Az akut L-karnitin és szénhidrát bevitel hatása a kerékpáros teljesítményre

BOE M. BURRUS

1 Kineziológiai és Rekreációs Adminisztráció Tanszék, Humboldt Állami Egyetem, Arcata, Kalifornia, USA

BRIAN M. MOSCICKI

2 Kineziológiai Tanszék, Indiana University, Bloomington, IN, USA

TRACEY D. MATTHEWS

3 Tanszék gyakorlati tudományos és sporttudományi tanulmányai, Springfield College, Springfield, MA, USA

VINCENT J. PAOLONE

3 Tanszék gyakorlati tudományos és sporttudományi tanulmányai, Springfield College, Springfield, MA, USA

Absztrakt

BEVEZETÉS

A rekreációs és szakmai kaliberű állóképességű sportolók a teljesítmény javítására törekszenek. A kiegészítés egy olyan sugárút, amelyet egyes sportolók azzal a szándékkal használnak, hogy pozitívan befolyásolják a teljesítményt. Nem minden állóképességi sportoló utal a kiegészítők használatára, de becslések szerint évente 20–30 milliárd dollárt költenek kiegészítőkre az Egyesült Államokban, és minden szinten sportolók nagyobb valószínűséggel kísérleteznek kiegészítőkkel, mint a nem sportolók (7, 15 ). Az L-karnitin kiegészítő évente több millió dolláros ipar, és az L-karnitin használata annak köszönhető, hogy az L-karnitin szerepet játszik a zsír oxidációjában (24). Az L-karnitin elsődleges funkciója az aktivált zsírsav-molekulák transzferje a mitokondrium belső membránján keresztül (5). Másodlagos funkció az acetil-CoA molekulák feleslegének elfogadása az acetil-CoA/CoA arány fenntartása érdekében a mitokondriális mátrixban. Amikor az L-karnitin elfogad egy acetil-CoA molekulát, az acetil-karnitin a karnitin-acetil-transzferáz hatására képződik, és kimozdul a mitokondriális mátrixból (19).

Az elmúlt 35 év során mind az akut, mind a krónikus szempontból megvizsgálták az L-karnitin kiegészítés gyakorlásának változókra és teljesítményre gyakorolt hatását. Ezeknek a vizsgálatoknak az eredményei következetlenek voltak. Különösen akut vizsgálatok esetében alacsonyabb laktátszintekről (21, 29), megnövekedett teljesítményről (29), megnövekedett VO2-csúcsról (29) és megnövekedett kimerülési időről (8) számoltak be, míg más csoportok nem mutattak változásokat a fiziológiai vagy a teljesítményváltozók (2, 4, 9, 17). A krónikus vizsgálatokkal kapcsolatban megnövekedett VO2-csúcsot (11, 16) és csökkent légzési hányadost (12, 32) mutattak be, míg sok csoport nem számolt be különbségről (3, 5, 6, 10, 13, 18, 23, 30) . Az akut és krónikus vizsgálatok néhány pozitív eredménye ellenére csak három kutatócsoport végzett izombiopsziát, és mindhárom nem talált változást az L-karnitin vázizomtartalmában, ami azt jelzi, hogy nincs gyakorlati ok arra, hogy egyedül L-karnitinnel egészítsék ki (3, 4, 30 ).

A javasolt mechanizmus annak az oka, hogy az L-karnitin kiegészítése önmagában miért nem változtatja meg a vázizom tartalmát, annak köszönhető, hogy az L-karnitin a plazma és a vázizom között nagy koncentrációgradienssel rendelkezik (19). Az L-karnitin koncentrációja a plazmában 50–200-szor kisebb, mint a vázizomzatban (19, 26). A gradiens legyőzéséhez Na + -függő, nagy affinitású aktív transzportfolyamat következik be (19). Az L-karnitin transzportere a szarkolemmán a szerves kation transzporter 2 (OCTN2) fehérje (26, 28). Az OCTN2 fehérjéket extracelluláris Na + stimulálja. Az extracelluláris Na + tartalom emelésének elsődleges módja a Na +/K + szivattyú aktivitásának növelése (24). Az inzulin stimulálja a Na +/K + szivattyú aktivitását a szivattyúegységek transzlokációja révén az intracelluláris helyről a szarkolémára, hasonlóan a GLUT4 transzporterek inzulinra adott válaszához (27).

Wall és mtsai. (31) volt az első kutatócsoport, amely az L-karnitin és a szénhidrát (26) kiegészítésének koncepcióját alkalmazta az edzés beállításához. A résztvevők összesen 24 hétig fogyasztottak L-karnitint és szénhidrátot. A vázizomzat L-karnitin tartalma pótlással 30% -kal nőtt. 30 perces alacsony intenzitású edzés után az izom-glikogén tartalom 35% -kal volt magasabb, ami fokozott zsírsav-felhasználást jelez. 30 perces intenzív edzés után a vázizom laktáttartalma 44% -kal alacsonyabb volt, a piruvát-dehidrogenáz aktivitása pedig 38% -kal nagyobb, jelezve az acetil-CoA/CoA arány jobb fenntartását, és ezért kevesebb laktátfelhalmozódást és csökkent anaerob anyagcserére való támaszkodást (31 ).

Bár a kutatócsoportok új információkat nyújtottak a vázizmok L-karnitin-tartalmának inzulinválasz útján történő növelésének módszereiről (25, 26, 31), kevés bizonyíték áll rendelkezésre a testmozgás paramétereire gyakorolt hatásról, konkrétan akut szempontból történő kiegészítésről. Az akut bevitel az egynapos eljárás gyakorlati jellege miatt fontos, szemben a sok hétig tartó pótlással. A jelenlegi vizsgálat célja annak értékelése volt, hogy az akut L-karnitin és szénhidrátbevitel megváltoztatja-e a légzési csere arányt (RER), a vér laktátját, a teljesítményt és a kimerülésig eltelt időt a 40 perc kerékpározás során a VO2-csúcs 65% -án, majd kimerülés a VO2 csúcs 85% -ánál. Feltételezték, hogy ha a jelenlegi beviteli eljárások az L-karnitin vázizomtartalmának változásához vezetnek, akkor várható volt, hogy az L-karnitin és a szénhidrátfogyasztás csökkenti a RER és a vér laktátszintjét, miközben növeli a teljesítményt a VO2 csúcs 65% -ánál. . Azt is gondolták, hogy a teljesítmény és a kimerülésig eltelt idő a VO2-csúcs 85% -ánál nőni fog az L-karnitin és a szénhidrát bevitelével, ha valóban megfelelő L-karnitin felvétel történik a vázizomba.

MÓD

Résztvevők

Teljesítményanalízist (G * Power, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf) futtattak, hogy segítsenek a minta méretének meghatározásában, és összesen tíz közepesen aktív, 18–35 év közötti hím Springfield (Massachusetts) területéről vállalta, hogy részt vesz a vizsgálat. A résztvevőktől megkövetelték, hogy a VO2-csúcs minimum 45 ml · kg –1 · min –1 legyen, hogy részt vegyenek a vizsgálatban. A felvétel kritériumaként a 45 ml · kg −1 · min −1 értéket használták, mivel az American College of Sports szerint a résztvevőket minimum a „jó” kategóriába (60. percentilis vagy annál magasabb) helyezi a maximális oxigénfogyasztáshoz. A 20–29 év közötti férfiak gyógyászati normái (1). A résztvevők önkéntesek voltak, és a vizsgálatban való részvétel előtt kitöltötték a tájékozott beleegyezést és az anamnézis kérdőívet. Valamennyi módszert és eljárást a Springfield College Intézményi Felülvizsgálati Testülete felülvizsgálta és jóváhagyta, és a Helsinki Nyilatkozattal összhangban hajtotta végre. A résztvevők demográfiai adatait lásd az 1. táblázatban.

Asztal 1

Átlagos és szórásként ábrázolt résztvevők leíró statisztikája (N = 10)

Kor	27,00 ± 4,83
VO2csúcs (ml · kg −1 · min −1)	50,90 ± 6,06
Magasság (cm)	177,00 ± 5,00
Súly (kg)	75,60 ± 8,51
Testzsír (%)	11,00 ± 5,06
Tartóssági edzésen való részvétel (év)	9,40 ± 6,00
Testmozgások hetente (napokban)	3,85 ± 2,06
A testedzések időtartama (perc)	57,25 ± 21,03

A jelenlegi tanulmányt kettős-vak, randomizált, ellensúlyozott formátumként tervezték. Az adatokat minden résztvevőtől három tesztelés során szereztük be. A vizsgálatban való részvétel előtt minden résztvevőt megismertek az eljárásokkal. A résztvevők saját ellenőrzésükként szolgáltak, így minden feltételt minden résztvevő megtapasztalt.

Jegyzőkönyv

A résztvevőket arra utasították, hogy az egyes kísérleti tesztek előtt 24 órán át tartózkodjanak a megerőltető gyakorlástól. A kísérleti munkameneteket randomizáltuk a rendhatás kiküszöbölésére. A résztvevőket arra kérték, hogy 12 óráig ne fogyasszanak alkoholt vagy koffeint minden tesztelési körülmény előtt, és minden órát megelőzően 48 órával tartsák be ugyanazt az étrendet. Az edzés feladata 40 perc kerékpározás volt a VO2peak 65% -án, amelyet azonnal követett a VO2peak 85% -án történő kimerülésig. A kimerülés kritériumai a következők voltak: akarati fáradtság, 1,20-nál nagyobb RER-érték vagy 50-nél alacsonyabb fordulatszám-csökkenés. Két különböző edzésintenzitást alkalmaztunk annak érdekében, hogy megvizsgáljuk a kiegészítés hatását az L-karnitin mindkét fiziológiai szerepére (8, 31) . A vizsgálatokat legalább három napig tartottuk egymástól, a megfelelő gyógyulási idő biztosítása érdekében. A gyakorlati feladat sematikus ábrázolását lásd az 1. ábrán.

A gyakorlási feladat sematikus ábrázolása mind az L-karnitin, mind a placebo állapotban. A változásokat minden 10 perces intervallumokban mértük, miközben a VO2-csúcs 65% -án ciklusoztunk, és amikor a VO2-csúcs 85% -ánál kimerülés történt. * TTE = a kimerülésig eltelt idő.

Az edzés előtt beadott beviteli eljárások sematikus ábrázolása mind az L-karnitin (LC), mind a Placebo körülmények között. 1. palack = 200 ml víz; 2. palack = 94 g CHO 500 ml vízben; 3. palack = 94 g CHO 500 ml vízben feloldva.

Mért változók: A RER-t, a vérlaktátot és a teljesítményt a kiindulási értéknél (1. időpont), 10 percig a VO2 csúcs 65% -ánál (2. időpont), 20 percig a VO2 csúcs 65% -ánál (3. pont), 30 percig a A VO2peak 65% -a (4. időpont), 40 perc a VO2peak 65% -ánál (5. pont), és amikor a résztvevő kimerült, amikor a VO2peak 85% -án gyakorolt (6. pont). A RER-t az anyagcsere rendszeren keresztül rögzítették, a teljesítményt a Velotron ciklus szimulátoron keresztül, a vér laktátját pedig a résztvevők ujjbegyéből vett kapilláris véren keresztül rögzítették (Accusport Lactate Analyzer, Sports Resource Group, Hawthorne, NY). A kimerülésig eltelt időt csak akkor rögzítették, amikor a résztvevő a VO2 csúcs 85% -ánál elérte a kimerültséget.

Statisztikai analízis

Egységek: vér laktát, százalékos változás a kiindulási értékhez képest; teljesítmény, watt. 1. idő, alapvonal; 2. idő, 10 perc a VO2 csúcs 65% -án; 3. idő: 20 perc a VO2 csúcs 65% -án; 4. idő: 30 perc a VO2 csúcs 65% -án; 5. idő, 40 perc a VO2 csúcs 65% -án; 6. idő, a kimerülésig eltelt idő a VO2 csúcs 85% -ánál.

A vér laktátjának (BL) változásai a kiindulási értékhez viszonyított százalékos változást jelentettek mind az L-karnitin, mind a placebo állapotban. Az értékeket átlagként és szórásként fejezzük ki. A százalékok a VO2peak százalékát jelentik. * p +/K + szivattyú, növeli az extracelluláris Na + koncentrációt. Az L-karnitin aktív transzportja a vázizomba Na + -függő, ezért a Na + mennyiségének növelése az extracelluláris helyen stimulálhatja az L-karnitin transzportját a vázizomba (24, 26–28).

Annak ellenére, hogy a jelenlegi vizsgálat során az alacsonyabb RER-értékek nyugalmi állapotban voltak az L-karnitin és a szénhidrát bevitelével, a RER-értékek a gyakorlat egyik időpontjában sem különböztek a körülmények között. A különbségek hiánya a két előfordulás egyikét jelzi. Először is, a vázizomzat L-karnitin tartalmát nem befolyásolta az akut L-karnitin bevitel, és minden jel erre az eredményre mutat. Másodszor, még akkor is, ha a vázizomzat L-karnitin-tartalma eléggé megnőtt ahhoz, hogy befolyásolja a nyugalmi RER-t, nem biztos, hogy elégséges volt az izomkészlet növekedése ahhoz, hogy megváltoztassa az üzemanyag-anyagcserét edzés közben. Az előfordulástól függetlenül a gyakorlat közbeni RER értékeket nem befolyásolta az akut bevitel, ami azt jelzi, hogy a szubsztrátban nincs változás.

Annak ellenére, hogy az L-karnitin állapotban 10 perc kerékpározás után a VO2-csúcs 65% -ánál alacsonyabb volt a vércukorszint, a későbbi különbségeket az RER esetében nem figyelték meg ugyanabban az időpontban. Az RER-különbségek hiánya, amikor a vér laktátja alacsonyabb volt, azt jelzi, hogy az alacsonyabb vér-laktát mechanizmusa nem a zsírsav oxidációjának növekedése volt. Lehetséges, hogy a vér laktátszintje alacsonyabb volt az L-karnitin másodlagos szerepe miatt, kiegyensúlyozva az acetil-CoA/CoA arányt, lehetővé téve a piruvát laktát helyett acetil-CoA-vá történő átalakítását (31), de ez nem valószínű, közepes intenzitású szint, amikor a vér laktátját értékelték. Ha az L-karnitin vázizomtartalma elegendő mértékben növekedett volna, akkor várhatóan a vér laktátja alacsonyabb lesz, mint a placebo állapota az egész testmozgás során, nem csak egyetlen időpontban. A feltételek közötti különbségek hiánya azt jelzi, hogy a vázizomzat L-karnitin-tartalmát nem változtatta meg elegendő mennyiség ahhoz, hogy olyan különbségeket hozzon létre a vér laktátjában, amely egy teljes testmozgás szempontjából hasznosnak tekinthető.

Az áramteljesítmény hasonló volt mind az L-karnitin, mind a placebo állapot között. Korábban Wall és munkatársai (31) arról számoltak be, hogy a teljesítmény 11% -kal nőtt az L-karnitin és a szénhidrát krónikus kiegészítése után. A kimeneti teljesítmény növekedésének javasolt oka a vázizom L-karnitin tartalmának 21% -os növekedésének volt köszönhető. Wall és munkatársai (31) arra a következtetésre jutottak, hogy a megnövekedett L-karnitin-tartalom lehetővé tette a felesleges acetil-CoA-molekulák jobb pufferelését, hozzájárulva az alacsonyabb laktátszinthez. Az alacsonyabb laktátszint lehetővé tette a résztvevők számára, hogy nagyobb terhelést tartsanak fenn a csökkenő pH káros hatásai nélkül. Ebben a tanulmányban a kimenő teljesítmény különbségei nem mutatják az L-karnitin vázizomtartalmának elégséges változásának hiányát. Ezért a felesleges acetil-CoA pufferelésnek nincsenek pozitív hatásai, ami a laktátszinteket a körülmények között megegyezővé teszi.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

A kézirat elkészítéséhez hozzájárulás nem biztosított. A szerzők összeférhetetlenségről nem számolnak be. A szerzők nagyra értékelik a résztvevők által a tanulmányra fordított időt és a kora reggeli lenyelési eljárások betartását. A szerzők ezúton is szeretnék köszönetet mondani Dr. Elizabeth O’Neillnek a projekthez való hozzájárulásáért.