Креатин – больше чем просто добавка к питанию спортсменов?

ВВЕДЕНИЕ
Основные сведения о креатине

Креатин – небелковое азотсодержащее соединение, которое содержится в организме, накапливаясь преимущественно в скелетных мышцах (95%), но также обнаруживается в мозге, тестикулах, печени и почках (Cooper et al., 2012). Общее содержание креатина у человека массой 70 кг около 120 г (Cooper et al., 2012). Одна из основных клеточных функций креатина – работа креатинфосфатной системы, энергетического буфера АТФ. За сутки из аминокислот глицина, аргинина и метионина в организме синтезируется 1 – 2 г креатина. Кроме того, из пищевых источников (например, мяса и рыбы) можно получить 1 г креатина (Cooper et al., 2012). Как правило, организм выделяет 1 – 2 г креатина в сутки путём превращения в креатинин, который затем выводится с мочой (Buford et al, 2007). Таким образом, требуется постоянное восполнение креатина в организме за счёт питания или эндогенных источников.

Протокол потребления добавок креатина

Более 20 лет потребление добавок креатина популярно среди спортсменов. Согласно Harris et al. (1992), потребление 5 г моногидрата креатина 4 – 6 раз в день в течение ≥2 суток приводит к существенному (до 50%) увеличению запасов креатина в мышцах. В серии экспериментов Hultman et al. (1996) установили: 1) общее содержание креатина в мышцах увеличивается на 20% за 6 дней потребления добавок моногидрата креатина (5 г, 4 раза в день); 2) концентрация креатина остаётся на достигнутом повышенном уровне при уменьшении дозы до 2 г/сутки в течение 30 дней; 3) при потреблении моногидрата креатина 3 г/день в течение 28 дней происходит аналогичное увеличение содержания креатина в мышцах (~20%), как и в период 6-дневной загрузки 20 г/день. В настоящее время обычно рекомендуют период загрузки (20 г/день, или ~0,3 г/кг массы тела), если нужно быстро увеличить запасы креатина в организме (в течение недели или около того). Для тех, у кого есть месяц или больше для увеличения запасов креатина в мышцах, достаточно поддерживающей суточной дозы 3 – 5 г креатина (~0,05 г/кг массы тела) (Buford et al., 2007). По-видимому, есть определённое ограничение по количеству креатина, которое мышцы могут запасать, поэтому большие дозы креатина, чем упоминались выше, не нужны для обеспечения дополнительных преимуществ. Это отчасти подтверждается тем, что люди с изначально высокими уровнями креатина не реагируют на приём добавок креатина (Greenhaff et al., 1994).

Добавки креатина и питание спортсменов

Проведено несколько сотен исследований о воздействии добавок креатина на спортивные результаты, среди которых почти в 70% обнаружено положительное влияние (Kreider, 2003a). Перечисленные приросты типичны для многих исследований потребления добавок креатина (Buford et al., 2007; Kreider, 2003a): 1) дополнительное увеличение мышечной массы на 1 – 2 кг за 4 – 12 недель тренировок; 2) увеличение максимальной силы / мощности на 5 – 15%; 3) увеличение работы, выполненной в подходах с максимальным мышечным сокращением на 5 – 15%; 4) улучшение результатов однократного спринта на 1 – 5%; 5) увеличение работы, выполненной при повторных спринтах, на 5 – 15%. Вероятно, основная причина этого положительного влияния – способность добавок креатина заметно увеличивать содержание общего креатина и креатинфосфата внутри клеток (Harris et al, 1992). Перенос фосфатной группы с креатинфосфата на аденозиндифосфат (АДФ) с ферментом — катализатором реакции креатинкиназой позволяет быстро образовать аденозинтрифосфат (АТФ) – основной источник энергии для мышечных сокращений.

В настоящее время известно, что креатин играет множество других ролей, которые могут влиять на силу и массу мышц, а также адаптацию к тренировке. В сочетании с силовой тренировкой, потребление добавок креатина способствует вызванному тренировкой увеличению количества сателлитных клеток и мышечных ядер (Olsen et al., 2006), что является важным событием, предшествующим гипертрофии мышечных волокон. Потребление креатина также может увеличивать экспрессию информационной РНК (иРНК) и / или белков для множества факторов, способствующих мышечной гипертрофии (например, коллаген 1 (а1), тяжёлые цепи миозина I и IIА, миогенин, миогенный регулирующий фактор 4, Мио D, инсулиноподобный фактор роста – 1) (Deldicque et al, 2008; Deldicque et al., 2005; Willoughby and Rosene, 2003). Креатин не только способствует мышечной гипертрофии, но при использовании совместно с силовой тренировкой способен подавлять экспрессию миостатина, ингибирующего мышечный рост, сильнее и независимо от эффекта самой тренировки с отягощениями (Saremi et al., 2010). Наконец, Deldicque et al. (2008) наблюдали увеличение иРНК транспортёров GLUT-4 в ответ на тренировку с отягощениями после 5-дневного приёма креатина по 21 г/день. В связи с тем, что транспортёры GLUT-4 отвечают за перенос глюкозы из крови в мышечные клетки, вмешательство, повышающее экспрессию или активность GLUT-4, может сказываться не только на энергетическом статусе мышц, но также регулировать уровень глюкозы в крови в определённых состояниях, например, при диабете (подробнее об этом позже).

КРЕАТИН И ЕГО ПОЛЬЗА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЗА ПРЕДЕЛАМИ МЫШЦ

Множество клеточных эффектов креатина, наряду с наличием кратинфосфатной энергетической системы в различных клетках тела, увеличивают вероятность положительного влияния от приёма добавок креатина за пределами скелетных мышц. Поэтому в некоторых случаях креатин используется в лечебных целях. Например, у пациентов с гиратной атрофией сосудистой оболочки и сетчатки, нарушен метаболизм орнитина, что вторично угнетает способность организма синтезировать креатин (в норме синтез у взрослых составляет 1 – 2 г/день) (Persky and Brazeau, 2001; Walker, 1979). У таких пациентов наблюдается атрофия мышечных волокон II типа, дегенеративные изменения мозга и прогрессирующее сужение зрительного поля, что может привести к полной слепоте в раннем среднем возрасте (Evangeliou et al, 2009). Потребление добавок креатина пациентами с гиратной атрофией помогает увеличить содержание креатина в мышцах, обращает атрофию мышц и помогает замедлить прогрессирование нарушений зрения у некоторых пациентов (Vannas-Sulonen et al., 1985).

Креатин и функции мозга

Энергетические потребности мозга высоки, а содержание креатина в мозге относительно выше, чем в других тканях. Для метаболизма креатина / креатинфосфата необходимы изоформы фермента креатинкиназы в цитозоле и митохондриях, и они обнаружены в мозге (Pan and Takahashi, 2007), что делает креатинфосфатную систему жизненно необходимым энергетическим путём. Согласно полученным данным, после потребления в виде добавки креатин способен проникать сквозь гематоэнцефалический барьер и повышать содержание креатина и креатинфосфата в мозге (Stöckler et al., 1996; Lyoo et al., 2003; Dechent et al., 1999; Pan and Takahashi, 2007). Примечательно, что при измерении магнитно-резонансной спектроскопией обнаружено снижение уровней креатина в мозге при тяжёлой депрессии (по сравнению с лёгкой депрессией), панических расстройствах и шизофрении (Kato et al., 1992; Massana et al., 2002; Öngur et al., 2009). Таким образом, возникает вопрос: может ли потребление добавок креатина восстанавливать содержание креатина в мозге и улучшать показатели когнитивного статуса и умственного здоровья?

В нескольких кратковременных исследованиях показано улучшение умственной работоспособности и времени реакции (оценивалась компьютерными заданиями), утилизации кислорода мозгом и уменьшение умственного утомления при вычислениях, от потребления добавок креатина моногидрата молодыми взрослыми людьми в дозах 5 – 20 г/день в течение 5 – 15 дней (Ling et al., 2009; Watanabe et al., 2002; McMorris et al., 2006; McMorris et al., 2007a; Rae et al., 2003; Benton and Donohoe, 2011). В двух из этих исследований участвовали вегетарианцы (Rae et al., 2003; Benton and Donohoe, 2011), а в одном (Benton and Donahoe, 2011) преимущества обнаружены только для вегетарианцев. Это важно замечание, так как у вегетарианцев обычно понижены запасы креатина в организме, по сравнению с всеядными людьми из-за низкого потребления креатина с пищей (Burke et al., 2003). Также следует отметить, что в исследованиях McMorris et al. (2006, 2007a) принимали участие люди с недосыпанием.
Таким образом, польза креатина для когнитивной функции более вероятно проявится у людей с пониженными запасами креатина или при нахождении в стрессовой ситуации, например, при недостаточном сне. Проблемы также могут быть связаны с дозой, так Rawson et al. (2008) не обнаружили улучшение когнитивных функций при пониженной дозе до 2,1 г креатина в сутки, в течение 6 недель.

В отношении возможных когнитивных улучшений от приёма добавок креатина у пожилых людей результаты неоднозначны. В одном исследовании приёма креатина 20 г/день в течение 7 дней без тренировок (средний возраст 76 лет) сообщается об улучшении решения задач для кратковременной и долговременной памяти по сравнению с плацебо (McMorris et al., 2007b). Тем не менее, в другом исследовании с протоколом 20 г/день в период загрузки и 5 г/день поддерживающей дозы креатина в ходе 24-недельной программы силовых тренировок, не обнаружено каких-либо когнитивных или аффективных улучшений, выходящих за рамки изменений от упражнений (Alves et al., 2013).

Также исследовалось применение креатина для усиления медикаментозной терапии депрессии. В эксперименте Lyoo et al. (2012) 52 женщины с большим депрессивным расстройством сочетали стандартное лечение эсциталопрамом (селективным ингибитором обратного захвата серотонина нейронами, Lexapro) с приёмом добавок креатина (3 г/день первую неделю, затем 5 г/день 7 недель) или плацебо. Реакцию на лечение измеряли согласно Шкале оценки депрессии Гамильтона (HAM-D) вначале и после 1, 2, 4 и 8 недели лечения. Результаты показаны на Рисунке 1.

Несколько других предварительных исследований и сообщений по теме подтверждают преимущества добавок креатина при медицинском лечении депрессии (Amital et al., 2006a; Amital et al., 2006b; Kondo et al., 2011; Roitman et al., 2007). Механизм пользы креатина в этих условиях не определён, но это может быть связано с улучшением энергетики мозга.

Рисунок 1. Процентные изменения в оценках HAM-D у пациентов с большим депрессивным расстройством при усилении стандартного лечения эсциталопрамом креатином или плацебо в течение 8 недель. Низкие оценки указывают на большее улучшение симптомов. b Существенное различие между группами при анализе на основе первоначального назначения лечения (P<0.001). Рисунок взят из Lyoo et al. (2012).

Креатин и диабет

Скелетные мышцы – основное место обусловленного инсулином потребления глюкозы из крови, поэтому метаболическая активность играет ключевую роль для поддержания здоровой переносимости глюкозы. У людей с диабетом II типа обычно наблюдается определённый уровень резистентности к инсулину. В результате поглощение глюкозы из крови снижено, что ведёт к хроническому повышению глюкозы в крови, которое связывают с макро- и микрососудистыми повреждениями. В основе действия инсулина лежит связывание с инсулиновыми рецепторами на мембране мышечной клетки. Связывание происходит в результате серии внутриклеточных взаимодействий, которые приводят к миграции белков-переносчиков глюкозы, известных как GLUT-4, из везикул в цитозоле к мембране клетки для облегчения проникновения в клетку глюкозы.

Систематические тренировки повышают чувствительность к инсулину и содержание GLUT-4 в мышечных клетках (Dela et al., 1992; Houmard et al., 1995). Тем не менее, потребление добавок креатина также влияет на содержание GLUT-4 или их клеточную локализацию. В двух различных исследованиях, предусматривающих иммобилизацию ноги в гипсе, обнаружено существенное уменьшение содержания GLUT-4 в мышцах ног (Eijinde et al., 2001; Derave et al., 2003). Ежедневное потребление добавок креатина в течение 2-недельного периода иммобилизации и 6 – 10 недель реабилитационных занятий вызвало большее восстановление содержания GLUT-4, чем при потреблении плацебо, а в некоторых случаях больше исходных значений. На основании этой информации Gualano et al. (2011a) давали добавки моногидрата креатина (N=13) или декстрозы (N=12) 25 пациентам с диабетом II типа при выполнении 12-недельной тренировочной программы. Потребление креатина увеличило содержание креатинфосфата в мышцах почти на 60%, в плацебо-группе изменений не выявлено. Тренировки на фоне приёма креатина не улучшили состав тела, силу, аэробную тренированность или липиды крови в большей степени по сравнению с приёмом плацебо.

Тем не менее, в группе, принимавшей креатин, уровень гемоглобина А1с (более высокие значения указывают на хроническое повышение глюкозы крови в течение предыдущих 4 месяцев или около того) понизились на 1,1 процентный пункт (Рисунок 2). Согласно мнению авторов, это снижение превосходит типичный эффект упражнений или одного только лечения метформином. Кроме того, испытуемые принимавшие креатин, демонстрировали существенное уменьшение площади под кривой постпрандиальной глюкоз в ответ на оральную нагрузку глюкозой, в то время как в группе плацебо изменений не было или даже наблюдали небольшое увеличение. Наконец, приём добавок креатина не влиял на общий уровень GLUT-4 в мышцах, но увеличивал количество GLUT-4 в мембране мышечных клеток по сравнению с уровнем, который наблюдался в группе плацебо или у сверстников (без лечения). Эти результаты указывают на возможный механизм, посредством которого проявляется эффект креатина. Несмотря на то, что это исследование с участием людей достаточно провокационное, и возможно клинически значимое для лечения диабета II типа, следует отметить, что результаты ещё не воспроизводились.



Рисунок 2. Влияние потребления креатина по сравнению с плацебо на уровень гемоглобина А1с у пациентов с диабетом II типа в результате 12-недельной тренировочной программы. Различия между значениями до и после потребления добавок для группы креатина статистически значимые (P = 0.004) (Рисунок из Gualano et al., 2011a).



Креатин и здоровье костей

Клетки, строящие соединительную ткань (например, остеобласты и хондроциты) могут требовать много энергии в период роста и развития или при восстановлении после травм. В этих клетках экспрессируется фермент креатинкиназа, необходимый для синтеза АТФ из креатинфосфата. Возможно, поэтому приём добавок креатина может положительно влиять на здоровье кости путём увеличения клеточного резерва креатинфосфата. При исследовании роста клеточных культур остеобласт подобных клеток крыс Gerber et al. (2005) обнаружили увеличение метаболической активности, минерализации и активности щелочной фосфатазы при добавлении в среду креатина. Подобная стимуляция остеобластов может также приводить к продукции остеопротегерина, цитокина, который ингибирует дифференциацию остеокластов – клеток, ответственных за резорбцию кости (Candow and Chilibeck, 2010). Таким образом, потребление креатина способствует образованию кости и одновременно уменьшает её распад, приводя к общему положительному балансу костных минеральных веществ.

В недавнем клиническом исследовании (Chilibeck et al., 2014) наблюдали эффекты от потребления добавок моногидрата креатина или изокалорийного мальтодекстринового плацебо (0,1 г/кг массы тела в день) у 47 постменопаузных женщин (средний возраст 57 лет) при выполнении 12-месячной программы тренировок с отягощениями. Женщины тренировались с полным контролем 3 раза в неделю, с применением 17 упражнений для разных частей тела. Испытуемые выполнили 3 подхода по 10 повторений до отказа с 80% от их повторного максимума (приседания Гаккеншмидта и жим лёжа) или 10-повторный максимум в других упражнениях. Дневная порция креатина разделялась на две эквивалентные дозы по 0,05 г/кг массы тела, которые принимались до и после занятия в тренировочные дни или совместно с двумя приёмами пищи в дни без тренировок. Как обычно ожидается, сила в жиме лёжа увеличилась в группе, принимавшей креатин (64%), по сравнению с группой плацебо (34%) (P<0,05).

В отношении здоровья кости. На рисунке 3 показано, что потребление креатина существенно уменьшило предполагаемое снижение минеральной плотности бедренной кости и действительно увеличило толщину поднадкостничного слоя (показатель укрепления кости). Подтверждение потенциально положительного влияния от потребления добавок креатина на здоровье кости получено не только в этом исследовании. В другой работе той же группы учёных (Chilibeck et al, 2005), потребление 6 г креатина в день в течение 12-недельной тренировки с отягощениями у пожилых мужчин увеличило минерализацию костей руки по сравнению с плацебо. В двух экспериментах с участием мальчиков с мышечной дистрофией Дюшена показано, что приём моногидрата креатина (3 – 4 г/день, 3 – 4 месяца) уменьшил выделение с мочой перекрёстно-связанного N-телопептида коллагена I типа (Louis et al., 2003; Tarnopolsky et al., 2004), который является показателем костной резорбции. Более того, в одном из этих исследований (Louis et al., 2003) сообщили о существенном увеличении минеральной плотности кости в пояснице и во всём теле при потреблении креатина по сравнению с плацебо.



Рисунок 3. Влияние 12 месяцев тренировки с отягощениями совместно с приёмом креатина или плацебо на постменопаузных женщин. Планки погрешностей представляют 95% доверительный интервал. Для обоих показателей, различия между креатином и плацебо существенны (P<0.05). Рисунок из: Chilibeck et al. (2014).


Тем не менее, следует отметить, что не во всех исследованиях обнаружили положительное влияние на кость. В работах Cornish et al. (2009) и Tarnopolsky et al. (2007) не выявлено существенных изменений выделения N-телопептида с мочой у молодых и пожилых людей, сочетавших потребление моногидрата креатина и сопряжённой линолевой кислоты. Кроме того, в обзоре (Candow and Chilibeck, 2010) обобщены ещё три исследования, в которых не обнаружили связи между приёмом добавок креатина и пользой для кости. Критическая точка, которую нужно учесть, – продолжительность двух из этих исследований (4 – 12 недель), по-видимому, слишком коротка для обнаружения существенного улучшения обсуждаемых переменных (содержания минеральных веществ и массы кости) (Kreider et al., 1998; Kerksick et al., 2007).

Безопасность креатина

Появлялись отдельные сообщения и изолированные тематические исследования, связывающие потребление креатина с обезвоживанием, венозным тромбозом, судорогами мышц, нарушениями работы почек и дисфункцией печени (Tan et al., 2014; Pritchard and Kalra, 1998; Koshy and Griswold, 1999; Hariri et al., 2012). В этих докладах обнаруживаются ограничения, существенно снижающие их достоверность. Среди общих проблем: 1) испытуемые принимали большие, чем рекомендовано дозы креатина для определённого промежутка времени; 2) приём других добавок в сочетании с креатином, у которых побочные эффекты более вероятны; 3) наличие заболеваний почек до приёма. В контролируемых клинических исследованиях с приёмом поддерживающих доз креатина (3 – 5 г/день) спортсменами и здоровыми людьми не обнаружено никаких значимых побочных эффектов (Kreider et al., 2003b; Kim et al., 2011) или нарушения деятельности почек у людей с диабетом II типа (Gualano et al., 2011b). Причина возникновения путаницы, возможно, связана с выделяемым продуктом обмена креатина – креатинином, содержание которого в крови обычно повышено при заболевании почек. Людям, имеющим заболевания почек, принимать креатин, вероятно, не рекомендуется (Kim et al., 2011). Тем не менее, множество исследований показало, что приём креатина в поддерживающей дозе безопасен для людей с изначально здоровыми почками (Gualano et al., 2008; Lugaresi et al., 2013; Kreider et al., 2003b; Kim et al., 2011). При оценке безопасности креатина Европейским управлением по безопасности пищевых продуктов (European Food Safety Authority (EFSA, 2004)) и Норвежским Научным комитетом по безопасности продуктов (Norwegian Scientific Committee for Food Safety (VKM, 2010)) не обнаружено проблем с безопасностью при потреблении до 3 г/день у здоровых людей. Кроме того, оценка рисков, проведённая Hathcock and Shao (2006), определила фактический безопасный уровень для хронического потребления добавок моногидрата креатина 5 г/день.

Выводы
Подведем итог. Потребление добавок креатина может быть полезно за пределами мира питания для спортсменов, улучшает контроль за глюкозой крови при диабете, различные показатели функции мозга и здоровье костей. Необходимы дополнительные исследования, подтверждающие эту пользу, но надёжные данные многочисленных экспериментов, в сочетании с некоторыми механистическими доказательствами возможного положительного влияния креатина представляют потребление креатина в положительном свете. Учитывая низкую стоимость и отличные характеристики безопасности, потребление добавок креатина выглядит диетической стратегией с низким риском для достижения положительного влияния на здоровье.

Источник-http://cmtscience.com/articles/kreatin-bolshe-chem-prosto-dobavka-k-pitaniyu-sportsmenov/