 |
Autor: Sławomir Ambroziak
Ostatnio pisałem dużo o transporterach kreatyny, w tym natomiast chciałem raz jeszcze powrócić na chwilę do jej prekursorów. Wiem, że o nich też publikowałem już artykuły, ale biochemia jest nauką żywą, więc wciąż zaskakuje nas nowymi odkryciami, za którymi ciężko czasami nadążyć. Tak było też i w przypadku Guanidynopropionianu...
Solidny artykuł popularno-naukowy powstaje długo. Szczególnie taki, który dotyczyć ma nowości naukowych. Trzeba, bowiem przede wszystkim dotrzeć do badań, przeanalizować je, skonfrontować z dotychczasowym stanem wiedzy, a do tego zapoznać się z ich krytykami i interpretacjami. Potem, gdy już wykona się tę żmudną pracę, można niemal „sypać z rękawa” artykułami na opracowany temat. Dodatkowo komplikuje całą sprawę czas edycyjny periodyków, przekazujących wiedzę czytelnikom.
Koniec końców, kiedy wiosną 2004 roku udało mi się opanować wiedzę na temat prekursorów kreatynowych i ich zastosowania we wspomaganiu wysiłku, a nawet napisać kilka artykułów „na zaś”, w suplementach kreatynowych z rynku amerykańskiego pojawił się nowy prekursor - guanidynopropionian.
Chociaż w kolejnych miesiącach ubiegłego roku często mnie pytaliście o niego, to niewiele mogłem powiedzieć, bo i niewiele wiedziałem, a w miesięcznikach leciały właśnie opracowane wcześniej artykuły. Dzisiaj jestem już po dogłębnej analizie tematu - odpowiadam zainteresowanym - cały artykuł poświęcam guanidynopropionianowi.
Guanidyny
W biochemii, powszechnie i ogólnie nazywa się guanidynami takie substancje, które zawierają w swojej strukturze molekułę guanidyny. To grupa związków, niezwykle ważnych dla przebiegu procesów życiowych. Przykładu dostarczają chociażby kreatyna i arginina...
Wiele guanidyn posiada zdolność relatywnie swobodnego przenikania przez błony biologiczne. Tej zdolności zawdzięcza swoją aktywność na przykład kreatyna. Przenika, bowiem przez błonę mitochondrialną, względnie nieprzepuszczalną dla innych substancji, gdzie wiąże ATP i wyprowadza go z mitochondriów, a następnie magazynuje i transportuje pomiędzy przedziałami komórkowymi do anabolizmu białek i generowania impulsu siłowego.
To właśnie dzięki tej właściwości, podawana w formie suplementu kreatyna bardzo wyraźnie wspomaga rozwój zdolności wysiłkowych - przede wszystkim - siły i masy mięśniowej.
Przenikliwość kreatyny jest też powodem, dla którego wnikliwi czytelnicy zadają mi nieraz podchwytliwe pytanie: po co stosować transportery kreatynowe, skoro kreatyna sama z siebie, relatywnie dobrze przenika przez błonę komórkową..? To dobre pytanie, nawiązujące swą treścią do tematyki artykułów z poprzednich numerów. Powtórzę więc tezę z tamtych artykułów - po to, aby stworzyć nadkompensację - powiększyć zasób kreatyny ponad naturalne zdolności magazynowe komórek mięśniowych, bo po wyczerpaniu pojemności magazynowej, sama z siebie kreatyna przenika do mięśni już słabo.
Walcząc z cukrzycą
Te właściwości guanidyn wykorzystuje również i medycyna. Na ich bazie stworzono całą grupę silnie działających leków przeciwcukrzycowych - pochodnych biguanidu.
Intensyfikują one transport glukozy do komórek mięśniowych w ten sposób, że dzięki podobieństwu do kreatyny wnikają do błony mitochondrialnej, jednak z uwagi na nieco odmienną budowę nie wyprowadzają stąd ATP, tylko hamują jego wytwarzanie. W tej sytuacji, komórki spalają znacznie więcej glukozy, co, jak pamiętamy, sprzyja jej napływowi do wnętrza komórek, ale produkują mniej ATP, co, jak zapewne również pamiętamy, znowu sprzyja dalszemu napływowi.
Niebezpieczeństwo ich stosowania polega tu na tym, że kiedy glukoza nie może być spalana w mitochondriach z udziałem tlenu, spala się intensywnie poza mitochondriami, bez jego udziału - beztlenowo. Wtedy powstaje bardzo dużo kwasu mlekowego, a stąd już tylko krok do bardzo poważnego powikłania - kwasicy metabolicznej. Dlatego leki te są obecnie stosowane jedynie w określonych przypadkach cukrzycy, po ścisłą kontrolą lekarską. Widzimy, że teoretycznie można je wykorzystać jako transportery kratynowe, ale jedynie teoretycznie. Po co więc zawracam Wam nimi głowę? Dobre pytanie!...
Nowy prekursor
Czy pamiętacie jeden z poprzednich artykułów - ten o glikocyjaminie..? Glikocyjamina to też guanidyna - konkretnie - guanidynooctan. Miała zrewolucjonizować wspomaganie, bo jako prekursor kreatyny omijała wszystkie niedogodności, związane z suplementacją gotowej kreatyny. Entuzjazm ostygł w momencie, kiedy okazało się, że przy przemianie guanidynooctanu w kreatynę, polegającej na przyłączaniu rodnika metylowego, powstaje szkodliwa homocysteina. Ponieważ dalsze badania udowodniły, że powstawaniu w tej sytuacji homocysteiny zapobiega jednoczesne podawanie betainy, laboratoria zrezygnowały z promowania suplementacji czystej glikocyjaminy, a upowszechniły suplementy złożone - kreatynowo-glikocyjaminowo-betainowe.
Jednak nie wszystkie... Niektóre skupiły się na udoskonalaniu cząsteczki samej glikocyjaminy. Okazało się, że można jej cząsteczkę zmodyfikować w ten sposób, aby zawierała już w sobie atomy rodnika metylowego, ale usytuowane nieco inaczej, niż te, występujące w cząsteczce kreatyny. Zapowiadano kolejny przełom...
Taka molekuła, nazwana guanidynopropionianem, zachowywała wszystkie właściwości prekursora kreatyny, ale jej przemiana do kreatyny nie wymagała metylacji, tylko translokacji (zmiany pozycji) atomów, co nie prowadziło do powstawania homocysteiny.
Dalsze badania i w tym przypadku ujawniły mankamenty... Metylacja guanidynooctanu, w przeciwieństwie do translokacji guanidynopropionianu, jest procesem niezwykle sprawnym, co powoduje, że w zasadzie glikocyjamina całkowicie przemienia się w kreatynę, natomiast guanidynopropionian - częściowo. Kłopoty sprawia właśnie ta część guanidynopropionianu, która pozostaje... Działa nieco podobnie, jak wspomniane wyżej, pochodne biguanu.
Znowu, tak jak w przypadku guanodynooctanu, wykorzystanie czystego guanidynopropionianu jako samodzielnego suplementu nie było do końca zasadne. Wprawdzie, będąc znakomitym prekursorem kreatyny, posiadał wyższość nad suplementami gotowej kreatyny (odsyłam do artykułu o glikocyjaminie), jednak przedawkowany, mógł działać niekorzystnie.
Naukowcy sięgnęli więc do starszych badań biochemicznych, z których wynikało, iż jednak guanidynopropionian będzie mógł odnieść poważny sukces we wspomaganiu wysiłku.
Nakręcić mitochondria
Wprawdzie mówimy, że działanie suplementu kreatynowego słabnie po nasyceniu szlaków metabolicznych kreatyną, ale czy kiedykolwiek zadawaliśmy sobie pytanie, dlaczego tak się dzieje?...
Kreatyna transportuje ATP z mitochondriów do jądra i rybosomów oraz włókien mięśniowych, gdzie ten odpowiednio stymuluje: anabolizm białek i impuls siłowy. Anabolizm i zdolności wysiłkowe będą więc wzrastały jedynie do momentu, w którym suplement kreatynowy zrównoważy poziom kreatyny i ATP. Kiedy kreatyny będzie już więcej, niż mitochondrialnego ATP, wtedy - logiczne - większe dawki kreatyny już nic nie wskórają, bo ten nadmiar kreatyny nie będzie miał czego transportować. W tej sytuacji, nadmiar kreatyny mógłby zadziałać jedynie wtedy, gdyby mitochondria zaczęły produkować więcej ATP.
Produkcję ATP w mitochondriach stymuluje np. koenzym Q10, który to suplement warto polecać przy wszystkich kuracjach kreatynowych. Jednak ostatecznie, bardzo trudno jest zmusić mitochondria do znaczniejszego wzmożenia produkcji ATP. Termodynamika bowiem uczy nas, że bilans energii po jednej i drugiej stronie reakcji musi się zgadzać. Tak też i suma energii, wnikająca do mitochondriów w formie różnych substratów energetycznych, musi być równa sumie energii, opuszczającej mitochondria.
Mitochondria „eksportują” energię w dwóch formach - ciepła i ATP. Proporcje tych dwóch form są mniej więcej stałe, czyli że im więcej ATP opuszcza mitochondria, tym więcej też musi opuścić je ciepła. Kiedy więc duża ilość kreatyny bardzo sprawnie usuwa z mitochondriów ATP, problemem pozostaje transfer energii termicznej, który limituje w tej sytuacji tempo produkcji ATP.
Właśnie w tym miejscu przychodzi z pomocą guanidynopropionian... Kiedy pewna jego niewielka część, nieprzekształcona w kreatynę, pozostaje związana z błoną mitochondrialną, rozprasza trochę energii w postaci ciepła, co z kolei bardzo skutecznie stymuluje produkcję ATP.
Dodatek do kreatyny
Ostatecznie więc guanidynopropionian okazał się znakomitym suplementem, ale jedynie jako składnik złożonych preparatów kreatynowych.
Guanidynopropionian wykazuje tu wszystkie atuty prekursora kreatynowego, o których pisałem szeroko, więc nie będę się powtarzał, tylko odeślę czytelnika do artykułu o glikocyjaminie. Natomiast, z artykułu o transporterach kreatynowych przypomnę jeden mechanizm...
Transport glukozy, a przy tym też i kreatyny, z krwiobiegu do komórek mięśniowych przybiera znacząco na sile w warunkach wysiłkowych. Wtedy, kiedy komórki te spalają intensywnie glukozę. To dlatego, że po wewnętrznej stronie błony komórkowej ubywa glukozy, a po stronie zewnętrznej przybywa z rezerw wątrobowych. I jeszcze dla tego, że glukoza po wewnętrznej stronie błony ulega wstępnej obróbce przed spaleniem - fosforylacji - co zubaża zasoby błonowego ATP. Błonowy ATP nie może być w warunkach wysiłkowych sprawnie uzupełniany, bo większość ATP jest wtedy kierowana do generowania impulsu siłowego. Gdy maleją zasoby błonowego ATP, wzrasta jednocześnie przepuszczalność błony dla glukozy, kreatyny i innych składników odżywczych.
W sposób podobny do wysiłku działają niektóre transportery kreatynowe, o czym szeroko pisałem w jednym z artykułów. W ten sam sposób, ale znacznie silniej, działają wspomniane wyżej leki przeciwcukrzycowe - pochodne biguanidu. Konkretnie, ich wpływ na transport glukozy opiera się na mechanizmie mitochondrialnym. Z uwagi na podobieństwo do kreatyny, wnikają one do błony mitochondrialnej i rozpraszają energię termiczną. Jednak idą tutaj na całość... Pod ich wpływem, niemal cała energia powstająca w mitochondriach emitowana jest w postaci ciepła, a w formie dostępnego biologicznie ATP pozostaje jej bardzo niewiele. Kiedy powstaje mało ATP - wiadomo - komórka musi spalać znacznie więcej glukozy, czyli też i więcej pobierać tego cukru z krwiobiegu.
Widzimy więc, że generalnie jest to taki sam mechanizm działania na mitochondria, jak działanie guanidynopropionianu. Jednak guanidynopropionian działa znacznie słabiej, tym bardziej, że przeważająca jego część przemienia się w kreatynę. Mechanizmy mitochondrialne, tak zresztą jak wszystkie mechanizmy biologiczne, cechują się stanem delikatnej równowagi. Tak też i w tym przypadku. Mitochondrialna równowaga, pomiędzy rozproszeniem energii termicznej a produkcją energii biologicznej w formie ATP, jest w ogóle niezbędnym warunkiem wytwarzania w mitochondriach ATP. Nieznaczne przesunięcie tej równowagi w kierunku rozpraszania ciepła skutkuje wzrostem produkcji samego ATP. Jednak nadmierna emisja energii termicznej niesie już skutek odwrotny - upośledza produkcję energii dostępnej biologicznie - hamuje syntezę ATP.
Tak więc guanidynopropionian intensyfikuje pracę mitochondriów, czyli również spalanie glukozy. Kiedy spalanie glukozy wzrasta - pamiętamy - wzrasta też przepuszczalność błony komórkowej, nie tylko dla glukozy, a również i kreatyny. W ten sposób, guanidynopropionian okazał się nie tylko prekursorem kreatynowym, ale dodatkowo znakomitym jej transporterem.
Jednak z całego, powyższego wywodu dość jasno wynika, że należy stosować go jedynie w precyzyjnie dobranych dawkach. W takich, przy których przeważająca jego część przemieni się w kreatynę, a jedynie niewielka wniknie do mitochondriów. Taka dawka, z jednej strony, powiększy mięśniowe zasoby kreatyny i ułatwi transfer ATP do anabolizmu białek mięśniowych i generowania impulsu siłowego, z drugiej zaś, zintensyfikuje produkcję samego ATP w mitochondriach.
Przedawkowany, mógłby już nie stymulować produkcji ATP, lub nawet zadziałać odwrotnie. W pewnym stopniu mógłby zwiększać też zakwaszenie i tym samym limitować wytrzymałość, bo kiedy mniej ATP powstaje w mitochondriach, więcej wytwarzane jest poza nimi, a pozamitochondrialna produkcja ATP prowadzi do powstawania kwasu mlekowego.
To właśnie z powodu przedstawionych powyżej faktów, guanidynopropionian nie pojawia się jako oddzielny suplement, a jedynie jako składnik złożonych preparatów kreatynowych, w których sprawdza się nadzwyczaj dobrze - wyraźnie wzmacnia ich aktywność anaboliczną i ergogeniczną. | |
