Zvýšení hladiny karnitinu ve svalech doplněním L-karnitinu spolu se sacharidy

23. 1. 2020 Karnitin, Zvýšení výkonu

Předchozí diskuse o účinnosti L-karnitinu, pokud jde o zvýšenou oxidaci lipidů, v zásadě argumentovaly obtížemi dosáhnout vyšších hladin karnitinu ve svalech doplněním L-karnitinu. Není to tak dávno, kdy 2 studie ověřovaly, zvýšení svalového karnitinu jeho po perorální suplemetací (Stephens, J Appl Physiol, 2006; Stephens, J Physiol, 2013). Zájem o zvýšení hladiny karnitinu ve svalech je založena na zájmu o zásobování energií následným zvýšením oxidace lipidů, čímž dochází k úspoře svalového glykogenu a zlepšení vytrvalostního výkonu. Jedna z těchto dvou studií (Stephens, J Appl Physiol, 2006) dospěla k závěru, že teprve po 100 (!) dnech perorálního doplnění L-karnitinu a sacharidů (94g sacharidů plus 3g L-karnitinu, dvakrát denně!) došlo ke zvýšení svalového karnitinu na účinnou hladinu relevantní podobně jako u infuze. Novější studie (Wall, J Physiol, 2011) přezkoumala tuto hypotézu a prokázala, že při denním příjmu 2 x 80g sacharidů plus 2g L-karnitin tartrátu (CARNIPURE) lze zvýšit hladinu karnitinu ve svalu až o 21%. Bylo však nutné dodržovat tento systém příjmu v průběhu 24 týdnů, tj. 168 dní! Tato studie byla provedena na 14 středně trénovaných triatlonistech, kteří trénovali pravidelně 3-5 krát týdně. Zvýšená hladina svalového karnitinu po 24 týdnech suplementace měla za následek úsporu 35% svalového glykogenu po 30 minutách na cyklistickém ergometru  při 50% VO2max. Ve skutečnosti to odpovídá polovině celkové spotřeby glykogenu během výkonu a následně zvýšené oxidaci lipidů. Kromě toho byla po 30 minutové zátěži na 80% VO2max naměřena o 44% nižší hladina laktátu ve svalech! A konečně, sportovci museli provést další 30 minutový časový test, kde byl výkon oproti předchozímu  zlepšen o 11% a ve srovnání s kontrolní skupinou o 35%!

To jsou skutečně impozantní výsledky! Je však třeba vzít v úvahu, že takový dlouhý doplňovací režim s denním příjmem 2 x 80g sacharidů poskytuje 1360kJ (640kcal) a je třeba vypočítat individuální denní spotřebu energie, aby se zabránilo nárůstu tělesné hmotnosti. Ve skutečnosti se tělesná hmotnost zvýšila u 7 sportovců v kontrolní skupině a to v průměru o 2,4 kg, zatímco v karnitinové skupině zůstala nezměněna. Zůstalo však nejasné, zda je to právě karnitin, který omezil přírůstek hmotnosti ve skupině, která ho suplementovala.

Zvýšení výkonu díky karnitinu bylo potvrzeno

Nedávná studie (Stephens, J Physiol, 2013) prokázala, se stejným doplňujícím režimem (80g sacharidů plus 2g L-karnitin tartrát, dvakrát denně), zvýšení hladiny svalového karnitinu o 20%  a již po 12 týdnech. Také v této studii nedošlo k nárůstu hmotnosti – na rozdíl od kontrolní skupiny užívající stejné množství sacharidů bez L-karnitinu, která získala téměř 2 kg tukové hmoty! Ve skutečnosti se zdá, že k dříve předpokládanému přírůstku tukové hmoty způsobenému (nutným!) vysokým příjmem sacharidů nedochází při současném doplňování karnitinu. První studie prokázaly zvýšení extenzivního vytrvalostního výkonu díky 20% zvýšení hladin karnitinu ve svalu, resp. jeho následnému zvýšení oxidací lipidů. Z genových analýz lze také prokázat, že 73 z 187 vyšetřovaných genů souvisejících s energetickým metabolismem bylo vyjádřeno ve větší míře ve skupině s karnitinem nebo respektive oslabeno v kontrolní skupině. Souhrnně lze říci, že takový výsledek naznačuje celkově optimalizovaný metabolismus lipidů L-karnitinem.

Akutní účinek L-karnitinu na oběhový systém bez dlouhodobé suplementace

Existují předchozí prvotní studie, které zjistily jasný účinek L-karnitinu také při krátkodobým doplňováním. Některé studie prokázaly sníženou hladinu oxidačního stresu, laktátu, kortizolu, kreatinkinázy a amoniaku po fyzické námaze při suplementaci L-karnitinu (Galloway, FASEB, 2004; O’Connor, Adv Exp Med Biol, 1990; Spiering, J Strenght Cond Res, 2008 ). Čím výraznější jsou stresové faktory, tím delší je doba potřebná k zotavení. Je zřejmé, že takové výsledky se nemohou spoléhat na zvýšení hladiny karnitinu ve svalu, ale musí záviset na vaskulárním účinku cirkulujícího karnitinu. Tento pohled na věc je rovněž podpořen expertizou, kterou provedla Lékařská fakulta Ženevské univerzity, a která uvádí, že účinky L-karnitinu zlepšující regeneraci nezávisí na jeho zvýšené svalové hladině. Namísto toho má cirkulující karnitin vaskulárně ochranný účinek proti oxidačnímu poškození v krevních cévách. Tato expertiza rovněž uvádí, že dávka pod 1g je neúčinná. Při tomto úhlu pohledu se jeví být výhodná suplementace L-karnitinem ve vyšších dávkách také krátce před fyzickou aktivitou. Ale s výše uvedenými novými studiemi je nyní také důkaz o účinku karnitinu na úsporu glykogen a přímé zvýšení výkonu při současném odpovídajícím zvýšení hladiny svalového karnitinu.

 Závěr a doporučení týkající se kombinované suplementace L-karnitinu a sacharidů

Zvýšená hladina svalového karnitinu zlepšuje nejen aerobní výkon (úsporou glykogen, zvýšenou oxidaci lipidů), ale také anaerobní výkon ve sportu s vysokou intenzitou (zpomalením akumulace laktátu). Co je při tom však stěžejní a limitující,  je ještě nutně dlouhé doplnění karnitinu v kombinaci s vysokým příjmem sacharidů. Je zřejmé, že takový suplementační režim není vhodný pro každého, ale musí být posuzován případ od případu. V některých případech může být vhodnější a postačující akutní krátkodobý příjem L-karnitinu.

Většina studií používala suplementační režim  2-4 g L-karnitinu denně. Pro zvýšení svalového karnitinu se zdá, jak je uvedeno výše, nutný denní příjem 2 x 2g tartrátu L-karnitinu v kombinaci s 80g  sacharidů s vysokým glykemickým indexem a to po dobu nejméně 12 týdnů. Zdá se, že spodní prahová hodnota vaskulárního účinku L-karnitinu je 1g denně, což také představuje horní regulační limit pro potravinové doplňky  stravy v Evropě. Vhodnými prostředky příjmu  jsou CARNITIN 1000 nebo značkový čistý L-karnitin tartrát CARNIPURE, který byl také použit ve studii (Wall, J Physiol, 2011).
Protože se v krvi nachází maximální hladina karnitinu 2 až 4 hodiny po suplementaci, zdá se pravděpodobné, že by i v tomto časovém období měl být dosažen vrchol inzulínu. Pokud jsou další 2 x 80g sacharidů s vysokým glykemickým  indexem z jakéhokoli důvodu nevhodné, doporučuje se kombinovat suplementace L-karnitinem s jídlem pro dosažení obsahu sacharidů  nebo produkty obsahující sacharidy používané v souvislosti s fyzickou aktivitou (sportovní nápoje, gely, produkty regenerace). Obzvláště sportovci, kteří se zabývají kontrolou hmotnosti, by měli tuto radu zvážit. Naproti tomu potřebné vysoce glykemické sacharidy lze pohodlně požívat v koncentrovaném nápoji pomocí produktu Sponser CARBOLOADER.

Zvýšená oxidace tuků zaměřená na hubnutí

Je důležité poznamenat, že jsme dosud diskutovali o zvýšené oxidaci lipidů, abychom ušetřili zásoby glykogenu a zlepšili vytrvalostní výkon. Carnitinloading  L-karnitinem v kombinaci s carboloadingem samozřejmě není vhodným prostředkem ke snížení množství tuku v těle a tělesné hmotnosti! Koneckonců, dieta není určena k maximalizaci oxidace lipidů ve svalové buňce, ale ke snížení lipidových tkání, jako jsou viscerální a subkutánní tukové zásoby. Pokud jde o diskutované výsledky studie, je třeba zdůraznit, že nepřítomnost přírůstku tělesné hmotnosti doplňováním L-karnitinu plus zvýšený příjem energie (160g sacharidů) denně nemusí nutně znamenat snížení tělesné hmotnosti při užívání L-karnitinu, ale udržování příjmu energie. Dosud není jasné, zda zvýšená hladina karnitinu ve svalech způsobuje vyšší oxidaci tuků nejen při fyzické aktivitě, ale také v klidu.
Akutní vaskulární aktivita L-karnitinu týkající se oxidace lipidů je spojena s funkcí pufru uvnitř a vně buněk, nikoli s obohacením karnitinu ve svalech. Předpokládá se, že to zlepší použití mastných kyselin jako zdroje energie.  Některé výzkumy naznačují omezení poklesu svalového karnitinu nebo jeho udržování (ne zvyšování!) cirkulační (vaskulární) hladiny karnitinu. Oxidaci tuku je však třeba aktivovat dostatečným způsobem fyzickým cvičením, aby bylo možné těžit z pufrovacího účinku suplementace karnitinem. Stručně řečeno, existují reálné důvody jak pro akutní (vaskulární) účinek, tak pro chronický (hladina svalového karnitinu) příjem L-karnitinu – jak pro vytrvalostní sportovce, tak i pro redukci hmotnosti! Pro tento účel se však doporučuje chronický příjem pouze bez dalšího carboloadingu. Další doporučené produktů naleznete na webových stránkách SPONSERFOOD v části FIT & WELL.

Mechanismus L-karnitinu v lipidovém a energetickém metabolismu

Transport mastných kyselin je často považován za hlavní funkci L-karnitinu. Podle stávajících důkazů se však zdá, že jeho pufrovací aktivita je rozhodující. L-karnitin stabilizuje extracelulární pH pufrováním koenzymu A (CoA) tvorbou acetyl-karnitinu. To zeslabuje hromadění acetyl-CoA, čímž podporuje aktivitu důležitého enzymu (pyruvátu dehyrodgenázy) pro transport mastných kyselin závislých na karnitinu do mitochondrií („místo hoření“ mastných kyselin).Na intracelulární úrovni je množství volného CoA rozhodující pro oxidaci («pálení») mastných kyselin v mitochondriích. Například mastná kyselina s 18 uhlíky (C-18) musí být nařezána na 9 acetylových jednotek (C-2), z nichž každá potřebuje volný CoA, aby mohla vstoupit do «Krebsova cyklu». V důsledku toho se poptávka po CoA dramaticky zvyšuje. L-karnitin může také dočasně vázat tyto jednotky C-2 a udržovat kroky produkující energii, čímž umožňuje zvýšenou oxidaci lipidů.

ZDROJE
• O’Connor JE et al, 1990: New roles of Carnitine metabolism in ammonia cytotoxicity. Adv Exp Med Biol 272:183-195.
• Galloway SDR et al, 2004: Effect of 2 weeks supplementation with L-Carnitine-L-Tartrate on plasma ammonia response to exercise. Conference proceedings, FASEB.
• Stephens FB et al, 2006: Carbohydrate ingestion augments L-carnitine retention in humans. J Appl Physiol, 102(3):1065-70.
• Spiering BA et al, 2008: Effects of L-carnitine L-tartrate supplementation on muscle oxygenation responses to resistance exercise. J Strenght Cond Res, 22(4):1130-5
• Wall BT et al, 2011: Chronic oral ingestion of L-carnitine and carbohydrate increases muscle carnitine content and alters muscle fuel metabolism during exercise in humans. J Physiol, 589(4):963-73
• Stephens FB et al, 2013: Skeletal muscle carnitine loading increases energy expenditure, modulates fuel metabolism gene networks and prevents body fat accumulation in humans. J Physiol, 591(18):4655-66.