. Buduje płytkę motoryczną, która przenosi impulsy nerwowe do wnętrza komórki mięśniowej i zamienia je na impulsy siłowe. Przyłącza się do enzymów katabolicznych, co nazywane jest nitrozylacją i co pozbawia enzymy niszczycielskiej aktywności względem białek. Bierze też udział w samym akcie skurczu włókienek i, podobnie jak agmatyna i termogeniki, podnosi poziom cyklicznych nukleotydów.

Forma, czyli anabolizm
Anabolizm, czyli gromadzenie białek, to klucz do sukcesu każdego sportowca, szczególnie strongmana lub pakera. Nie muszę chyba przypominać, że to dzięki anabolizmowi rozwija się siła i masa?
Przez długi czas uważano, że anabolizm pozostaje tylko pod kontrolą hormonów. Schemat tej kontroli jest niezwykle prosty i realizowany zasadniczo przez dwa hormony:


1.
Kiedy dieta obfituje w białka  układu trawiennego - dociera do tkanki mięśniowej dużo ich składników, czyli aminokwasów. Ponieważ organizm stara się zawsze odpowiednio zagospodarować pobrane z pokarmu składniki, wzrost stężenia aminokwasów stymuluje trzustkę do produkcji i uwalniania silnie anabolicznej insuliny. Insulina upakowuje aminokwasy w tkance mięśniowej i stymuluje ich wiązanie w molekuły białek.
2.
Kiedy białka tkanki mięśniowej intensywnie się rozpadają, np. na skutek ciężkiego wysiłku - wyciekające z mięśni aminokwasy docierają do mózgu w dużym stężeniu. To stymuluje mózg do produkcji i uwalniania silnie anabolicznej somatotropiny, znanej też jako GH, czyli hormon wzrostu. Somatotropina stymuluje gromadzenie białek i tym sposobem zarówno powstrzymuje dalszy ich rozpad, jak też odbudowuje białka zdegradowane.

A co z innymi, tak dobrze znanymi Wam hormonami anabolicznymi, jak chociażby IGF i testosteron..? Te mają dla gospodarki białkowej wyraźne znaczenie, jednak nie kluczowe, lecz raczej pomocnicze.
IGF jest pomocnikiem GH i powstaje pod jego wpływem głównie w wątrobie i chrząstce, skąd przenika do mięśni i stymuluje anabolizm.
Testosteron to natomiast anaboliczny bonus darowany facetom przez naturę. Silnie stymuluje anabolizm, dając osobnikom płci męskiej większe mięśnie do skuteczniejszego borykania się z życiem.
Można wspomnieć też o adrenalinie i noradrenalinie, których aktywność naśladują termogeniki, a które mają pomniejszy udział w rozwoju masy, za to większy w rozwoju siły i kluczowy w redukcji tkanki tłuszczowej.
Piszę o tym wszystkim dlatego, że aktywność pełnej, nieprzetworzonej cząsteczki argininy, do czego pije tytuł dzisiejszego artykułu, wiąże się właśnie z hormonalną kontrolą anabolizmu białek. I nie chodzi tutaj o dobrze znany, stymulujący wpływ argininy na wydzielanie insuliny i GH. Bo chociaż arginina plasuje się w czołówce substancji stymulujących insulinę, to mamy na rynku więcej podobnych suplementów, spośród których można wymienić chociażby taurynę i ALA.
Kiedy jeszcze raz zerkniemy na powyższy rysunek, zauważymy: spożywając na tyle wysoką porcję aminokwasów, że zdolną do zasilenia mózgu, teoretycznie możemy oszukać mózg, który uzna nadmiar aminokwasów za efekt rozpadu białek. A ponieważ mózg najsilniej reaguje wyrzutem GH na nadmiar argininy, wysokie jej dawki z suplementu podniosą poziom hormonu. W rzeczywistości jest to jednak trudne w realizacji, bo wcześniej, jak na powyższym schemacie, arginina stymuluje uwalnianie insuliny, która upycha ją w mięśniach i innych tkankach i nie dopuszcza do mózgu. Tak więc w praktyce, dopiero dwudziestogramowe dawki dają w miarę zadowalający skok somatotropiny, co już ani bezpieczne, ani ekonomiczne.
Chodzi więc tutaj o coś zupełnie innego...

Jak funkcjonuje anabolizm?

Często moi rozmówcy skarżą mi się, że kiedy czytają o mechanizmach przekazywania sygnału od hormonu do anabolizmu białek - nic nie mogą zrozumieć. Tyle w tym wszystkim dziwacznych nazw przeróżnych białek, tyle skrótów tych nazw i rozmaitych interakcji pomiędzy owymi białkami. Jednak – tak na prawdę – całość zagadnienia jest niezwykle prosta w swojej idei:


1.
Przepis na każde białko zakodowany jest w postaci oryginalnego fragmentu DNA – genu.
2.
Odczytywaniem i kopiowaniem każdego przepisu zajmuje się odpowiedni czynnik transkrypcyjny.
3.
Czynnik transkrypcyjny zawiera domenę receptorową, upoważnioną do nawiązania kontaktu z hormonem.
4.
Hormon poprzez domenę receptorową zleca czynnikowi transkrypcyjnemu wykonanie kopii oryginalnego przepisu.
5.
Czynnik transkrypcyjny wykonuje kpię przepisu w postaci odpowiedniej cząsteczki RNA.
6.
RNA przyłącza we właściwym szyku kolejne aminokwasy, zgodnie z instrukcją zawartą w przepisie.
7.
Aminokwasy zostają związane w wyznaczonej im kolejności - powstaje cząsteczka białkowa.

Testosteron lub inny steryd anaboliczny to taki hormon, który przenika do jądra komórkowego i bezpośrednio kontaktuje się z domeną receptorową.
Natomiast insulina, GH, IGF, adrenalina i noradrenalina to takie, które docierają jedynie do błony komórkowej, skąd wysyłają do jądra swojego „posłańca”. Uniwersalnym posłańcem hormonalnym, nawiązującym kontakt z domeną, jest rodnik fosforanowy - ten sam, który buduje związki bogatoenergetyczne - ATP i fosfokreatynę. Przeróżne białka sygnałowe i enzymatyczne, sygnowane w literaturze tak dziwacznie brzmiącymi nazwami, to tylko jego rozliczne przekaźniki i transportery.


Na powyższym rysunku widzimy, że jeszcze jedna substancja zachowuje się jak testosteron – bezpośrednio kontaktuje z domeną... To właśnie nasza bohaterka – arginina.

Co ona tu robi?!

Teraz możemy zadać sobie pytanie; dlaczego niby to właśnie arginina, jeden z najzwyklejszych składników pokarmowych, ma pełnić tak zaszczytną i ważną funkcję, jak rola anabolicznego hormonu?
Tą funkcję argininy odkryto najpierw u grzybów. Dla organizmów niższych arginina jest czujnikiem obfitości azotu w otoczeniu. Ponieważ przetwarzają one azot na białko, zaś białko – wiemy - to podstawowy budulec przyrody, dostatek argininy informuje je, że to dobre miejsce i czas na wzrost i rozmnażanie. Wtedy uruchamiane przez argininę czynniki transkrypcyjne rozpoczynają produkcję: i białek strukturalnych, powiększających masę, i enzymatycznych, przetwarzających cząsteczki argininy. To sprzyja szybszej przemianie argininy w poliaminy stymulujące podziały jąder komórkowych, czyli rozmnażanie.
Naukowcy zajmujący się tymi zagadnieniami nie kryją, że odkrycie identycznych czynników transkrypcyjnych w organizmie człowieka było dla nich nie lada zaskoczeniem. Tego typu białka znaleziono wprawdzie już dawno w komórkach ssaków i nawet opatrzono je nazwą (SRF – ang. serum response factor – „czynnik odpowiedzi na surowicę”), ale nie potrafiono wtedy wyjaśnić ich zadań życiowych. Dopiero badania grzybów popchnęły te prace do przodu. Okazało się, że w organizmie człowieka SRF stymulują geny do produkcji wszystkich, najważniejszych białek mięśniowych, odpowiedzialnych za siłę i masę: aktyny, miozyny, troponiny, tropomiozyny i dystrofiny. Stymulują też produkcję enzymów przetwarzających argininę w poliaminy. To równie ważne dla siły i masy, gdyż, jak pamiętamy z poprzednich artykułów, dzięki podziałom komórek satelitarnych, komórki mięśniowe otrzymują zastrzyk nowych jąder do intensyfikacji anabolizmu białek.
Naukowcy zwykli mawiać, że taki proces życiowy, który przetrwał – niezmieniony - miliardy lat ewolucji, zachowuje się bardzo konserwatywnie. Z tego wszystkiego płynie prosty wniosek: arginina, która była dla pierwotnych stworzeń czujnikiem dostępności azotu w otoczeniu, przetrwała ewolucję i pozostała jako taki czujnik w ustroju człowieka. Dzisiaj informuje nasz organizm o stanie jego białek, bo białka to przecież magazyn azotu.
Kiedy bowiem możemy spodziewać się wzmożonego napływu argininy do jąder komórek mięśniowych i ujawnienia się tam jej aktywności anabolicznej? Wtedy, gdy:

1) białka mięśniowe ulegają masowej degradacji na skutek ciężkiej pracy i uwalniają argininę do środowiska komórkowego, co wymaga przerwania katabolizmu i rozpoczęcia odbudowy zniszczonych białek;
2) do komórki mięśniowej wnika dużo argininy i innych aminokwasów z wysokobiałkowego pożywienia, co wymaga ich magazynowania, czyli wbudowania w białka mięśniowe.

Zauważmy, że arginina jest uniwersalnym czujnikiem azotu, nie tylko na poziomie komórkowym, ale też na wyższym poziomie zorganizowania. To przecież ona informuje mózg o toczącym się w mięśniach katabolizmie i o konieczności wysłania na ratunek somatotropiny. To również ona znajduje się w czołówce składników pokarmowych, informujących trzustkę o wysokim zasobie aminokwasów w pożywieniu i konieczności wysłania do pomocy magazynującej je w mięśniach insuliny.

Drugie oblicze

A co się dzieje, gdy w środowisku komórkowym brakuje argininy i tym samym ubywa jej z zasobów jądrowych? Gdyby nasz czynnik SRF tylko tracił aktywność, to byłoby pół biedy! Ale on... Skubany! Nabiera wtedy odwrotnej aktywności; rozpoczyna produkcję enzymów wytwarzających argininę. Ponieważ w organizmie człowieka arginina powstaje z glutaminy, musi w tej sytuacji wzrosnąć aktywność enzymów pozyskujących ją z białek, czyli enzymów katabolicznych, niszczących białka i uwalniających glutaminę. Dzieje się tak dlatego, że poziom argininy ma priorytet przed zasobem białek. Arginina jest przecież prekursorem tlenku azotu - hormonu o niezwykle doniosłym znaczeniu dla przebiegu procesów życiowych.
Jeżeli ubędzie nam trochę białek, to nic nie szkodzi.
Gdyby natomiast drastycznie ubyło nam argininy, to w ogóle nie mógłby na przykład funkcjonować układ krążenia!
Białko SFR pełni więc funkcję czujnika argininy i tak bywa nawet nazywane w literaturze. Wysoki poziom argininy to większa jej przemiana z jednoczesnym hamowaniem katabolizmu i wzmożeniem anabolizmu białek. Natomiast niski – nasilona synteza argininy z jednoczesnym hamowaniem anabolizmu i wzmożeniem procesów katabolicznych.
Jak widać, wysoki poziom argininy pozostaje zbawienny, zaś niski zgubny dla siły i masy!
Zapewne zauważyliście, że skutki niedoboru argininy mogą być łagodniejsze dla stanu umięśnienia, jeżeli w środowisku komórkowym znajdzie się odpowiednia ilość glutaminy. Wpływ glutaminy na kierunek aktywności SRF jest właśnie jednym z mechanizmów dobrze wam znanej, antykatabolicznej aktywności tego aminokwasu. Jak dowiedziono – faktycznie – w obecności glutaminy SFR nie ukazuje drugiego oblicza i nie przemienia się przy niedostatku argininy z anabolika w katabolik.

Jeżeli taka wspaniała, to...
Po prezentacji wszystkich zalet argininy, może paść takie oto pytanie: skoro działa ona tak samo, jak testosteron i podobnie do insuliny, IGF i GH, dlaczego jej suplementacja nie daje tak samo silnych efektów, jak doping tymi hormonami?
Wypadałoby odpowiedzieć innym pytaniem: czy suplementacja tychże hormonów da lepsze rezultaty, aniżeli suplementacja argininy?
Suplementacja insuliny, IGF i GH nie da nic, zaś testosteronu na pewno nie więcej, niż argininy. Tu pojawia się stary problem dostępności biologicznej substancji podawanej drogą pokarmową. Trzy pierwsze hormony to białka, które enzymy trawienne traktują bez żadnej protekcji i trawią do prostych aminokwasów. Testosteron jest steroidem z takich, które ulegają dezaktywacji w wątrobie. Przed tą dezaktywacją można zabezpieczać go odpowiednimi grupami chemicznymi, jak ma to miejsce w doustnych anabolikach. Można też po prostu połknąć go w tak wysokiej dawce, z której pewna część przemknie się do mięśni, czyli przekroczy barierę wątrobową. Ten trik stosowano w suplementach bliźniaków testosteronu – tzw. prohormonach, które ponoć znowu powracają na rynek. Jednak pełen efekt anaboliczny osiąga się jedynie wtedy, kiedy hormony podawane są w postaci zastrzyków – iniekcyjnie.
Arginina, jak wiemy, działa podobnie do testosteronu, więc podobnych problemów nastręcza jej suplementacja.
Niewielu jej cząsteczkom udaje się pokonać barierę wątrobową. Wątroba zatrzymuje ogromną ilość argininy do eliminacji amoniaku, produkcji poliamin, innych aminokwasów i białek krwi oraz do regeneracji białek i komórek swojej własnej tkanki. Znaczne jej ilości konsumują też: układ trawienny, krwionośny, moczowo-płciowy i oddechowy do produkcji niezbędnego im tlenku azotu, układ nerwowy do produkcji tlenku azotu i agmatyny jako neuroprzekaźników oraz nerki do produkcji glikocyjaminy – prekursora kreatyny. Ostatecznie, relatywnie do tkanki mięśniowej argininy trafia niewiele.

Przechytrzyć naturę
Wszystko to nie oznacza jednak, że musimy rozłożyć ręce wobec mądrości natury. Nie chodzi tutaj o tworzenie preparatów iniekcyjnych, bo to podwórko farmakologii, nie dietetyki, (chociaż dożylne, trzydziestogramowe wlewy argininy dają w badaniach rewelacyjne rezultaty). Od lat trwają prace mające za zadanie ustalić, w jaki sposób chronić przed rozpadem cząsteczki argininy. Przypomnijmy, że w efekcie podobnych badań stworzono kiedyś doustne formy pochodnych testosteronu.
Ponieważ 70% argininy ulega degradacji pod wpływem enzymu – arginazy, dlatego jedna z technik zwiększania jej dostępności polega na hamowaniu aktywności tego enzymu. Jak się okazało, arginazę hamuje kwas alfa ketoglutarowy oraz niektóre aminokwasy – najsilniej norwalina. Z tej właśnie przyczyny, w preparatach OLIMP Labs arginina występuje albo w postaci sprzężonej z alfa ketoglutaranem (AAKG), albo zestawionej z norwaliną.
Szybkiemu rozpadowi cząsteczek związków aktywnych zapobiega też ich estryfikacja, czyli utworzenie charakterystycznego wiązania chemicznego pomiędzy grupą kwasową a alkoholową. Estryfikację wykorzystano właśnie do tworzenia długo działających form testosteronu typu prolongatum. Dlatego też w produkcie Knockout OLIMP zastosował miks AAKG z estryfikowaną argininą i norwaliną.
Drugim prekursorem argininy, obok glutaminy, jest cytrulina. W badaniach zaobserwowano, że dostępność cytruliny ma kluczowe znaczenie dla poziomu argininy. Wcześniej problematyka cytruliny nie przewijała się w literaturze dotyczącej hormonalnej aktywności argininy, gdyż ta prawie nie występuje w środowisku, czyli w podłożu grzybów i pożywieniu człowieka; jest aminokwasem produkowany w wątrobie. Jednak firmy surowcowe szybko zorientowały się, że można przecież syntetyzować ją laboratoryjnie i oferować jako suplement. Cytrulina ulega przekształceniu w argininę tam, gdzie arginina rozpadowi, więc jej suplementacja w sprytny sposób oszukuje wątrobę. Chyba jedyny na rynku monopreparat cytruliny oferuje BIOGENIX – AerO2.

Na dwóch frontach
Istnieje jeszcze jeden aspekt wzmacniania aktywności argininy. Czytelnicy, którzy śledzą zagadnienia dopingu farmakologicznego, zauważyli pewnie, że efektywność tej metody w pewnej chwili niepomiernie wzrosła. Wcześniej koksiarze stosowali jedynie sterydy anaboliczne, czyli pochodne testosteronu. Jak wiemy z powyższej lekcji, testosteron działa tylko na jeden szlak przekazywania anabolicznych sygnałów. Drugi szlak obsługiwany jest głównie przez insulinę, GH i IGF. Wspomniana progresja efektów przyszła dopiero wtedy, kiedy do cyklów sterydowych koksiarze dołożyli insulinę i somatotropinę. Ich doświadczenie empiryczne wyprzedziło tutaj postępy biologii molekularnej. Dzisiaj już wiemy, że szlaki różnych sygnałów anabolicznych wzajemnie się zazębiają i wspomagają, i że jednoczesna ich stymulacja daje silniejsze efekty końcowe.
W tych obserwacjach tkwi też kolejna szansa na dodatkowe wzmocnienie argininy! Wiemy, że na sygnałowe szlaki anaboliczne działa ona, jak testosteron. Jeżeli więc zestawilibyśmy ją w jednym programie z suplementem, który oddziaływałby na szlaki anaboliczne insuliny, GH i IGF, to uzyskalibyśmy podobne wzmocnienie efektu anabolicznego, jak przy zestawieniu tych hormonów ze sterydami.
Ostatnio sporo zamieszania zrobiły prace pokazujące, że na anaboliczne szlaki sygnałowe insuliny, GH i IGF oddziałuje... leucyna. Ale to już inna bajka. Opowiem ją następnym razem...