BETAINA to związek, który w postaci suplementu zbiera coraz większą popularność za sprawą poszerzającej się literatury naukowej, ukazującej jej właściwości ergogeniczne. Jest to trimetylowa pochodna aminokwasu glicyny i występuje w wielu produktach spożywczych takich jak szpinak, pszenica, buraki oraz skorupiaki. Szacuje się, że dzienne spożycie betainy u osób, których dieta bogata jest w powyższe produkty wynosi od 1 do 2.5g dziennie. Ponadto betaina może być również syntetyzowana w organizmie poprzez utlenianie związków zawierających cholinę.
MECHANIZM DZIAŁANIA BETAINY
Znaczna część funkcji fizjologicznych betainy przypisywana jest jej działaniu osmolitycznemu. Oznacza to, że chroni ona komórkę przed utratą wody co zwiększa jej retencję. Utrzymanie odpowiedniego uwodnienia komórki stanowi również niezwykle wartościowe zjawisko z perspektywy syntezy białek mięśniowych. Retencja wody wiąże się bowiem ze stabilizacją białek wewnątrz komórki mięśniowej, optymalizując tym samym łańcuch reakcji anabolicznych. Co więcej, betaina zdaje się wspomagać regenerację po wysiłku fizycznym idukującym uszkodzenia mięśniowe. Część doniesień wskazuje na zwiększoną ekspresję Insulinopodobnego czynnika wzrostu typu I (IGF1) oraz receptora IGF-1 w mioblastach u ludzi, na skutek suplementacji betainą. Dodatkowo, zauważono nasiloną fosforylację kinazy białkowej B, która jest częścią szlaku znanej kinazy mTOR, co wiąże się z nasiloną syntezą białek mięśniowych, czyli procesu kluczowego dla zjawiska hipertrofii mięśniowej.
Z innych potencjalnych mechanizmów działania betainy, które wykazano w badaniach naukowych to między innymi obniżenie stężenia homocysteiny w osoczu oraz redukcja stanu zapalnego, a więc potencjalna redukcja ryzyka chorób sercowo-naczyniowych. Ponadto betaina działa również jako donor metylu, dostarczając grupę metylową do guanidynooctanu za pośrednictwem metioniny, która może syntetyzować kreatynę w mięśniach szkieletowych.
Suplementacja betaina w perspektywie długoterminowej może przyczyniać się do redukcji kumulowanego zmęczenia związanego z obciążeniami treningowymi. Jest to widoczne za sprawą kontroli podstawowych markerów zmęczenia, zarówno od strony hormonalnej jak i morfologii krwi i markerów stanu zapalnego. W przypadku suplementacji betainą, wykazano znacznie niższy podstawowym poziom kortyzolu o poranku, gdy badano jej skuteczność u młodych mężczyzn. Co więcej, stwierdzono znacznie korzystniejszy stosunek testosteronu do kortyzolu w porównaniu z placebo w trakcie 14 tygodni suplementacji u młodych zawodników piłki nożnej. W tej samej grupie badanych 14-tygodniowa suplementacja betainy obniżyła stężenie cytokin prozapalnych (tj. IL-6, IL-1B lub TNF-a) oraz liczbę białych krwinek.
BETAINA W BADANIACH NAUKOWYCH
Suplementacja u piłkarzy
Wpływ suplementacji betainą sprawdzano w sportach różnorakiej specyfice. Jednym z obszarów była między innymi piłka nożna, gdzie w roku 2021 przeprowadzono eksperyment angażujący 30 młodych piłkarzy o wysokim poziomie wytrenowania. Pozyskano ich bowiem z Irańskiej Ekstraklasy piłkarskiej. Podzielono ich na dwie grupy – eksperymentalną, przyjmującą 2g betainy (TMG, Now foods) oraz grupę placebo.
Każdy z zawodników podlegał trzem eksperymentalnym punktom czasowym, po których sprawdzano poszczególne parametry antropometryczne oraz zdolności wysiłkowe. Pierwszy punkt czasowy przypadał na tydzień przed rozpoczęciem sezonu, drugi po połowie sezonu oraz trzeci po zakończeniu sezonu. Cały sezon rozgrywkowy obejmował 14 tygodni. Badano między innymi skład ciała, wyskok dosiężny (CMJ), wydajność w zmianach kierunku biegu, siłę maksymalną dla górnej i dolnej części ciała, czas przyśpieszenia oraz zdolność do powtarzanych sprintów ocenioną za pośrednictwem testu RAST.
Wszyscy badani uczestniczyli w następującym programie treningowym: 5 treningów po 90 min tygodniowo, w tym 10 min rozgrzewki, 20 min treningu fizycznego, 10 min treningu technicznego, 20 min treningu taktycznego, 25 min gry szkoleniowej oraz 5 minutowy okres wyciszenia. Trening siły i mocy mięśniowej odbywał się raz w tygodniu w ramach treningu zespołowego i składał się z kombinacji ćwiczeń plyometrycznych, ruchów z ciężarem własnego ciała i klasycznego treningu oporowego.
Wyniki wykazały, że grupa suplementująca betainę uzyskała lepszą poprawę w wyskoku w dosiężnym, siły górnej i dolnej części ciała, 30 m sprintu, mocy szczytowej podczas testu RAST i wydolności tlenowej. To właśnie te atrybuty uważane są za najbardziej oddzielające graczy na wyższym poziomie od amatorów. Poprawa wyników w skakaniu i bieganiu wystąpiła niezależnie od różnic między grupami w wynikach składu ciała, co sugeruje, że wzrost siły mięśniowej i produkcji mocy przyczynił się bardziej do tej poprawy wyników niż zmiany masy ciała. Wyniki te stoją w zgodzie z poprzednimi opracowaniami naukowymi, które wykazywały poprawę w podobnych parametrach sprawności fizycznej. Warto również wspomnieć, że istnieje wysoki związek pomiędzy siłą i mocą dolnej części ciała, a sukcesem w niektórych sytuacjach boiskowych jak choćby główkowanie. Wyniki tego badania sugerują więc, że suplementacja betainy może również poprawiać sprawność piłkarzy na boisku.
BETAINA A SPRAWNOŚĆ NA CYKLOERGOMETRZE
Praca naukowa autorstwa Pryor’a i współpracowników z roku 2012, sprawdziła wpływ suplementacji betainą w wysiłku na cykloergometrze. Był to eksperyment krzyżowy, a więc uczestnicy w oddzielnych punktach czasowych spożywali roztwór węglowodanowy, w tym raz z dodatkiem 2.5g betainy. Do eksperymentu zaangażowano 16 rekreacyjnie trenujących uczestników (7 kobiet i 9 mężczyzn).
Test wysiłkowy obejmował 5 minut rozgrzewki na niskiej intensywności. Główny wysiłek składał się z 4 maksymalnych sprintów trwających 12 sekund z obciążeniem odpowiadającym 5.5% masy ciała. Każdy ze sprintów był oddzielony 2.5 minutową jazdą o niskiej intensywności przy zerowym oporze. Badano średnią moc szczytową, maksymalną moc szczytowa, średnią moc i maksymalną średnia moc.
Wyniki eksperymentu wykazały, że jeden tydzień przyjmowania betainy (2.5 g/dzień) przyczynił się do poprawy wydajności sprintu o 5,5 ± 0,8% w porównaniu z wartością wyjściową i 3,5 ± 0,2% w porównaniu z węglowodanowym placebo. Naukowcy sugerują, że prawdopodobny mechanizm stojący za poprawą zdolności wysiłkowych odnosi się do nasilenia procesów metylacji i działania osmotycznego. Suplementacja betainą może zwiększać wewnątrzmięśniowe zapasy kreatyny, nasilać proces wzrostu mięśni lub chronić komórki mięśniowe przed uszkodzeniami wywołanymi stresem. Enzym wątrobowy, metylotransferaza homocysteiny betainy, przenosi grupę metylową z betainy na homocysteinę, wytwarzając w ten sposób dimetyloglicynę i metioninę. Ta ostatnia jest następnie konwertowana do S-adenozylometioniny (SAM), która następnie działa jako donor metylu podczas syntezy kreatyny. Optymalizacja układu fosfagenowego w przemianach energetycznych jest więc działaniem niezwykle atrakcyjnym z punktu widzenia powtarzanych wysiłków o maksymalnej intensywności.
KREATYNA OD TESTOSTERONE.PL – ergogeniczne wsparcie parametrów siły i masy mięśniowej – KUP TUTAJ
WPŁYW SUPLEMENTACJI BETAINĄ NA PARAMETRY SIŁY I MOCY MIĘŚNIOWEJ
Biorąc po uwagę specyfikę mechanizmów działania betainy, największy potencjał może być widoczny w wysiłkach o maksymalnej intensywności, szczególnie w treningu oporowym. Wiąże się to ze wsparciem układu fosfagenowego, zaangażowanego w procesie powtarzanych przejawów generowania siły i mocy mięśniowej.
W jednym z eksperymentów naukowych w roku 2009, sprawdzono wpływ suplementacji betainą u młodych, zdrowych mężczyzn. Zaangażowano 24 osoby, które miały na celu suplementację betainą w perspektywie 15 dni. W trzech protokołach testowych badano moc mięśniową za pośrednictwem skoku dosiężnego (CMJ) oraz wyciskanie na ławce płaskiej z wyrzutem sztangi (bench press throw). Dodatkowo, wykonywano maksymalną możliwą ilość powtórzeń na intensywności 75%1RM dla przysiadów i wyciskania na ławce płaskiej. Po 24h od powyższych pomiarów, uczestnicy wykonywali dwa 30 sekundowe testy Wingate oddzielone 5 minutowym, aktywnym wypoczynkiem. Następnie rozpoczynał się 15 dniowy okres suplementacji betainą, a testy powtarzano po 8 i 15 dniu suplementacji.
Wyniki wykazały znaczną poprawę wytrzymałości siłowej na skutek suplementacji betainą w porównaniu z warunkami placebo. Poprawę wykazano w przypadku ilości wykonanych powtórzeń w przysiadach ze sztangą, a więc w przypadku zaangażowania dużej grupy mięśniowej. Nie zauważono znaczących zmian w przypadku górnej części ciała. Efekt dla przysiadów ze sztangą zauważono już po tygodniu od suplementacji betainą.
W kolejnej pracy naukowej z roku 2010, sprawdzono wpływ suplementacji betainą u 12 mężczyzn, w kontekście siły i mocy mięśniowej. Eksperyment był randomizowanym i podwójnie zaślepionym protokołem z warunkami placebo. Uczestnicy suplementowali betainę przez okres 14 dni, a pomiędzy danymi warunkami występowało 14 dni „wash-out’u”.
Protokół treningowy obejmował:
4 serie x 3 powtórzenia wyskoków pionowych z 2 minutami przerwy pomiędzy seriami,
Maksymalny izometryczny przysiad (6-10 sekund),
3 powtórzenia Jump Squat 30%1rm,
3 serie przysiadów ze sztangą do upadku mięśniowego 85%1rm,
Maksymalne izometryczne wyciskanie leżąc (6-10 sekund),
3 powtórzenia Wyciskania leżąc z wyrzutem 30%1rm
3 serie Wyciskania leżąc do upadku 85%1rm.
Wyniki wykazały poprawę zdolności wysiłkowych dla górnej części ciała. Dodatkowo, poprawę zdolności wysiłkowych zauważono w drugim odcinku czasowym co sugeruje wpływ betainy jako suplementu nasilającego regenerację powysiłkową. Wyniki stoją w sprzeczności z niektórymi opracowaniami naukowymi, które wskazywały poprawę zdolności siłowych dla dolnej części ciała. Różnice mogą być spowodowane metodologią badawczą, sekwencją poszczególnych ćwiczeń oraz metodami statystycznymi. Niemniej jednak, obecne badania naukowe wskazują skuteczność betainy w poprawie zdolności wysiłkowych o charakterystyce maksymalnej oraz generowania siły i mocy mięśniowej.
SUPLEMENTACJA BETAINĄ A TOLERANCJA NA WYSOKĄ TEMPERATURĘ
Czynność osmolityczna betainy niesie ze sobą wiele potencjalnych korzyści jak choćby zmniejszenie stresu hipertonicznego we wnętrzu komórki, co skutkuje zachowaniem jej funkcjonalności. Wykazano, że betaina łagodzi wiele rodzajów stresorów komórkowych tj. hipertermię, hipertoniczność, kwasowość, hiperkaliemię i stres oksydacyjny. Specyfika jej działania została więc powiązana z potencjalnym zmniejszeniem szkód wyrządzonych przegrzaniem organizmu. W modelach zwierzęcych, wykazano, że suplementacja betainy w zmniejsza temperaturę wewnętrzną organizmu, temperaturę skóry, śmiertelność i uszkodzenia oksydacyjne. Wielu sportowców elitarnych i rekreacyjnych ćwiczy przez długi czas w gorących i wilgotnych środowiskach i napotyka wiele potencjalnych stresorów związanych z ryzykiem hipertermii. Biorąc pod uwagę dane na modelach zwierzęcych, betaina może poprawić tolerancję na ciepło i zagwarantować lepszą wydajność treningową w trudnych warunkach. Niestety ilość danych na ludziach jest ograniczona. Tylko jedno badanie oceniało spożycie betainy na termoregulację i nawodnienie po protokole odwodnienia w upale. Dodatek 5g betainy rozpuszczonej w roztworze węglowodanów nie wpłynął na temperaturę ciała podczas ćwiczeń, ale za to uczestnicy suplementujący betainę zgłaszali niższe odczucie ciepła przed i bezpośrednio po 75 min biegu na bieżni przy 65% VO2 max. Ze względu na małą liczbę danych, wpływ betainy na termoregulację pozostaje niejasny.
PODSUMOWANIE
Betaina to suplement o dużym potencjale ergogenicznym zwłaszcza od strony wysiłków o wysokiej intensywności jak również przejawów generowania siły i mocy mięśniowej. Jej mechanizm działania opiera się o właściwości osmotyczne, związane z kumulacją wody wewnątrz-komórkowej. Dodatkowo, betaina wspiera procesy metylacji oraz endogennej produkcji kreatyny. Dostępne dane naukowe wskazują na poprawę wielu parametrów zdolności wysiłkowych takich jak wyskok dosiężny (CMJ), wydajność w zmianach kierunku biegu, siłę maksymalną górnej i dolnej części ciała, czas przyśpieszenia oraz zdolność do powtarzanych sprintów. Tworzy to więc niezwykle duży potencjał suplementacyjny w sportach drużynowych. Dodatkowo, wykazuje się wzrost parametrów siły i mocy mięśniowej co ma szczególne znaczenie w sportach siłowych i kontaktowych. Część literatury naukowej wykazuje potencjalne działanie zwiększające tolerancję cieplną na skutek suplementacji betainą. Należy jednak mieć na uwadze, że znaczna część danych odnosi się do modelu zwierzęcego.
[1] Zeisel SH, Mar MH, Howe JC, Holden JM: Concentrations of choline-containing compounds and betaine in common foods. J Nutr 2003, 133:1302-1307
[2] Craig SA: Betaine in human nutrition. Am J Clin Nutr 2004, 80:539-549. 3.
[3] Armstrong LE, Casa DJ, Roti MW, Lee EC, Craig SA, Sutherland JW, Fiala KA, Maresh CM: Influence of betaine consumption on strenuous running and sprinting.
[4] Senesi P, Luzi L, Montesano A, Mazzocchi N, Terruzzi I. Betaine supplement enhances skeletal muscle differentiation in murine myoblasts via IGF-1 signaling activation. Journal of translational medicine. 2013;11:174.
[5] Apicella JM, Lee EC, Bailey BL, Saenz C, Anderson JM, Craig SA, Kraemer WJ, Volek JS, Maresh CM. Betaine supplementation enhances anabolic endocrine and Akt signaling in response to acute bouts of exercise. Eur J Appl Physiol. 2013;113(3):793–802
[6] Olthof MR, Verhoef P: Effects of betaine intake on plasma homocysteine concentrations and consequences for health. Current Drug Metab 2005, 6:15-22.
[7] Detopoulou P, Panagiotakos DB, Antonopoulou S, Pitsavos C, Stefa- nadis C: Dietary choline and betaine intakes in relation to concentrations of inflammatory markers in healthy adults: the ATTICA study. Am J Clin Nutr 2008, 87:424-430.
[8] du Vigneaud V, Simonds S, Chandler JP, Cohn M: A further investi- gation of the role of betaine in transmethylation reactions in vivo. J Biol Chem 1946, 165:639-648.
[9] Apicella JM, Lee EC, Bailey BL, Saenz C, Anderson JM, Craig SA, Kraemer WJ, Volek JS, Maresh CM. Betaine supplementation enhances anabolic endocrine and Akt signaling in response to acute bouts of exercise. Eur J Appl
[10] Nobari H, Kargarfard M, Minasian V, Cholewa JM, Pérez-Gómez J. The effects of 14-week betaine supplementation on endocrine markers, body composition and anthropometrics in professional youth soccer players: a double blind, randomized, placebo-controlled trial. J Int Soc Sports Nutr. 2021;18(1):20.
[11] Nobari H, Cholewa JM, Pérez-Gómez J, Castillo-Rodríguez A. Effects of 14- weeks betaine supplementation on pro-inflammatory cytokines and hematology status in professional youth soccer players during a competition season: a double blind, randomized, placebo-controlled trial. J Int Soc Sports Nutr. 2021;18(1):42.
[12]Nobari H, Kargarfard M, Minasian V, Cholewa JM, Pérez-Gómez J. The effects of 14-week betaine supplementation on endocrine markers, body composition and anthropometrics in professional youth soccer players: a double blind, randomized, placebo-controlled trial. J Int Soc Sports Nutr. 2021 Mar 4;18(1):20. doi: 10.1186/s12970-021-00417-5. PMID: 33663545; PMCID: PMC7934563.
[13] Lee, E.C., Maresh, C.M., Kraemer, W.J. et al. Ergogenic effects of betaine supplementation on strength and power performance. J Int Soc Sports Nutr 7, 27 (2010). https://doi.org/10.1186/1550-2783-
[14] Hoffman JR, Ratamess NA, Kang J, Rashti SL, Faigenbaum AD. Effect of betaine supplementation on power performance and fatigue. J Int Soc Sports Nutr. 2009 Feb 27;6:7. doi: 10.1186/1550-2783-6-7. PMID: 19250531; PMCID: PMC2651845.
[15] Willingham BD, Ragland TJ, Ormsbee MJ. Betaine Supplementation May Improve Heat Tolerance: Potential Mechanisms in Humans. Nutrients. 2020 Sep 25;12(10):2939. doi: 10.3390/nu12102939. PMID: 32992781; PMCID: PMC7599524.
