Koniec lata to koniec lenistwa i powrót na salę treningową. Teraz z impetem nacieramy na ciężary i często czujemy, że coś tam zgrzyta w stawach. Za kilka tygodni nadejdą jesienne słoty, które sprzyjają dolegliwościom stawowym i kontuzjom. Teraz często więc włączamy do naszego wspomagania glukozaminę, bo wiadomo, że ta najlepiej ochrania struktury tkanki łącznej - powięzi, ścięgna, więzadła, kości i stawy - nazywane ogólnie przez fachowców biernymi elementami aparatu ruchu.
Bardzo często, kiedy któryś z moich respondentów zamierza sięgnąć po glukozaminę, szeroko mnie o nią rozpytuje. Na koniec rozmowy pojawia się nagminnie podobna do tej kwestia: „Glukozamina wzmacnia stawy, ale czy jednocześnie wzmacnia w ogóle?”
Generalnie podobne pytania sprowadzają się to tego, czy stosując glukozaminę, zwiększamy jedynie odporność na kontuzje, czy też rozwijamy zdolności siłowe? Nie dziwię się, że interesuje Was to zagadnienie, bo przecież glukozamina jest jednym z najpopularniejszych suplementów stosowanych przez przedstawicieli dyscyplin siłowych. Od razu należy powiedzieć, że glukozamina ma wyjątkowe znaczenie dla rozwoju tej cechy motorycznej. Natomiast poniżej spróbuję wyjaśnić w prosty sposób, na czym owo znaczenie polega.

Zaniedbanie, czy dopust boży?

Dawniej uważano, że kontuzja to li tylko dopust boży i nie ma innej możliwości świadomego wpływania na jej unikanie, jak polecanie się opatrzności. Owszem, szczęście i opieka boża ma może 50-cio procentowy udział w prewencji kontuzji, ale cała reszta to metodyka treningu i suplementacja diety. Podatność na kontuzje jest bowiem prostą konsekwencją niedoboru glukozaminy.
Przy niedostatku glukozaminy nie ma szans na sprawną regenerację powysiłkową zbudowanych z tkanki łącznej, biernych elementów aparatu ruchu, bo glukozamina jest ich najważniejszym składnikiem budulcowym. Nie regenerowane na czas mikro-urazy zaczynają się kumulować, pojawia się stan zapalny i obolałość, pogarsza elastyczność i w konsekwencji zwiększa podatność na rozległe uszkodzenia.
Oczywiście, na przestrzeni lat potwierdzono licznymi badaniami, że uzupełnianie diety glukozaminą stymuluje regenerację i poprawia stan tkanki łącznej powięzi, ścięgien, więzadeł, kości i stawów. Nie trzeba jednak analizy wyników tych prac, by stwierdzić samemu, że już w kilka dni po włączeniu do diety suplementu glukozaminy znikają bóle, obrzmienia i sztywności w okolicach stawów.
W ten sposób, obok modlitwy i solidnej rozgrzewki - suplementacja glukozaminy jest trzecim sposobem świadomego wpływania na obniżenie prawdopodobieństwa kontuzji.

Skąd te niedobory?

Komórki posiadają zdolność samodzielnej produkcji glukozaminy. Skąd więc niedobory tego, cennego składnika? Generalnie jest to ta sama ranga problemu, co w przypadku innych substancji fizjologicznie aktywnych, produkowanych przez organizm – np. kreatyny i karnityny. Wewnętrzna synteza wystarcza na pokrycie podstawowego zapotrzebowania, jednak staje się już zbyt skąpym źródłem przy wzmożonej potrzebie, np. w przypadku wysokiej aktywności ruchowej.
Jedna z koncepcji głosi, że winę za niedobory glukozaminy ponoszą komórki tkanki łącznej – fibroblasty. Fibroblasty produkują glukozaminę i wbudowują ją w białka tkanki łącznej, odpowiedzialne za regenerację i elastyczność biernych elementów aparatu ruchu. Kiedy zniszczenia tych białek są duże, bo ktoś np. ciężko trenuje, to fibroblasty muszą produkować więcej glukozaminy i regenerować więcej białek – jasne! Aby jednak sprostać temu zadaniu, zaczynają się mnożyć, co również zrozumiałe. Jednak tutaj zaczyna się problem... Natura wmontowała im bowiem limit podziałów, ograniczony w przypadku człowieka do liczby 50. Kiedy więc trenujemy bardzo ciężko i niszczymy bardzo dużo elementów tkanki łącznej, fibroblasty szybciej wyczerpują ten limit. Kiedy spada możliwość mnożenia komórek, spada jednocześnie poziom produkcji glukozaminy – logiczne!
Powyższą koncepcję wolę traktować jako uzupełnienie kolejnej, która wydaje się mi atrakcyjniejsza, bo tłumaczy powstawanie niedoborów glukozaminy niezależnie od rodzaju komórek i tkanek. Według niej - ogólnie - winę za niedobór ponosi konflikt interesów pomiędzy syntezą białek a syntezą glukozaminy. Jeden z aspektów tego konfliktu omówię w tej chwili, drugi natomiast pojawi się sam w trakcie dalszych rozważań nad anaboliczną aktywnością bohaterki dzisiejszego wykładu.
Kiedy białka niszczeją na skutek przeciążenia i w związku z tym są intensywnie odbudowywane, wzmożeniu ulega proces ich syntezy, czyli anabolizm. Sportowcy jeszcze, dodatkowo wspomagają ten mechanizm, stosując anaboliki. Wtedy wszystkie „cegiełki” białek - wolne aminokwasy - znikają, gdyż wyłapywane są przez nowo powstające białka. W ten sposób znika też pewien, szczególny aminokwas – glutamina. Glutamina znika szczególnie łatwo, bo nie dość, że sama jest składnikiem białek, to jeszcze prekursorem innych aminokwasów, więc zostaje zużyta do ich syntezy.
I w ten sposób znajdujemy przyczynę; ponieważ glutamina jest jednocześnie prekursorem glukozaminy, kiedy brakuje glutaminy, brakuje glukozaminy.
Suplementacja samej glutaminy nie załatwi problemu. Glukozamina powstaje bowiem we wnętrzu komórek, zaś glutamina przenika tu jedynie w niewielkim stopniu, bo generalnie krąży pomiędzy komórkami jako transporter organicznego azotu. Z tego powodu bardzo cenna jako anabolik i antykatabolik – mało przydatna jako prekursor glukozaminy. Wprawdzie lepszą zdolność penetracji komórek posiada nowa postać glutaminy – ester etylowy – to jednak brakuje mi tu miejsca na szeroka analizę tego zagadnienia. Szkoda jednak czasu na dalsze wywody, bo co by nie powiedzieć, najlepiej uzupełniać glukozaminę gotowym suplementem diety.

Jak wzmacnia glukozamina?

Dobrze! Wiemy już, że uzupełniając glukozaminę, możemy unikać kontuzji. Pora więc, aby wyjaśnić, w jaki sposób glukozamina ułatwi nam też rozwój siły i masy. Wzorem kilku, poprzednich artykułów, posłużę się tutaj schematem ilustrującym problematykę zagadnienia i ułatwiającym prezentację tematu:


1.
Glukozamina jest elementem struktury substancji z grupy proteoglikanów o nazwie dystroglikan. Jak widać na rysunku, dystroglikan wiąże się z charakterystycznym białkiem mięśniowym – dystrofiną. O dystrofinie pisałem już w artykule z poprzedniego miesiąca, omawiającym szeroko anaboliczne właściwości tlenku azotu.
Dystrofina wiąże się jednym końcem z dystroglikanem, drugim zaś z miofibrylą, czyli włókienkiem białek kurczliwych komórki mięśniowej. Widzimy, że dystrofina łączy wnętrze komórki mięśniowej ze środowiskiem zewnętrznym. W ten sposób stabilizuje i lokuje włókienka mięśniowe w najdogodniejszej dla nich pozycji. Jednak znacznie ważniejsza jej rola związana jest z aktywnością samych włókienek...
Impuls siłowy powstaje właśnie we włókienkach na skutek skracania, czyli kurczenia się ich białek, działających niczym sprężynki. Zauważmy jednak, że kiedy na przykład uginamy przedramię obciążone sztangielką (pakujemy baniaki), to siła powstaje we włókienkach bicepsa oddalonych od sztangielki o kilkadziesiąt centymetrów. Musi więc być w jakiś sposób na sztangielkę przeniesiona. Sekwencja wydarzeń jest teraz następująca: siła skurczu włókienka wyprowadzana jest przez dystrofinę poza komórkę mięśniową i przenoszona na dystroglikan, który przekazuje ją kolagenowi a ten rozprzestrzenia ją wzdłuż swoich włókien poprzez powięzi i ścięgna, ostatecznie kierując na kości. Kości zostają ugięte w stawach a sztangielka uniesiona do góry.
Przenosząc siłę skurczu na dysytroglikan, dystrofina amortyzuje jednocześnie jej działanie na błonę i inne struktury komórkowe, chroniąc tym sposobem komórkę przed samouszkodzeniem w konsekwencji wytężonej pracy włókienek mięśniowych.
Z rysunku wnioskujemy, że nie jest to jedyna funkcja dystroglikanu. Widzimy, że wiąże on też białko komórki nerwowej – agrynę. W ten sposób przyciąga wypustki neuronów do błony komórki mięśniowej i utrzymuje odpowiednią przestrzeń pomiędzy nimi, umożliwiając zagnieżdżanie się w owej przestrzeni receptorów, czyli białek, które przekazują włókienkom mięśniowym sygnały do skurczów. Tym sposobem umożliwia ostatecznie tworzenie płytki motorycznej, czyli synapsy nerwowo-mięśniowej. Jest to o tyle istotne dla rozwoju siły u sportowca, że ta cecha motoryczna rozwija się mniej więcej w równych proporcjach, z jednej strony na skutek przyrostu masy białek kurczliwych, czyli wzrostu liczby włókienek mięśniowych, z drugiej zaś w wyniku wzrostu liczby płytek motorycznych i receptorów.
Widzimy więc, że glukozamina ma pierwszoplanowe znaczenie dla rozwoju siły jako cechy motorycznej organizmu sportowca. Warto dodać, że na tym etapie współpracuje ona z argininą jako prekursorem tlenku azotu. Ale to omawiałem już w poprzednim artykule, więc po szczegóły odsyłam do numeru z zeszłego miesiąca.


2.
Glukozamina jest składnikiem wszystkich lub niemal wszystkich białek błony komórkowej. Większość z nich pełni funkcje receptorów, czyli struktur wiążących substancje zewnętrzne i przenoszących je lub ich sygnały do wnętrza komórki mięśniowej. W tym miejscu wystarczy chyba powiedzieć tylko tyle, że dostatek glukozaminy sprzyja przenikaniu do mięśni węglowodanów i aminokwasów, w tym np. argininy i kreatyny, oraz przewodzeniu w mięśniach sygnałów z takich hormonów, jak chociażby generujące impuls siłowy: acetylocholina, noradrenalina i adrenalina oraz stymulujące anabolizm: insulina, IGF i hormon wzrostu.



3.
Glukozamina hamuje aktywność enzymów katabolicznych. Antykataboliczne właściwości glukozaminy opisał po raz pierwszy zespół Harta w 1988 roku. Jeden mechanizm ochronny polega tu na tym, że glukozamina wiąże się z tymi fragmentami białek, które zazwyczaj bywają atakowane przez enzymy kataboliczne. Drugi jest znacznie bardziej skomplikowany i wymaga kilku słów wyjaśnienia...
Jedna grupa enzymów katabolicznych niszczy białka, hasając swobodnie po całej komórce mięśniowej. Druga zamykana jest przez komórkę w specjalnych tworach nazywanych lizosomami. Te przypominają trzymane w klatce, dzikie zwierzęta. Specjalne systemy transportowe podrzucają im czasami jakieś białeczko na pożarcie. Jednakże w niesprzyjających okolicznościach, np. przy wysokim obciążeniu komórki mięśniowej wolnymi rodnikami i kwasami, co miewa miejsce w trakcie i po wysiłkach, enzymy wyrywają się z uwięzi i rozszarpują wszelakie białka, jakie napotkają na drodze. Wtedy mogą pożreć wręcz całą komórkę.
Jednakże, czasami bestie te uciekają jeszcze z transportu. Winę za taki stan rzeczy ponosi glukozamina – konkretnie jej niedobór – jako kluczowe ogniwo systemu transportowego, dowożącego enzymy kataboliczne do lizosomów.

4.
Omówiona w tym paragrafie aktywność glukozaminy ma niezwykle doniosłe znaczenie dla rozwoju siły i masy, przynajmniej tak istotne, jak znaczenie opisane w paragrafie 1. Jej odkrycie, które uznano za sensacyjne, narobiło sporo zamieszania w światku biochemii.
Okazuje się bowiem, że glukozamina jest nieodłącznym składnikiem jąder komórkowych, występującym w nich w niezwykle wysokim stężeniu. Wyobraźcie sobie, że ponad 55% mięśniowej glukozaminy gromadzi się w jądrach komórek mięśniowych. Pamiętajmy, że proces syntezy białek, czyli rozwój masy mięśniowej, całkowicie uzależniony jest od liczby jąder produkujących białka.
Glukozamina odpowiada w jądrach za przebieg najważniejszych etapów syntezy białek. Z jednej strony bowiem wyłapuje i przenosi do wnętrza jądra sygnały od wszystkich hormonów i czynników anabolicznych, takich jak cAMP, testosteron, IGF, insulina i somatotropina. Z drugiej zaś nadzoruje proces produkcji, dojrzewania i transportu RNA – kwasu nukleinowego – prowadzącego dalsze etapy syntezy białek, czyli rozwoju masy.

5.
Pokazana w tym paragrafie funkcja glukozaminy jest identyczna, jak omówiona powyżej. Glukozamina jest tutaj składnikiem jąder komórkowych komórek satelitarnych. Jak wiemy, traktowane treningiem mięśnie potrzebują dużej liczby jąder do prowadzenia sprawnej syntezy białek, czyli zwiększania masy białek kurczliwych, odpowiedzialnych za ich zdolności siłowe. Komórki satelitarne to charakterystyczne dla tkanki mięśniowej komórki macierzyste, które w sytuacji wzmożonego zapotrzebowania na nowe białka zaczynają intensywnie się dzielić i albo zlewać ze sobą, tworząc młode komórki mięśniowe, albo zlewać z komórkami starymi, zasilając je młodymi jądrami.
Od razu widzimy, że dostępność glukozaminy może mieć dla tego procesu decydujące znaczenie. Nowo powstające w dużej liczebności, młode jądra komórkowe muszą dojrzewać, czyli osiągać masę jąder dorosłych a przecież glukozamina stanowi znamienny procent ich masy...
W tym miejscu powraca zasygnalizowany wyżej konflikt interesów pomiędzy tempem anabolizmu białek a poziomem glukozaminy. Zauważmy, że wzrost intensywności syntezy białek, czy to w komórkach mięśniowych, czy fibroblastach tkanki łącznej, wymusza rozmnażanie się jąder. Natomiast, kiedy większość glukozaminy (przynajmniej 55%) pochłaniają mnożące się jądra, zaczyna brakować jej do innych procesów – np. regeneracji ścięgien, powięzi, więzadeł i stawów.


Podsumować i zakończyć tą prelekcję wypadałoby jakimiś stwierdzeniami ogólnej natury. Ogólnie rzecz ujmując, należy wyjaśnić, że opisane powyżej znaczenie glukozaminy dla kondycji całego aparatu ruchu wynika z jej funkcji jako składnika białek. Jak ważne jest białko dla rozwoju mięśni, nie trzeba chyba tłumaczyć?
Ktoś może teraz zaprotestować, przypominając, że składnikami białek są tylko aminokwasy i to nawet nie wszystkie, bo jedynie w liczbie 20. Twierdzenie to jest prawdziwe w odniesieniu do podstawowego rdzenia białkowego, budowanego przez wspominany już wcześniej kwas nukleinowy – RNA. Natomiast, na innych etapach syntezy, do wielu białek dobudowywana jest właśnie glukozamina lub jej pochodne – galakotozamina i mannozamina. Wtedy do białek mogą być dobudowywane jeszcze różne inne składniki, ale te trzy, nazywane aminocukrami, są spośród nich najważniejsze. Poprzez nie do rdzeni białek przytwierdzane są często wielkie cząsteczki polisacharydów (wielocukrów), które nadają białkom ich ostateczny kształt i wyznaczają im ich życiowe zadania. To właśnie dzięki tym połączeniom, białka otaczające komórkę mięśniową nabierają sprężystości i zdolności przenoszenia siły skurczów włókienek na bierne elementy aparatu ruchu. To dzięki też nim właśnie, sprężyste, elastyczne a za razem wytrzymałe na przeciążenia, bierne elementy aparatu ruchu przenoszą tę siłę na dźwigane przez nas ciężary. To w końcu dzięki dobudowaniu do swojej struktury cząsteczek glukozaminy, białka receptorowe i jądrowe nabierają zdolności odbierania sygnałów anabolicznych od hormonów i inicjacji syntezy innych białek mięśniowych - głównie włókienek kurczliwych - miofibryli.

Aminocukry są więc tak samo ważnymi składnikami białek, jak aminokwasy. Skoro każdego dnia, rutynowo uzupełniamy aminokwasy, czy to pokarmem, czy odżywką białkową, czy kapsułkami, to tak samo powinniśmy uzupełniać glukozaminę - przynajmniej 1,5 g na dobę.