HMB для набора мышечной массы

β-Гидрокси-β-метилбутират (HMB) в спортивной медицине

Авторы: д.м.н. Александр Владимирович Дмитриев, врач-эндокринолог

β-гидрокси-β-метилбутират (HMB) является сравнительно новой пищевой добавкой, которая может быть классифицирована как фармаконутриент. Интерес к этому биологически активному веществу в спортивной медицине растет весьма интенсивно, благодаря исследованиям последних лет. Несмотря на меньшую изученность по сравнению с такими фармаконутриентами как, например, креатин, и даже бета-аланин, ряд положительных эффектов в плане повышения физической готовности считается установленным. Идет процесс дальнейшего изучения с целью расширения показаний в соответствии с характером и видами нагрузок, особенностями того или иного вида спорта. На сегодняшний день не только в отечественной, но и в зарубежной литературе очень мало работ аналитического плана, обобщающихся накопленный опыт применения НМВ. Данный обзор предназначен для восполнения этого пробела и создания основы для будущих российских рекомендаций.

Структура и физико-химические свойства НМВ

HMB-FA – монокарбоновая β-гидроксилированная кислота – природный продукт с общей химической формулой C5H10O3. При комнатной температуре чистая HMB-FA представляет собой прозрачную бесцветную или слегка желтоватую жидкость, растворимую в воде. HMB-FA (β-Hydroxy β-methylbutyric acid) и HMB (β-hydroxy β-methylbutyrate) являются структурными аналогами масляной кислоты и бутирата, которые имеют гидрокси- и метиловую группу у бета-углеродного атома.

Фармакокинетика, метаболизм и фармакодинамика НМВ

Фармакокинетика

Кинетика соединений НМВ при пероральном применении зависит от выбора конкретной формы: кальциевой соли НМВ (НМВ-Са) или кислотной формы (НМВ-FA), а также наличия или отсутствия одновременного приема других нутриентов (например, пептидов).

По данным M.D.Vukovich и соавторов (2001, цит. по J.M.Wilson и соавт., 2013), прием 1 грамма НМВ-Са (доминирующая форма НМВ в коммерческих продуктах в виде порошка в капсулах) сопровождается пиком концентрации в плазме крови через 2 часа, 3 грамм – через 60 минут (рис.1). При этом концентрация в плазме в дозе 3 г на 300% выше, чем при приеме 1 г (487 и 120 нмол/мл, соответственно), но и потери с мочой также значительно больше (28% и 14%, соответственно). Сочетание 3 г НМВ-Са с 75 г глюкозы приводило к отсрочке пика концентрации примерно на час и снижению его величины до 352 нмол/мл. Предполагается, что глюкоза либо замедляет прохождение НМВ через желудок, либо повышает его клиренс. В этом плане интересны данные относительно недавних сравнительных исследований новой формы НМВ – в виде свободной кислоты (J.C.Fuller и соавт., 2011). Такая форма получила наименование HMB-FA. В первоначальных научных исследованиях применялась HMB-FA в виде геля, содержащего буферный механизм (K2CO3) для поддержания рН на уровне 4,5. До начала сравнительных исследований казалось, что разницы в фармакокинетических параметрах между кальциевой солью и свободной кислотой быть не должно, поскольку НМВ-Са относительно легко и быстро (10-15 минут) диссоциирует в кишечнике с образованием свободной кислоты. Однако в работе J.C.Fuller и соавторов (2011) (рис.2) сравнение перорального приема 0.8 г HMB-FA и 1.0 г HMB-Ca (эквивалентны по количеству НМВ) показало, что НМВ-FA дает удвоение пика концентрации в плазме за ¼ времени (30 мин против 120 мин) по сравнению с кальциевой солью НМВ. Более того, площадь под кривой «время-концентрация» для НМВ-FA за период 180 минут после введения препаратов была в случае НМВ-FA на 91-97% больше, чем при введении НМВ-Са. Т1/2 (время полужизни препарата) в случае HMB-FA и HMB-Ca составило 3 и 2,5 часа, соответственно. Интересен также тот факт, что несмотря на значительные различия в пиках концентрации, потери обоих веществ с мочой были примерно одинаковыми. Но наиболее интригующим был факт 25% превышения плазменного клиренса в случае применения НМВ-FA над таковым для НМВ-Са, что указывает на большее поступление в ткани и утилизацию НМВ-FA. Однако, данное исследование является пока что единственным, в остальных применялся НМВ-Са.

Для удобства восприятия и анализа данных фармакокинетики различных доз НМВ у человека, результаты исследования M.D.Vukovich и соавторов (2001) сведены в таблицу:

Таблица 1. Фармакокинетические параметры различных доз Са-НМВ при пероральном приеме по результатам рандомизированного исследования M.D.Vukovich и соавторов (2001)

Фармакокинетический показатель Са-НМВ 1 г Са-НМВ 3 г Са-НМВ 3 г + 75 г глюкозы
Пик концентрации в плазме крови ммол/л 120 480 350
Время достижения пика концентрации, часы 2 1 1,9
Время полужизни в плазме крови, часы 2,37 2,38 2,69
Накопление в моче % 14 29 27

Таким образом, пероральное введение Са-НМВ приводит к дозо-зависимому увеличению концентрации НМВ в плазме крови в диапазоне доз 1-3 грамма и вдвое меньшему времени достижения максимальной концентрации в дозе 3 г по сравнению с дозой 1 г. Эти эффекты существенно ослабляются в сочетании с глюкозой, что дает основание для практических выводов. В то же время, показатель длительности существования НМВ в плазме крови практически не зависит от дозы. Глюкоза пролонгирует существование НМВ в крови (удлиняет его действие). Пик концентрации приходится на интервал от 1 до 2 часов после приема вещества, среднее время полужизни – 2,3 часа. Ранее выполненные исследования (S.L.Nissen, N.N.Abumrad, 1997) показали, что от 10% до 40% НМВ выделяется с мочой. В исследовании M.D.Vukovich и соавторов (2001) примерно 71-86% НМВ остается в организме после приема 3 г и 1 г, соответственно.

Метаболизм

β-гидрокси-β-метилбутират (НМВ) является специфическим метаболитом лейцина (S.Nissen и соавт., 1996) и синтезируется из него в организме (рис.2).

Как видно из рис.2, существует несколько стадий процесса синтеза НМВ: 1) обратимое трансаминирование лейцина (в мышцах и печени) до α-кето-изокапроата (KIC) посредством фермента трансферазы аминокислот с разветвленной цепью; 2) далее KIC метаболизирует либо до изовалерил-коэнзима А (isovaleryl-CoA) посредством фермента α-кетоациддегидрогеназы (в митохондриях) (α-ketoacid dehydrogenase), либо превращается в HMB в цитозоле с помощью фермента α-кетоизокапроат-диоксигеназы (α-ketoisocaproate dioxygenase). В целом, только 5% лейцина конвертируется в НМВ. Это означает в пересчете, что человеку необходимо потребить примерно 600 грамм высококачественного протеина для получения 60 грамм лейцина, который даст суточную дозу — 3 грамма НМВ, — для обеспечения требуемого в исследованиях физиологического эффекта в отношении скелетных мышц. Понятно, что в реальной жизни это невозможно, поэтому данное количество НМВ восполняется в виде пищевых добавок.

Фармакодинамика (механизм действия)

Механизм действия НМВ тесно связан с метаболизмом лейцина. Известно, что пероральное назначение курса аминокислоты c разветвленной цепью лейцина в сочетании с постоянными тренировками может повышать тощую массу тела (ТМТ), силу и снижать жировые запасы организма (L.E.Norton, D.K.Layman, 2006). Более того, лейцин снижает болезненность скелетных мышц при излишних нагрузках (G.Howatson и соавт., 2012) и предотвращает снижение циркулирующего в крови тестостерона и потерю мощности скелетных мышц при сверхвысоких нагрузках (W.J.Kraemer и соавт., 2006). Лейцин обеспечивает дополнительную адаптацию к тренировкам на развитие силы за счет сигнальной активации синтеза белка (инициирует процесс трансляции) (L.E.Norton, D.K.Layman, 2006), а также обладает антипротеолитическим действием (N.E.Zanchi и соавт., 2008). Однако, максимальное влияние лейцина на мышечный протеолиз проявляется только в концентрациях в 10-20 раз (5-10 мМ/л-1) выше тех концентраций, которые необходимы для максимального увеличения синтеза мышечных протеинов (N.E.Zanchi и соавт., 2008). Было высказано предположение, что эти эффекты, по крайней мере частично, опосредуются специфическими метаболитами лейцина, одним из которых является β-гидрокси-β-метилбутират (НМВ) (S.Nissen и соавт., 1996). Механизм действия НМВ и пояснения представлены на рис.3.

Этапы истории изучения НМВ как фармаконутриента в спортивной медицине (цит. по F.J.Albert и соавт., 2015) – основные обзорные статьи (ряд обзоров 2015-2016 гг рассматриваются отдельно ниже)

  • S.Nissen, N.N.Abumrad, 1997 – нутритивная роль НМВ как метаболита лейцина
  • R.B.Kreider, 1999 – пищевые добавки и стимуляция мышечного роста при постоянных тренировках
  • G.Slater, D.Jenkins, 2000 – пищевые добавки НМВ и стимуляция мышечного роста и силы
  • G.Slater, 2001 – НМВ как эргогенный компонент в спорте
  • T.Alon и соавт., 2002 – пищевые добавки НМВ для построения и поддержания мышечной массы
  • S.Nissen, R.Sharp, 2003 – влияние пищевых добавок НМВ на ТМТ и прирост мышечной силы при постоянных тренировках – мета-анализ
  • T.Palisin, J.J.Stacy, 2005 – НМВ и его применение у спортсменов
  • D.D.Routhier, J.J.Stacy, 2007 – применение НМВ и связь с мышечными повреждениями в процессе тренировок и физической готовностью
  • G.Wilson и соавт., 2008 – влияние НМВ на физическую готовность и состав тела в зависимости от пола, возраста и степени тренированности
  • D.S.Rowlands, J.S.Thomson, 2009 – влияние пищевых добавок НМВ в процессе тренировок на силу, состав тела и мышечные повреждения у тренированных и нетренированных молодых мужчин – мета-анализ
  • S.Portal и соавт., 2010 – влияние НМВ на состав тела, гормональный профиль и мышечные повреждения
  • N.E.Zanchi и соавт., 2011 – пищевые добавки НМВ: клинические эффекты и эффекты, связанные со спортом. Механизмы действия
  • P.J.Fitschen и соавт., 2013 – эффективность пищевых добавок НМВ у пожилых лиц и в ряде клинических ситуаций
  • A.Molfino и соавт., 2013 – пищевые добавки НМВ у здоровых и больных: систематический обзор рандомизированных исследований
  • A.Ortiz, 2013 – пищевые добавки НМВ у особых популяций
  • C.H.J.Pinheiro и соавт., 2013 – глава в книге «Обзор влияния добавок НМВ на скелетную мускулатуру и спортивную готоовность»
  • O.R.Manjarrez и соавт., 2015 – НМВ как пищевая добавка: метаболизм, клеточные и молекулярные механизмы действия, безопасность, токсикология

Экспериментальные и клинические данные эффективности различных форм НМВ в спортивной медицине. Общие положения.

На момент написания данного обзора за последние 15 лет получено много доказательств разнопланового положительного влияния (эргогенного эффекта) НМВ: ускорение восстановления после физических нагрузок (A.Knitter и соавт., 2000; G. Wilson и соавт., 2013), увеличение силы мышц (D.S.Rowlands, J.S.Thomson, 2009; J.Thomson и соавт., 2009; S.Portal и соавт., 2011), увеличение тощей массы тела (ТМТ) (J.C.Anthony и соавт., 2000), уменьшение жировых отложений (L.E.Norton, D.K.Layman, 2006), повышение физической мощности при выполнении аэробных и анаэробных движений (M. Vukovich, G.D.Dreifort, 2001; M.Faramarzi и соавт., 2009; R.P.Lowery и соавт., 2014; I.V.Robinson и соавт., 2014). Более того, в клинической нутритивно-метаболической поддержке (НМП) НМБ применялся с успехом для лечения пациентов с мышечной атрофией, кахексией и саркопенией.

На основе этих работ сформировалось представление о механизмах действия НМВ в контексте спортивной подготовки (см. ниже рис.4 из обзора F.J.Albert и соавт., 2015).

Острая гормональная реакция на физическую нагрузку и влияние НМВ-FA (J.R.Townsend и соавт., 2015). В рандомизированном исследовании приняло участие 20 постоянно тренирующихся мужчин (возраст 22,3±2,4 года, рост 1,8±0,1 м, средний вес 73 кг). Исследовался эндокринный ответ на цикл тяжелых тренировочных заданий в контроле (плацебо) и на фоне НМВ (в форме НМВ-FA) в дозе 1 г (BetaTor) при приеме за 30 минут до выполнения тренировочного протокола. Пробы крови брались до (PRE), сразу после (IP) и через 30 минут после физической нагрузки (30P). В крови определяли: концентрации тестостерона, гормона роста (GH), инсулиноподобного фактора роста (IGF-1) и уровень инсулина. Оценивались стандартные показатели «время-концентрация» для всех регистрируемых параметров. Основные результаты представлены на 4-х рисунках ниже. Выполнение самого протокола физической нагрузки приводило к повышению уровней тестостерона, гормона роста и инсулина. На фоне приема НМВ-FA это увеличение тестостерона, гормона роста, инсулиноподобноого фактора роста было еще более значимым. Авторы делают заключение, что НМВ-FA усиливает эффекты физических нагрузок в отношении гормональной адаптивной реакции организма. Тем не менее, сам анаболический эффект кислотной формы НМВ требует дальнейшего исследования.

Видео по теме

Что предлагают интернет магазины?
SPORTGUARDIAN.RU
Logo