Робърт Купър

1 Център за спортна наука и човешко представяне, Училище за наука, Университет в Гринуич в Медуей, Централно авеню, Chatham Maritime, Кент, ME4 4TB, Великобритания

специфичен

Фернандо Наклерио

1 Център за спортна наука и човешко представяне, Училище за наука, Университет в Гринуич в Медуей, Централно авеню, Chatham Maritime, Кент, ME4 4TB, Великобритания

Джудит Олгроув

1 Център за спортна наука и човешко представяне, Училище за наука, Университет в Гринуич в Медуей, Централно авеню, Chatham Maritime, Кент, ME4 4TB, Великобритания

Алфонсо Хименес

1 Център за спортна наука и човешко представяне, Училище за наука, Университет в Гринуич в Медуей, Централно авеню, Chatham Maritime, Кент, ME4 4TB, Великобритания

2 Институт за спорт, упражнения и активен живот, ISEAL, Университет Виктория, Мелбърн, Австралия

Резюме

Въведение

Креатинът се произвежда ендогенно в количество от около 1 g/d. Синтезът се осъществява предимно в черния дроб, бъбреците и в по-малка степен в панкреаса. Остатъкът от креатина, достъпен за организма, се получава чрез диетата с около 1 g/d за всеядна диета. 95% от запасите на креатин в тялото се намират в скелетните мускули, а останалите 5% се разпределят в мозъка, черния дроб, бъбреците и тестисите [1]. Тъй като креатинът присъства предимно в диетата от месо, вегетарианците имат по-ниски концентрации на креатин в покой [2].

Креатинът се използва и изследва в клинична обстановка за изследване на различни патологии или разстройства като миопатии [3,4] и също така се използва като ергогенен помощник за подобряване на здравето и спортните резултати при спортистите [5]. Като перорална добавка, най-широко използваната и изследвана форма е креатин монохидрат (СМ). Когато се поглъща орално, CM е показал, че подобрява упражненията и увеличава масата без мазнини [5-9].

Публикувано е голямо количество изследвания за добавки с креатин; протоколи за приложение, форми на креатин, както и потенциални странични ефекти. Въпреки това, механизмите, чрез които креатинът действа в човешкото тяло за подобряване на физическите и когнитивните показатели, все още не са ясни. Основните цели на този преглед са да се анализират по-новите открития за ефектите и механизмите на добавянето на креатин в спорта и здравето. Като вторична цел ще анализираме най-препоръчителните протоколи за поглъщане и потенциалните странични ефекти.

Креатинов метаболизъм

По-голямата част от креатина в човешкото тяло е в две форми, или фосфорилираната форма, съставляваща 60% от магазините, или в свободната форма, която представлява 40% от запасите. Средно 70-килограмовият млад мъж има креатин от около 120-140 g, който варира между индивидите [10,11] в зависимост от вида на скелетните мускулни влакна [1] и количеството мускулна маса [11]. Ендогенното производство и хранителният прием съответстват на степента на производство на креатинин от разграждането на фосфокреатина и креатина съответно при 2,6% и 1,1%/ден. Като цяло, пероралното добавяне на креатин води до повишаване на нивата на креатин в тялото. Креатинът може да се изчисти от кръвта чрез насищане в различни органи и клетки или чрез бъбречна филтрация [1].

За синтеза на креатин са необходими три аминокиселини (глицин, аргинин и метионин) и три ензима (L-аргинин: глицин амидинотрансфераза, гуанидиноацетат метилтрансфераза и метионин аденозилтрансфераза). Въздействието на синтеза на креатин върху метаболизма на глицин при възрастни е ниско, но търсенето е по-осезаемо върху метаболизма на аргинин и метионин [11].

Креатинът, погълнат чрез добавки, се транспортира в клетките изключително от CreaT1. Съществува обаче и друг транспортер на креатин Crea T2, който е предимно активен и присъства в тестисите [12]. Поемането на креатин се регулира от различни механизми, а именно фосфорилиране и гликозилиране, както и извънклетъчни и вътреклетъчни нива на креатин. Crea T1 се оказа силно чувствителен към извънклетъчните и вътреклетъчните нива, които се активират специално, когато общото съдържание на креатин в клетката намалява [12]. Също така е забелязано, че в допълнение към цитозолния креатин, съществуването на митохондриална изоформа на Crea T1 позволява на креатина да бъде транспортиран в митохондриите. Посочващ друг вътрешно-митохондриален пул от креатин, който изглежда играе съществена роля в фосфатната транспортна система от митохондриите до цитозола [13]. Пациентите с миопатия са демонстрирали намалени нива на общ креатин и фосфокреатин, както и по-ниски нива на CreaT1 протеин, който се смята, че е основен фактор за тези намалени нива [14].

Документирани ефекти на добавката на креатин върху физическите показатели

Повечето проучвания, фокусирани върху добавките с креатин, отчитат увеличаване на креатиновия басейн в тялото [15-17]. Съществува положителна връзка между приемането на мускулен креатин и изпълнението на упражненията [17]. Volek et al [18] наблюдават значително увеличаване на силовите показатели след 12-седмично добавяне на креатин с едновременен периодизиран протокол за обучение на тежка съпротива. Протоколът за добавяне на креатин се състои от едноседмичен период на зареждане от 25 g/d, последван от поддържаща доза от 5 g за останалата част от тренировката. Тези положителни ефекти се дължат на повишен общ общ креатинов басейн, водещ до по-бърза регенерация на аденозин трифосфат (АТФ) между тренировъчните комплекти за съпротива, което позволява на спортистите да поддържат по-висока интензивност на тренировките и да подобрят качеството на тренировките през целия тренировъчен период.

Количествено, изчерпателно научно обобщение и представа за знанията до 2007 г. за ефектите от добавянето на креатин при спортисти и активни хора е публикувано в доклад за позицията за преглед от 100 цитата от Международното общество за спортно хранене [5]. По-новата литература предоставя по-голяма представа за анаболните/подобряващи ефективността механизми на добавяне на креатин [15,25], предполагащи, че тези ефекти могат да се дължат на сателитна клетъчна пролиферация, миогенни транскрипционни фактори и инсулиноподобен растежен фактор-1 сигнализиране [16]. Saremi et al [26] съобщават за промяна в миогенните транскрипционни фактори, когато добавките за креатин и тренировките за устойчивост се комбинират при млади здрави мъже. Установено е, че серумните нива на миостатин, инхибитор на мускулния растеж, са намалени в групата на креатина.

Колективно, въпреки няколко противоречиви резултата, изглежда, че добавянето на креатин, комбинирано с тренировка за устойчивост, би усилило повишаването на производителността на максималната и силата на издръжливост, както и мускулната хипертрофия.

Ефекти от добавката на креатин върху предимно анаеробни упражнения

Креатинът демонстрира свойства за повишаване на нервно-мускулната ефективност за кратко време, предимно анаеробни, периодични упражнения. Bazzucch et al [27] наблюдават засилена нервно-мускулна функция на лакътните флексори както при електрически индуцирани, така и при доброволни контракции, но не и върху ефективността на издръжливостта след 4 натоварващи дози от 5 g креатин плюс 15 g малтодекстрин за 5/ден при млади, умерено обучени мъже. Добавката на креатин може да улесни повторното поемане на Са 2+ в сакроплазматичния ретикулум чрез действието на помпата Са 2+ аденозин трифосфатаза, което би могло да даде възможност за по-бързо производство на сила чрез по-бързото отделяне на мостовете на актомиозина.

В обобщение отговорилите са тези индивиди с по-ниско първоначално ниво на общо съдържание на мускулен креатин, по-голяма популация от влакна тип II и притежават по-голям потенциал за подобряване на ефективността в отговор на добавките с креатин.

Търговски достъпни форми на креатин

В обобщение, креатиновите соли са по-малко стабилни от CM. Въпреки това добавянето на въглехидрати може да увеличи тяхната стабилност [62]. Потенциалните предимства на креатиновите соли пред CM включват повишена разтворимост във вода и бионаличност, което би намалило възможните им стомашно-чревни неблагоприятни ефекти [63]. Възможността за нова допълнителна формулировка като таблетки или капсули е интересна за терапевтичното й приложение поради приписваната й по-добра кинетика на разтваряне и перорална абсорбция в сравнение с CM [63]. Необходими са обаче по-пълни in vivo фармацевтични анализи на креатинови соли, за да се изяснят напълно техните потенциални предимства/недостатъци спрямо наличните в момента състави за добавки.

Креатинът е хидрофилна полярна молекула, която се състои от отрицателно заредена карбоксилна група и положително заредена функционална група [64]. Хидрофилната природа на креатина ограничава неговата бионаличност [65]. В опит да увеличи бионаличността на креатините, креатинът е естерифициран, за да намали хидрофилността; този продукт е известен като креатин етилов естер. Производителите на креатин етилов естер популяризират своя продукт като способни да заобикалят креатиновия транспортер поради подобрена сарколемална пропускливост към креатина [65]. Spillane et al [65] анализираха ефектите от 5-дневен протокол за зареждане (0,30 g/kg чиста маса), последван от 42-дневна фаза на поддръжка (0,075 g/kg чиста маса) на CM или етилов естер, и двете, комбинирани с тренировъчна програма за устойчивост при 30 начинаещи мъже без предишен опит в обучението по устойчивост. Резултатите от това проучване [65] показват, че етилов естер не е толкова ефективен, колкото CM за подобряване на серума и мускулните запаси от креатин. Освен това креатин етилов естер не предлага допълнителни ползи за подобряване на телесния състав, мускулната маса, силата и мощта. Това изследване не подкрепя твърденията на производителите на креатин етилов естер.

Cornelissen et al [80] анализираха ефектите от едноседмичния протокол за зареждане (3 X 5 g/d CM), последван от 3-месечен период на поддръжка (5 g/d) върху сърдечни пациенти, участващи в програма за обучение за издръжливост и устойчивост. Въпреки че добавките с CM не повишават значително ефективността, маркерите на бъбречната и чернодробната функция са в нормални граници, което показва безопасността на прилагания протокол за добавяне на креатин.

Ретроспективно проучване [81], което изследва ефектите на дълготрайната (0,8 до 4 години) добавка на КМ върху здравните маркери и предписаните ползи от обучението, предполага, че няма отрицателни ефекти върху здравето (включително мускулни крампи или наранявания), причинени от дългосрочни СМ консумация. Освен това, въпреки много анекдотични твърдения, изглежда, че добавянето на креатин би имало положително влияние върху мускулните крампи и дехидратацията [82]. Установено е, че креатинът увеличава общата телесна вода, вероятно чрез намаляване на риска от дехидратация, намаляване на скоростта на изпотяване, понижаване на основната телесна температура и упражняване на сърдечната честота. Освен това, добавянето на креатин не увеличава симптомите, нито влияе негативно на състоянието на хидратация или терморегулация на спортисти, упражняващи се на топлина [83,84]. Освен това е показано, че поглъщането на CM намалява степента на възприемане на усилие при тренировка в топлина [85].

Разумно е да се отбележи, че добавянето на креатин е доказано, че намалява ендогенното производство на креатин в организма, но нивата се нормализират след кратък период от време, когато добавката спира [1,6]. Въпреки това добавката с креатин не е проучвана/допълвана от относително дълъг период. Поради това дългосрочните ефекти са неизвестни, поради което безопасността не може да бъде гарантирана. Въпреки че дългосрочните ефекти на добавките с креатин остават неясни, за много здравни специалисти и национални агенции не е установена окончателна сигурност нито за отрицателен, нито за положителен ефект върху организма [19,78]. Например Френската санитарна агенция е забранила закупуването на креатин поради недоказаното твърдение, че потенциалният ефект на добавките с креатин може да бъде този на мутагенност и канцерогенност от производството на хетероциклични амини [78]. Дългосрочните и епидемиологични данни трябва да продължат да се събират и събират, за да се определи безопасността на креатина при всички здрави индивиди при всякакви условия [78].

Заключение и практически препоръки

Горният преглед показва, че добавките с креатин имат положителни ефекти върху:

· Усилване на ефектите от тренировките за съпротива за повишаване на силата и хипертрофията [5,22,28].

· Подобряване на качеството и предимствата на тренировките с висока интензивност с прекъсваща скорост [21].

· Подобряване на аеробната издръжливост при изпитания с продължителност над 150s [7].

· Изглежда, че произвежда положителни ефекти върху силата, мощността, масата без мазнини, ежедневните резултати и неврологичните функции при млади и възрастни хора [49].

· Изследванията върху механизмите на ефекта на креатините напредват от 2007 г. насам, показвайки повишена регулация на генната експресия, когато креатинът се прилага заедно с упражнения за обучение на устойчивост.

· Що се отнася до предимно аеробна издръжливост, увеличените запаси от креатин в организма, изглежда, усилват благоприятни физиологични адаптации като: увеличен обем на плазмата, съхранение на гликоген, подобряване на вентилационния праг и евентуално намаляване на консумацията на кислород при под максималното упражнение.

Типичен протокол за добавяне на креатин от фаза на зареждане от 20 до 25 g CM/d или 0,3 g CM/kg/d, разделен на 4 до 5 дневни приема от по 5 g, е препоръчан за бързо насищане на запасите от креатин в скелетната мускулатура. Въпреки това по-умерен протокол, при който през деня се приемат няколко по-малки дози креатин (20 приема от 1 g на всеки 30 минути) може да бъде по-добър подход за постигане на максимално насищане на интрамускулния запас от креатин. За да се запази максималното насищане на телесен креатин, фазата на зареждане трябва да бъде последвана от период на поддържане от 3-5 g CM/d или 0,03 g CM/kg/d. Тези стратегии изглеждат най-ефективният начин за насищане на мускулите и полза от добавките с CM. Въпреки това по-скорошни изследвания показват, че добавките с CM в дози от 0,1 g/kg телесно тегло в комбинация с тренировки за устойчивост подобряват адаптациите към тренировките на клетъчно и субклетъчно ниво. Задържането на креатин в организма от добавки изглежда се насърчава с около 25% от едновременното поглъщане на въглехидрати и/или протеини, медиирано чрез увеличаване на секрецията на инсулин. Тази комбинация би довела до по-бърза скорост на насищане, но не е доказано, че има по-голям ефект върху производителността.

Различните форми на креатин в комбинация с други спортни добавки, както и различни дози и методология на добавките трябва да продължат да бъдат изследвани в опит да се разбере по-нататъшното приложение на креатина за увеличаване на спортните упражнения и изпълнението на различни дисциплини. Важно е да останете безпристрастни, когато оценявате безопасността на поетия креатин като естествена добавка. Наличните доказателства сочат, че консумацията на креатин е безопасна. Това възприятие за безопасност не може да бъде гарантирано особено за дългосрочната безопасност на добавките с креатин и различните форми на креатин, които се прилагат на различни популации (спортисти, заседнали, пациенти, активни, млади или възрастни хора) по целия свят.

Съкращения

АТФ, аденозин трифосфат; CM, креатин монохидрат; ES, размер на ефекта; g/d, Грами на ден; g/kg/d, Грами на килограм телесна маса на ден; ROM, обхват на движение.

Конкуриращи се интереси

Maxinutrition и Университетът в Гринуич предоставят съвместно финансиране за един от докторските проекти на автора; това обаче не засяга целта на прегледа и съдържанието му.