Zdjęcie: howtogym, Unsplash
Histydyna jest aminokwasem, który u niemowląt uznaje się za niezbędny, natomiast u dorosłych zwykle klasyfikuje się ją jako aminokwas, którego organizm potrafi dostarczyć w ilości wystarczającej do utrzymania podstawowych funkcji, z wyjątkiem szczególnych stanów klinicznych, w których zapotrzebowanie może przewyższać możliwości organizmu. Z perspektywy fizjologii wysiłku histydyna jest interesująca z dwóch powodów. Po pierwsze, stanowi element budulcowy białek i uczestniczy w procesach naprawy oraz przebudowy tkanek po wysiłku. Po drugie, pełni rolę istotnego ogniwa metabolicznego, ponieważ jest prekursorem związków, które w mięśniach mogą wpływać na tolerancję wysiłku o wysokiej intensywności, na zdolność do buforowania jonów wodorowych oraz na ograniczanie stresu oksydacyjnego.
Człowiek nie wytwarza histydyny w sposób, który pozwala traktować ją jako pewne źródło endogenne w każdych warunkach, dlatego jej dostępność zależy w dużej mierze od podaży pokarmowej. Najważniejszymi źródłami histydyny są produkty zwierzęce bogate w białko, takie jak wołowina, drób i ryby. Wysoką zawartość histydyny obserwuje się również w niektórych produktach rybnych poddanych suszeniu. Istnieją też roślinne źródła białka, w których histydyna występuje w umiarkowanych ilościach, na przykład w nasionach roślin strączkowych, grochu oraz soi. W praktyce dietetycznej oznacza to, że osoby jedzące bardzo mało białka lub eliminujące produkty zwierzęce muszą szczególnie dbać o bilans aminokwasów w diecie, zwłaszcza gdy równocześnie wykonują intensywny trening.
Średnie dzienne spożycie histydyny bywa opisywane jako ilość rzędu kilkuset miligramów na dobę, natomiast zalecane zapotrzebowanie odnosi się zwykle do masy ciała i waha się w granicach kilkunastu miligramów na kilogram masy ciała w ciągu doby. W sporcie kwestia ta jest ważna, ponieważ intensywny trening zwiększa obrót białkowy, nasila mikrouszkodzenia, wymusza adaptacje mięśniowe i obciąża układ antyoksydacyjny. W takich warunkach histydyna staje się nie tylko „kolejnym aminokwasem”, ale elementem łączącym żywienie, metabolizm i zdolność do znoszenia dużych obciążeń.
Histydyna jako składnik buforowania wewnątrzkomórkowego i antyoksydacji
Podczas wysiłku o wysokiej intensywności, szczególnie gdy dominuje metabolizm beztlenowy, w komórkach mięśniowych rośnie stężenie jonów wodorowych. Zjawisko to wiąże się z obniżeniem odczynu wewnątrzkomórkowego i może upośledzać pracę enzymów oraz elementów kurczliwych mięśnia. Organizm dysponuje systemami buforującymi, które ograniczają tempo zmian odczynu, a do najważniejszych elementów tych systemów należą związki zawierające pierścień imidazolowy, charakterystyczny właśnie dla histydyny. Oznacza to, że histydyna oraz pochodne związki histydynowe mogą realnie wpływać na tolerancję zakwaszenia wysiłkowego, choć skuteczność takiego działania zależy od tego, czy histydyna występuje w mięśniu w postaci wolnej, czy wchodzi w skład peptydów o właściwościach buforujących.
Histydynie przypisuje się także właściwości antyoksydacyjne, które obejmują zdolność wiązania jonów metali oraz neutralizowania części reaktywnych form tlenu i reaktywnych form azotu. W praktyce sportowej ma to znaczenie, ponieważ wysiłek, zwłaszcza intensywny lub długotrwały, prowadzi do wzrostu produkcji reaktywnych form tlenu. W umiarkowanych ilościach są one potrzebne do sygnalizacji adaptacyjnej, natomiast ich nadmiar sprzyja peroksydacji lipidów błon komórkowych, uszkodzeniom białek i zmianom w funkcji mitochondriów. Zatem, gdy histydyna lub jej pochodne wspierają mechanizmy antyoksydacyjne, potencjalnie mogą ograniczać wtórne uszkodzenia mięśni i przyspieszać regenerację.
Karnozyna jako kluczowy produkt pochodny histydyny w mięśniu
Szczególnie ważnym aspektem dla sportu jest to, że histydyna jest prekursorem karnozyny, czyli dipeptydu zbudowanego z histydyny oraz beta alaniny. Synteza karnozyny zachodzi w mięśniach oraz w wybranych obszarach mózgu i wymaga działania enzymu katalizującego łączenie tych dwóch składników. W praktyce fizjologicznej oznacza to, że dostępność beta alaniny i histydyny oraz aktywność enzymu syntetyzującego karnozynę wpływają na ostateczną zawartość karnozyny w tkankach.
Karnozyna należy do grupy dipeptydów imidazolowych, czyli takich, które zawierają w strukturze pierścień imidazolowy. To właśnie ten fragment cząsteczki tłumaczy znaczną część jej właściwości buforujących. Karnozyna jest szczególnie obficie obecna w szybko kurczących się włóknach mięśniowych, które dominują w wysiłkach krótkich i bardzo intensywnych. Z punktu widzenia sportu jest to logiczne, ponieważ właśnie w takich wysiłkach zmiany odczynu wewnątrzkomórkowego zachodzą szybko i mogą ograniczać utrzymanie mocy.
Rola karnozyny nie ogranicza się do buforowania. Związkowi temu przypisuje się zdolność wiązania jonów metali, udział w ochronie antyoksydacyjnej oraz wpływ na wrażliwość elementów kurczliwych na jony wapnia. Jeżeli mięsień staje się bardziej wrażliwy na wapń, może generować większą siłę przy podobnym pobudzeniu, a to potencjalnie poprawia ekonomię wytwarzania mocy lub przesuwa granicę zmęczenia w wysiłkach o wysokiej intensywności.
W badaniach żywieniowych dużo uwagi poświęca się suplementacji beta alaniną, ponieważ zwiększanie podaży beta alaniny zwykle skutecznie podnosi zawartość karnozyny w mięśniach. Wynika to z tego, że w wielu sytuacjach to właśnie dostępność beta alaniny bywa czynnikiem ograniczającym tempo syntezy karnozyny. W konsekwencji suplementacja beta alaniną jest często wykorzystywana przez osoby trenujące sporty wymagające wysokiej intensywności i zdolności do utrzymania tempa w warunkach narastającego zakwaszenia.
Beta alanina od testosterone.pl – podstawowa substancja zwiększająca wydolność organizmu – KUP TUTAJ
Dlaczego suplementacja karnozyną bywa mniej skuteczna niż oczekiwano
Istotną przeszkodą w bezpośrednim stosowaniu karnozyny jako suplementu jest to, że w ludzkim organizmie występują enzymy rozkładające karnozynę do histydyny i beta alaniny. Enzymy te określa się mianem karnozynaz. Wysoka aktywność karnozynazy obecnej w osoczu człowieka sprawia, że karnozyna dostarczona doustnie może zostać szybko rozłożona, zanim osiągnie tkanki docelowe w postaci niezmienionej. Oznacza to, że sam fakt przyjęcia karnozyny nie gwarantuje zwiększenia jej stężenia w mięśniu.
Opisuje się dwa główne typy karnozynaz. Jeden typ występuje w surowicy i charakteryzuje się wysoką aktywnością rozkładu karnozyny w warunkach odczynu zbliżonego do lekko zasadowego. Drugi typ jest enzymem cytoplazmatycznym o szerszej swoistości i występuje w wielu tkankach, ale nie dominuje w surowicy i w płynie mózgowo rdzeniowym. Poza nimi istnieją inne enzymy z rodziny dipeptydaz zdolne do rozkładu podobnych dipeptydów, a u niektórych gatunków zwierząt opisuje się wyspecjalizowane enzymy rozkładające związki pokrewne karnozynie.
Aktywność enzymów rozkładających karnozynę może zależeć od obecności określonych związków oraz jonów metali. Opisywano, że wybrane inhibitory konkurencyjne potrafią spowalniać rozkład karnozyny, a niektóre substancje hamują aktywność enzymu poprzez wiązanie metalu będącego elementem centrum aktywnego. Równocześnie wskazuje się, że określone pierwiastki mogą zwiększać stabilność enzymu i podnosić jego aktywność, podczas gdy inne wykazują działanie hamujące. W praktyce sportowej te informacje mają znaczenie głównie teoretyczne, ponieważ standardowe strategie suplementacyjne częściej bazują na zwiększaniu syntezy karnozyny w mięśniu poprzez beta alaninę niż na próbach dostarczania karnozyny w postaci niezmienionej.
Inne związki zawierające histydynę: anseryna, balenina i ergotionina
Poza karnozyną istnieją inne związki zawierające histydynę, które mogą mieć znaczenie dla wysiłku fizycznego. Do tej grupy zalicza się anserynę i baleninę, które również są dipeptydami imidazolowymi, a także ergotioninę, będącą siarkową pochodną histydyny o właściwościach antyoksydacyjnych.
Anseryna i balenina są strukturalnie podobne do karnozyny, co sugeruje podobne funkcje, takie jak buforowanie jonów wodorowych oraz udział w ochronie antyoksydacyjnej. W odróżnieniu od karnozyny mogą jednak różnić się podatnością na rozkład enzymatyczny, a to wpływa na ich biodostępność po spożyciu. Z kolei ergotionina jest związkiem, którego organizm człowieka nie potrafi syntetyzować, a jej działanie wiąże się silnie z obecnością wyspecjalizowanego transportera, dzięki któremu ergotionina może gromadzić się w tkankach. Ergotionina bywa też omawiana w kontekście zdrowego starzenia, ponieważ jej stężenie w organizmie spada wraz z wiekiem, a właściwości antyoksydacyjne mogą mieć znaczenie w ograniczaniu przewlekłych uszkodzeń komórkowych.
Anseryna: źródła, biodostępność i potencjalne efekty ergogeniczne
Anseryna jest głównym dipeptydem histydynowym w mięśniach wielu zwierząt i występuje w istotnych ilościach w mięsie ryb oraz w mięsie drobiowym i wołowym. Szczególnie często wskazuje się na tuńczyka, którego tkanki mogą stanowić bogate źródło anseryny, a ekstrakty z mięśni ryb bywają wykorzystywane do produkcji koncentratów o podwyższonej zawartości anseryny. W badaniach eksperymentalnych stosowano zarówno czystą anserynę, jak i ekstrakty z mięsa, w których anseryna współwystępowała z innymi związkami.
Jednym z argumentów przemawiających za zainteresowaniem anseryną jest jej relatywnie większa odporność na rozkład przez enzymy obecne w osoczu człowieka w porównaniu z karnozyną. Jeżeli dipeptyd rozkłada się wolniej, dłużej utrzymuje się w krążeniu, a tym samym potencjalnie ma większą szansę oddziaływać na środowisko wewnętrzne podczas wysiłku. Dodatkowo rozkład karnozyny zwiększa dostępność histydyny i beta alaniny, co może pośrednio sprzyjać wzrostowi dipeptydów w mięśniu. W konsekwencji łączenie anseryny z karnozyną bywa rozpatrywane jako strategia, która łączy bezpośrednie działanie buforujące anseryny z potencjalnym zwiększaniem puli substratów do syntezy dipeptydów w mięśniu.
W badaniach na ludziach opisywano kilka obszarów, w których anseryna może wykazywać działanie korzystne. Jednym z nich jest tolerancja wysiłku obwodowego oraz odczuwanie zmęczenia po treningu. W wybranych protokołach interwencyjnych podawano anserynę osobom wykonującym zestaw ćwiczeń obejmujący ruchy angażujące mięśnie klatki piersiowej, mięśnie brzucha, mięśnie grzbietu oraz pozycję izometryczną symulującą siedzenie bez krzesła. Zdolność do utrzymania pracy oceniano poprzez czas do wyczerpania. Opisywano, że po przyjęciu anseryny czas do wyczerpania ulegał wydłużeniu, a równocześnie obserwowano niższe wartości markerów biochemicznych związanych z uszkodzeniami mięśni oraz niższe stężenia hormonu stresu we krwi po wysiłku. Taka obserwacja jest zgodna z hipotezą, że anseryna może ograniczać stres wysiłkowy i pośrednio wspierać regenerację.
Drugim interesującym obszarem jest wpływ anseryny na sprawność wzrokowo ruchową, która bywa kluczowa w sportach wymagających szybkiej oceny toru lotu piłki i bardzo precyzyjnej odpowiedzi ruchowej. W badaniach z udziałem zawodników trenujących gry rakietowe analizowano skuteczność uderzeń w wyznaczone strefy stołu i oceniano, czy suplementacja anseryną poprawia precyzję. Opisywano poprawę trafności oraz wzrost precyzji w zadaniach wymagających kontroli ruchu. Takie wyniki sugerują, że anseryna może wpływać nie tylko na komponent mięśniowy, ale również na elementy przetwarzania informacji wzrokowej i planowania ruchu, choć mechanizm tego zjawiska wymaga ostrożnej interpretacji, ponieważ tego typu wyniki są wrażliwe na efekt uczenia, motywację oraz zmienność dnia testowego.
Trzecim obszarem są wysiłki biegowe o charakterze powtarzanych prób na średnim dystansie, w których liczy się zdolność do utrzymania tempa w kolejnych powtórzeniach. W protokołach obejmujących serię biegów na określony dystans z przerwami odpoczynkowymi obserwowano, że po kilkudniowej suplementacji anseryną czasy kolejnych prób mogą ulegać poprawie. Równocześnie opisywano obniżenie markerów uszkodzeń mięśni oraz zmiany w parametrach krwi związanych z reakcją na wysiłek. Taki obraz może wskazywać, że anseryna w określonych warunkach sprzyja tolerancji powtarzanego wysiłku o wysokiej intensywności.
W badaniach, w których podawano anserynę w postaci bulionu lub ekstraktu z mięsa drobiowego, obserwowano wzrost stężenia dipeptydów histydynowych we krwi po spożyciu. Jest to ważne, ponieważ sugeruje realną biodostępność tych związków z pożywienia. W praktyce sportowej można to interpretować jako argument, że dieta bogata w niektóre produkty zwierzęce może dostarczać dipeptydów histydynowych, chociaż ilości i tempo wchłaniania zależą od rodzaju produktu, sposobu obróbki i dawki.
Nie wszystkie wyniki badań nad anseryną są jednoznacznie pozytywne. W części protokołów oceniających czas do wyczerpania w testach wytrzymałościowych nie obserwowano poprawy wyniku, a w badaniach dotyczących stresu oksydacyjnego raportowano złożone zmiany w markerach redoks. Wyniki te można interpretować tak, że anseryna może wpływać na równowagę oksydacyjno redukcyjną, ale kierunek i znaczenie tych zmian zależą od dawki, czasu przyjęcia, rodzaju wysiłku i wyjściowego stanu antyoksydacyjnego organizmu.
Ocena zmęczenia mięśniowego i badania z użyciem sygnałów mięśniowych
Zmęczenie mięśni można oceniać nie tylko poprzez spadek mocy lub skracanie czasu do wyczerpania, ale również poprzez analizę sygnałów elektrycznych generowanych przez mięsień podczas skurczu. Metody oparte na rejestracji aktywności elektrycznej mięśni pozwalają oceniać, jak zmienia się charakter sygnału w trakcie narastającego zmęczenia. W badaniach z udziałem zdrowych mężczyzn stosowano testy izometryczne mięśnia uda, a następnie analizowano parametry sygnału związane z przesunięciem częstotliwości i zmianami kształtu przebiegu. Opisywano, że po spożyciu dawki anseryny zmiany sugerujące zmęczenie mogą być mniej nasilone w porównaniu z placebo. Z punktu widzenia praktycznego oznacza to, że anseryna może wpływać na tolerancję skurczu utrzymywanego i opóźniać spadek zdolności do generowania napięcia, choć interpretacja tych wyników wymaga uwzględnienia indywidualnej zmienności oraz specyfiki protokołu.
Balenina: dipeptyd o wysokiej biodostępności, ale ograniczonej liczbie badań sportowych
Balenina, nazywana również ophidyną, jest dipeptydem histydynowym obficie występującym u niektórych zwierząt morskich. W literaturze podkreśla się jej potencjalnie wysoką biodostępność po podaniu doustnym oraz mniejszą podatność na rozkład enzymatyczny niż w przypadku karnozyny. W badaniach porównujących wchłanianie anseryny, baleniny i karnozyny wskazywano, że karnozyna bywa trudna do wykrycia we krwi po podaniu doustnym w większych dawkach, natomiast balenina może utrzymywać się w krążeniu w zauważalnych ilościach. W praktyce oznacza to, że balenina teoretycznie mogłaby stanowić alternatywny związek o działaniu buforującym i antyoksydacyjnym.
Jednocześnie liczba badań oceniających wpływ baleniny na zdolność wysiłkową u ludzi jest bardzo mała. Opisywano protokoły, w których osobom trenującym kolarstwo podawano baleninę przed testami obejmującymi krótkie sprinty oraz próby czasowe na kilka i kilkadziesiąt kilometrów. Oceniano moc maksymalną, moc utrzymywaną, czas ukończenia prób oraz parametry krwi związane z równowagą kwasowo zasadową i metabolizmem węglowodanów. W tych warunkach nie obserwowano istotnych zmian w wynikach wysiłkowych po jednorazowej suplementacji baleniną. Wynik ten można interpretować na dwa sposoby. Pierwsza interpretacja zakłada, że balenina nie wykazuje istotnego działania ergogenicznego w takiej dawce i w takim protokole. Druga interpretacja zakłada, że potrzebne są inne dawki, inne czasy podania albo inne typy wysiłku, ponieważ pojedyncze badanie nie pozwala budować daleko idących wniosków. W praktyce naukowej oznacza to, że balenina jest związkiem obiecującym pod względem biodostępności, ale obecnie niedostatecznie przebadanym w realnych warunkach sportowych.
Ergotionina: związek histydynowy o silnym profilu antyoksydacyjnym i możliwym znaczeniu dla długowieczności sportowca
Ergotionina jest rozpuszczalną w wodzie, siarkową pochodną histydyny, zawierającą fragment betainowy. Organizm człowieka nie syntetyzuje ergotioniny, co oznacza, że jej obecność w tkankach zależy od podaży dietetycznej. W ostatnich latach opisano wyspecjalizowany transporter ergotioniny, a także wykazano, że ergotionina gromadzi się w wybranych narządach i komórkach, w tym w szpiku kostnym, śledzionie, wątrobie, narządzie wzroku oraz w krwinkach czerwonych. Takie rozmieszczenie jest zgodne z hipotezą, że ergotionina pełni funkcję ochronną, szczególnie w środowiskach narażonych na stres oksydacyjny.
Zwraca się uwagę, że stężenie ergotioniny w organizmie może spadać z wiekiem, zwłaszcza u osób starszych, co bywa łączone z ryzykiem procesów neurodegeneracyjnych. W tym kontekście pojawia się koncepcja „zdrowego starzenia”, w której ochrona antyoksydacyjna i modulacja procesów zapalnych mogą ograniczać rozwój chorób przewlekłych i wspierać utrzymanie funkcji poznawczych oraz sprawności fizycznej. Część badaczy opisuje ergotioninę jako związek potencjalnie ważny dla długoterminowej ochrony organizmu, a nie tylko dla natychmiastowej poprawy wyniku sportowego.
Najbogatszym źródłem ergotioniny w diecie są grzyby. Zawartość ergotioniny może znacząco różnić się pomiędzy gatunkami i zależy od warunków uprawy, w tym od składu podłoża. Wysokie ilości ergotioniny obserwuje się u boczniaków oraz u grzybów shiitake. Ergotionina występuje również w pewnych produktach fermentowanych, takich jak tempeh, a także w otrębach ryżowych i suszonych warzywach, choć w niższych ilościach niż w grzybach.
W badaniach żywieniowych wykazano, że spożycie grzybów może podnosić stężenie ergotioniny we krwi w ciągu kilku godzin. Ma to znaczenie praktyczne, ponieważ potwierdza, że ergotionina z diety jest wchłaniana i może zasilać pulę ustrojową.
W kontekście bezpieczeństwa oceniano również syntetyczną ergotioninę, określając górne poziomy spożycia uznawane za bezpieczne dla dorosłych, z zastrzeżeniem szczególnych grup, takich jak kobiety w ciąży i karmiące piersią. W sporcie bezpieczeństwo suplementacji ma szczególne znaczenie, ponieważ zawodnicy często stosują kilka strategii żywieniowych równocześnie, a dodatkowo muszą uwzględniać ryzyko zanieczyszczeń produktów suplementacyjnych.
Ergotionina a wysiłek: wyniki badań u ludzi, zwierząt i modele wysiłku w trudnych warunkach
W badaniach z udziałem młodych, zdrowych mężczyzn stosowano suplementację ekstraktem z grzybów shiitake przez kilkanaście dni przed wysiłkiem. W takich protokołach nie obserwowano wyraźnych zmian w markerach zapalnych, natomiast opisywano działanie antyoksydacyjne związane z regulacją równowagi tiolowej oraz markerów związanych z tlenkiem azotu. Wynik ten można interpretować jako potencjalne wsparcie redoks bez jednoznacznego wpływu na stan zapalny w krótkiej skali czasu.
Bardzo interesującą grupą badań są doświadczenia przeprowadzane na koniach, które wykonują wysiłek o wysokiej intensywności lub wysiłek długotrwały w trudnych warunkach środowiskowych. W badaniach z udziałem koni arabskich stosowano różne dawki ergotioniny i oceniano parametry krwi po wyścigach na dystansach rzędu kilku kilometrów oraz po dłuższych biegach wytrzymałościowych. Opisywano, że po podaniu ergotioniny część wskaźników hematologicznych może ulegać zmianom sugerującym działanie przeciwzapalne. Zwracano też uwagę na możliwą stabilizację błon krwinek czerwonych i ochronę przed peroksydacją indukowaną wysiłkiem, co mogłoby tłumaczyć obserwowane różnice w parametrach krwi.
W protokołach obejmujących wysiłek w warunkach wysokiej temperatury i wilgotności wskazywano, że konie otrzymujące ergotioninę mogą mieć niższą temperaturę ciała po wysiłku oraz niższe wartości markerów stresu oksydacyjnego. W praktyce fizjologicznej jest to ważne, ponieważ stres cieplny nasila produkcję reaktywnych form tlenu i zwiększa ryzyko zaburzeń homeostazy, a więc związek o profilu antyoksydacyjnym i potencjalnym wpływie na termoregulację może być szczególnie cenny.
W kolejnych badaniach oceniano wpływ ergotioniny na białka stresu komórkowego, które są produkowane w odpowiedzi na bodźce uszkadzające, w tym na stres oksydacyjny. Opisywano, że suplementacja ergotioniną może zwiększać stężenie białek ochronnych oraz podnosić aktywność wybranych enzymów antyoksydacyjnych, równocześnie obniżając markery peroksydacji lipidów. Taki profil zmian wspiera hipotezę, że ergotionina działa przede wszystkim jako element ochrony komórki w warunkach przeciążenia.
Badania na myszach dostarczają dodatkowych informacji mechanistycznych. W protokołach, w których myszy suplementowano ergotioniną przez tydzień, a następnie poddawano je biegowi na bieżni przy intensywności stanowiącej określony odsetek ich maksymalnej prędkości tlenowej, obserwowano wzrost maksymalnej prędkości tlenowej oraz wydłużenie czasu do wyczerpania. Jednocześnie wykazywano wzrost liczby komórek satelitarnych w mięśniu oraz wzrost markerów syntezy białek, co można interpretować jako potencjalne wsparcie procesów adaptacyjnych i regeneracyjnych. Dodatkowo obserwowano obniżenie markerów stresu oksydacyjnego i markerów zapalnych po wysiłku.
W dłuższych protokołach dietetycznych, trwających wiele tygodni, wskazywano, że trening sam w sobie może zwiększać zawartość ergotioniny w mięśniu, co sugeruje, że ergotionina może być elementem adaptacji do regularnej aktywności. Opisywano również hipotezę związaną z enzymem mitochondrialnym uczestniczącym w przemianach siarkowych i produkcji siarkowodoru, w której ergotionina może pełnić rolę akceptora w reakcjach wpływających na przepływ elektronów i oddychanie mitochondrialne. W badaniach, w których myszy otrzymywały dietę wzbogaconą w ergotioninę przez wiele tygodni i równocześnie przechodziły cykl treningowy, obserwowano poprawę parametrów treningowych, wzrost prędkości biegu i zwiększenie dystansu pokonywanego w testach.
Wartość buforowania a właściwości chemiczne dipeptydów imidazolowych
W dyskusji o anserynie, baleninie i karnozynie pojawia się koncepcja, że skuteczność buforowania zależy od właściwości chemicznych pierścienia imidazolowego. W praktyce oznacza to, że różnice w zdolności przyjmowania i oddawania jonów wodorowych mogą przesuwać „optymalny zakres” działania buforującego w zależności od odczynu środowiska. Z tego powodu sugeruje się, że niektóre dipeptydy mogą lepiej buforować w początkowej fazie narastającej kwasicy, a inne mogą być bardziej użyteczne, gdy odczyn obniża się bardziej w późniejszych etapach intensywnego wysiłku. Taka hipoteza jest atrakcyjna, ponieważ tłumaczyłaby, dlaczego kombinacje dipeptydów mogą działać komplementarnie, zamiast powielać identyczną funkcję.
Antyoksydacyjne działanie anseryny, baleniny i ergotioniny
Poza buforowaniem wszystkie omawiane związki łączy potencjał antyoksydacyjny. W przypadku anseryny wskazuje się na możliwe modyfikacje aktywności enzymów antyoksydacyjnych oraz wpływ na glutation i jego formy utlenione. W przypadku baleniny opisywano wyniki badań laboratoryjnych na komórkach mięśniowych, w których obserwowano wzrost aktywności jednego z kluczowych enzymów neutralizujących wolne rodniki. W modelach zwierzęcych dieta bogata w baleninę była wiązana ze wzrostem aktywności enzymów antyoksydacyjnych w mięśniach, a także z regulacją biogenezy mitochondriów i metabolizmu. Opisywano również potencjalny wpływ baleniny na procesy regeneracji włókien mięśniowych po uszkodzeniu wywołanym toksyną mięśniową, w tym na wzrost ekspresji genu związanego z odtwarzaniem włókien mięśniowych oraz na nasilenie aktywności fagocytarnej i napływ komórek odpornościowych do uszkodzonej tkanki.
Ergotionina z kolei jest omawiana jako silny antyoksydant, który może wpływać na regulację szlaków związanych z obroną antyoksydacyjną i utrzymaniem równowagi redoks. Opisywano mechanizmy, w których ergotionina sprzyja utrzymaniu wysokiej równowagi glutationowej, co może wspierać produkcję związku będącego uniwersalnym donorem grup metylowych w reakcjach metylacji. Z perspektywy biologii starzenia jest to interesujące, ponieważ metylacja wpływa na regulację ekspresji genów. Ergotionina może także ograniczać reakcje autoutleniania jonów miedzi i żelaza poprzez neutralizację reaktywnych form tlenu, co zmniejsza powstawanie szczególnie reaktywnych rodników hydroksylowych zdolnych do uszkadzania biomolekuł. Opisywano także badania, w których ergotionina opóźniała starzenie komórek śródbłonka w warunkach wysokiego stężenia glukozy, co łączono ze zmianami w ekspresji enzymów regulujących strukturę chromatyny i odpowiedź na stres.
W kontekście sportu interpretacja tych mechanizmów jest następująca. Nawet jeśli związek nie skraca czasu w teście sportowym w sposób natychmiastowy, może wspierać utrzymanie zdrowia komórkowego, ograniczać kumulację uszkodzeń, sprzyjać jakości adaptacji do treningu i w długiej perspektywie poprawiać zdolność do utrzymania wysokiego poziomu treningu przez lata. Jest to szczególnie istotne dla sportowców w dyscyplinach, w których sezon trwa długo, a przeciążenia powtarzają się regularnie.
Kreatyna od testosterone.pl – najbardziej przebadany i skuteczny suplement dla sportowca – KUP TUTAJ
Implikacje praktyczne dla sportowców i trenerów
Z praktycznego punktu widzenia omawiane związki można rozdzielić na dwie kategorie zastosowań. Pierwsza kategoria obejmuje wsparcie wysiłku o wysokiej intensywności poprzez buforowanie jonów wodorowych i potencjalne zwiększenie tolerancji zakwaszenia. W tym obszarze najlepiej ugruntowaną strategią pozostaje zwiększanie zawartości karnozyny w mięśniach poprzez podaż beta alaniny, ponieważ jest to podejście skuteczne w podnoszeniu poziomu dipeptydów w tkankach. Anseryna i balenina pozostają obiecujące, zwłaszcza w kontekście biodostępności i możliwego działania buforującego, ale liczba badań, szczególnie dla baleniny, jest obecnie niewielka.
Druga kategoria obejmuje wsparcie regeneracji i ochrony przed stresem oksydacyjnym. W tej kategorii szczególnie interesująca jest ergotionina, ponieważ ma wyraźny profil antyoksydacyjny, istnieje dowód na jej wchłanianie z żywności oraz na możliwość gromadzenia się w tkankach. W badaniach na zwierzętach i w modelach wysiłku w trudnych warunkach środowiskowych ergotionina bywała łączona z obniżeniem markerów stresu oksydacyjnego, wzrostem białek ochronnych i poprawą tolerancji wysiłku. W sporcie może to oznaczać korzyści dla okresów dużej objętości treningu, startów w upale lub dla zawodników szczególnie narażonych na przeciążenia oksydacyjne.
W praktyce żywieniowej warto pamiętać, że ergotionina jest dostępna w diecie, zwłaszcza w grzybach, a anseryna występuje w rybach i mięsie. Zatem część sportowców może zwiększać podaż tych związków poprzez świadome planowanie.
Podsumowanie
Histydyna jest aminokwasem, który w sporcie ma znaczenie nie tylko jako element białek, lecz także jako prekursor związków o potencjale buforującym i antyoksydacyjnym. Karnozyna, powstająca z histydyny i beta alaniny, odgrywa ważną rolę w buforowaniu jonów wodorowych w mięśniach i jest szczególnie istotna w wysiłkach intensywnych. Bezpośrednia suplementacja karnozyną jest ograniczana przez enzymatyczny rozkład w osoczu, dlatego strategie zwiększania karnozyny w mięśniach zwykle opierają się na podaży beta alaniny.
Anseryna i balenina są pokrewnymi dipeptydami imidazolowymi, które mogą łączyć właściwości buforujące i antyoksydacyjne, a ich biodostępność może być korzystniejsza niż w przypadku karnozyny. Dla anseryny istnieją dane sugerujące poprawę tolerancji wysiłku, zmniejszenie markerów obciążenia po treningu oraz możliwe wsparcie funkcji wzrokowo ruchowych, choć wyniki nie są jednolite. Dla baleniny obecnie brakuje dostatecznej liczby badań u ludzi, aby określić jej realny potencjał ergogeniczny.
Ergotionina wyróżnia się silnym profilem antyoksydacyjnym, obecnością wyspecjalizowanego transportera i możliwością gromadzenia się w tkankach. Dane z badań na zwierzętach i w modelach wysiłku w trudnych warunkach sugerują, że ergotionina może wspierać tolerancję obciążeń oraz ograniczać stres oksydacyjny, co czyni ją interesującą w kontekście regeneracji i długofalowego utrzymania zdrowia sportowca.
Literatura
- Bhagavan NV. Protein and Amino Acid Metabolism. In: Medical Biochemistry. Amsterdam: Elsevier; 2002. p. 331–363.
- Brosnan ME, Brosnan JT. Histidine metabolism and function. J Nutr. 2020;150:2570S–2575S.
- Holeček M. Histidine in health and disease: metabolism, physiological importance, and use as a supplement. Nutrients. 2020;12:848.
- Sasahara I, Fujimura N, Nozawa Y, Furuhata Y, Sato H. The effect of histidine on mental fatigue and cognitive performance in subjects with high fatigue and sleep disruption scores. Physiol Behav. 2015;147:238–244.
- Sale C, Artioli GG, Gualano B, Saunders B, Hobson RM, Harris RC. Carnosine: from exercise performance to health. Amino Acids. 2013;44:1477–1491.
- Church DD, Hoffman JR, Varanoske AN, Wang R, Baker KM, La Monica MB, et al. Comparison of two beta-alanine dosing protocols on muscle carnosine elevations. J Am Coll Nutr. 2017;36:608–616.
- Varanoske AN, Hoffman JR, Church DD, Coker NA, Baker KM, Dodd SJ, et al. Beta-alanine supplementation elevates intramuscular carnosine content and attenuates fatigue in men and women similarly but does not change muscle L-histidine content. Nutr Res. 2017;48:16–25.
- Perim P, Marticorena FM, Ribeiro F, Barreto G, Gobbi N, Kerksick C, et al. Can the skeletal muscle carnosine response to beta-alanine supplementation be optimized? Front Nutr. 2019;6:135.
- Yeum KJ, Orioli M, Regazzoni L, Carini M, Rasmussen H, Russell RM, et al. Profiling histidine dipeptides in plasma and urine after ingesting beef, chicken or chicken broth in humans. Amino Acids. 2010;38:847–858.
- Boldyrev AA, Aldini G, Derave W. Physiology and pathophysiology of carnosine. Physiol Rev. 2013;93:1803–1845.
- Regazzoni L. State of the art in the development of human serum carnosinase inhibitors. Molecules. 2024;29:2488.
- Blancquaert L, Everaert I, Baguet A, Bex T, Barbaresi S, de Jager S, et al. Acute preexercise supplementation of combined carnosine and anserine enhances initial maximal power of Wingate tests in humans. J Appl Physiol. 2021;130:1868–1878.
- Barbaresi S, Blancquaert L, Nikolovski Z, de Jager S, Wilson M, Everaert I, et al. Ergogenic effect of pre-exercise chicken broth ingestion on a high-intensity cycling time-trial. J Int Soc Sports Nutr. 2021;18:15.
- de Jager S, Van Damme S, De Baere S, Croubels S, Jäger R, Purpura M, et al. No effect of acute balenine supplementation on maximal and submaximal exercise performance in recreational cyclists. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2023;33:84–92.
- Borodina I, Kenny LC, McCarthy CM, Paramasivan K, Pretorius E, Roberts TJ, et al. The biology of ergothioneine, an antioxidant nutraceutical. Nutr Res Rev. 2020;33:190–217.
- Cheah IK, Feng L, Tang RMY, Lim KHC, Halliwell B. Ergothioneine levels in an elderly population decrease with age and incidence of cognitive decline; a risk factor for neurodegeneration? Biochem Biophys Res Commun. 2016;478:162–167.
- Turck D, Bresson J, Burlingame B, Dean T, Fairweather-Tait S, Heinonen M, et al. Statement on the safety of synthetic L-ergothioneine as a novel food—supplementary dietary exposure and safety assessment for infants and young children, pregnant and breastfeeding women. EFSA J. 2017;15:e05060.
- Fovet T, Guilhot C, Delobel P, Chopard A, Py G, Brioche T. Ergothioneine improves aerobic performance without any negative effect on early muscle recovery signaling in response to acute exercise. Front Physiol. 2022;13:834597.
