L-karnityna a trening cardio – jak to działa?

Wysiłek fizyczny, zwany treningiem cardio, to każdy rodzaj aktywności ruchowej o charakterze aerobowym (tlenowym), prowadzonej w stałym tempie przez przynajmniej 30 minut, w zakresie 60-70% tętna maksymalnego. Swoją nazwę zawdzięcza potwierdzonemu naukowo faktowi, że wykonywany systematycznie, przynajmniej 3-4 razy w tygodniu, wspomaga prawidłowe czynności mięśnia sercowego. Jednak jego popularność pośród aktywnych fizycznie wynika ze szczególnych wymagań energetycznych cardio. Podczas takiego wysiłku organizm w dużym stopniu polega na energii pozyskiwanej z kwasów tłuszczowych, w których transporcie kluczową rolę odgrywa właśnie L-karnityna.

1. Źródła energii dla pracujących mięśni
2. Poznajmy bliżej L-karnitynę
3. Skąd bierze się L-karnityna?
4. Czy L-karnityna to witamina?
5. Dietetyczne źródła L-karnityny
6. Co mówią badania?
7. L-karnityna a trening cardio

Źródła energii dla pracujących mięśni

Ludzki organizm, w celu zapewnienia energetyki pracy mięśni, korzysta głównie z dwóch źródeł energetycznych – glukozy i kwasów tłuszczowych. Realizowany przez mitochondria proces utleniania glukozy i kwasów tłuszczowych prowadzi do pozyskania przez nasze włókna mięśniowe energii biologicznej, napędzającej skurcze miofibryli, w postaci wysokoenergetycznych wiązań fosforanowych adenozynotrifosforanu (ATP). Z punktu widzenia fizjologii wysiłku, sprawne pozyskiwanie energii z kwasów tłuszczowych pozwala na optymalne wsparcie mięśni podczas długotrwałej pracy aerobowej.a.

Jednakże, choć na pierwszy rzut oka wygląda to bardzo prosto, w praktyce proces utleniania kwasów tłuszczowych przez pracujące włókna mięśniowe napotyka na pewien fundamentalny problem… na błonę mitochondrialną, nieprzepuszczalną dla kwasów tłuszczowych. A z problemem tym nasze włókna mięśniowe radzą sobie właśnie za pomocą L-karnityny.

Poznajmy bliżej L-karnitynę

L-karnityna jest aminokwasem z grupy betain, które nie wchodzą w skład cząsteczek białkowych, z czego najlepiej są znane aminokwasy, pełnią jednak w ludzkim organizmie inne ważne funkcje życiowe. A pierwszoplanowa funkcja życiowa L-karnityny polega na wiązaniu kwasów tłuszczowych i wprowadzaniu ich do mitochondriów komórkowych, w których kwasy te są utleniane a dostępna biologicznie energia ich utleniania jest gromadzona w wysokoenergetycznych wiązaniach fosforanowych ATP.

W rzeczywistości transport kwasów tłuszczowych z sarkoplazmy do mitochondriów włókien mięśniowych zwany czółenkiem lub mostkiem karnitynowym jest kilkuetapowym procesem enzymatycznym, w którym związane z L-karnityną kwas tłuszczowe, jako cząsteczki tzw. acylokarnityny, są przenoszone przez błonę do macierzy mitochondrialnej, a uwolniona L-karnityna w przeciwnym kierunku, do ponownego wykorzystania, z macierzy mitochondrialnej do sarkoplazmy.

Skąd bierze się L-karnityna?

Ludzki organizm potrafi samodzielnie syntetyzować L-karnitynę w ilościach, które u zdrowego człowieka pokrywają podstawowe zapotrzebowanie. Jednak z uwagi na jej kluczowe znaczenie dla pracy mięśni, sportowcy oraz osoby intensywnie trenujące dbają o to, by dostarczać ją także z zewnętrznych źródeł.

Utrzymanie stałego, optymalnego poziomu tego aminokwasu w organizmie wymaga zatem dodatkowej podaży z diety, na minimalnym poziomie 8-11 mg i optymalnym 15 mg na dobę w przypadku osób mało aktywnych fizycznie, a w szczególnych przypadkach bardzo wysokiej aktywności ruchowej, jak przykładowo wynikającej z wyczynowego uprawiania sportu, nawet do 300 mg dziennie.

Z uwagi na szczególne wymagania energetyczne włókien mięśniowych, pokrywane w 80% przez utleniane kwasy tłuszczowe, spożyta L-karnityna gromadzi się głównie w tkance mięśniowej, która magazynuje do 98% zasobów tego aminokwasu w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym, zaś pozostałe 2% znajdujemy w nerkach, wątrobie i mózgu.

Czy L-karnityna to witamina?

Udział L-karnityny w codziennej diecie zabezpiecza przed jej niedoborem, albowiem nauka opisuje stany niedoboru L-karnityny u ludzi, albo o podłożu pierwotnym, uwarunkowanym genetycznie, związanym z zaburzeniami w jej biosyntezie i transporcie dokomórkowym, albo wtórnym (nabytym), związanym z niską jej zawartością w diecie przy wysokim zapotrzebowaniu na nią, wynikającym przykładowo ze wzmożonej aktywności ruchowej.

Jako że jej niedostatek w diecie skutkuje objawami niedoborowymi, które wycofują się w efekcie wzrostu spożycia, w ocenie naukowców z wczesnego etapu badań nad składnikami żywności, L-karnityna spełniała definicję niezbędnego składnika pokarmowego, takiego jak witaminy, dlatego też dawniej zaliczana była do grupy witamin i nazywana witaminą BT.

Dietetyczne źródła L-karnityny

Zwolennicy mieszanej diety, nawet bardzo aktywni fizycznie, zazwyczaj nie miewają problemów z uzupełnieniem L-karnityny, albowiem dość obficie występuje ona w produktach mięsnych i mlecznych. Przykładowo 100-gramowy stek dostarcza ok. 100 mg, szklanka jogurtu ok. 80 mg, a szklanka mleka ok. 20 mg L-karnityny. Jednak weganie mogą mieć już z tym problem, gdyż pokarmy pochodzenia roślinnego zawierają jedynie niewielkie ilości tego aminokwasu – zwykle nie większe, jak 2 mg na 100 g. Nic więc dziwnego, że w prowadzonych w tym kierunku badaniach obserwowano średnio niższy poziom L-karnityny w organizmach wegan, w porównaniu z organizmami zwolenników diety mieszanej.

"Źródła L-karnityny nie są zbyt zróżnicowane, gdyż znaleźć ją można głównie w produktach mięsnych.  Dostępna jest również w różnych suplementach diety, takich jak forma wolna l-karnityny, czy formy winianu i acetylo-l-karnityny. Każda z tych form ma swoje właściwości i potencjalne zastosowania." Tomasz Maciołek - FIzjoterapeuta i Trener

Innymi słowy, jak dowodzą badania, niskie spożycie L-karnityny skutkuje niższym zasobem tego aminokwasu, dostępnym dla tkanki mięśniowej. Jeżeli więc mówimy o L-karnitynie w kontekście treningu cardio, którego zadaniem w naszym programie aktywności ruchowej jest utlenianie kwasów tłuszczowych, należałoby zadać pytanie, w jaki sposób poziom L-karnityny koreluje ze stopniem utleniania kwasów tłuszczowych?

Co mówią badania?

Korelacje pomiędzy udziałem L-karnityny w diecie, stężeniem tego aminokwasu w mięśniach i stopniem utleniania kwasów tłuszczowych przebadano dotąd w odniesieniu do ludzi starszych, u których naturalnie dochodzi do spadku tempa utleniania kwasów tłuszczowych z racji wieku, a także młodych sportowców rekreacyjnych o średnim wytrenowaniu, u których zapotrzebowanie na L-karnitynę wzrasta z racji relatywnie wysokiej aktywności ruchowej.

W niektórych próbach naukowych obserwowano, że optymalne wysycenie mięśni L-karnityną sprzyjało sprawniejszemu przebiegowi procesów metabolicznych w trakcie wysiłków o umiarkowanej intensywności. Należy jednak pamiętać, że EFSA (Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności) wskazuje, iż suplementacja u osób ze zbilansowaną dietą nie gwarantuje automatycznego przyspieszenia redukcji masy ciała. Jednak jednocześnie potwierdzono, że niska dostępność L-karnityny dla pracujących mięśni jest tzw. „wąskim gardłem”, czyli czynnikiem ograniczającym tempo i stopień utleniania kwasów tłuszczowych.    

"Choć organizm potrafi produkować karnitynę, suplementacja może być szczególnie korzystna dla osób na diecie wegetariańskiej lub wegańskiej, które nie spożywają produktów zwierzęcych." Łukasz Domeradzki - Dietetyk

Natomiast autorzy pewnej analizy naukowej całego tego zagadnienia wskazują, że wolna L-karnityna w mięśniach może stać się czynnikiem ograniczającym stopień utleniania kwasów tłuszczowych, kiedy jej poziom spada w efekcie intensywnego wysiłku lub niewłaściwej diety. Jak bowiem ustalono, niska dostępność wolnej L-karnityny dla pracujących mięśni ogranicza utlenianie kwasów tłuszczowych podczas wysiłków o umiarkowanej intensywności.

Natomiast zwiększenie jej mięśniowych zasobów pozwala na utrzymanie wysokiego tempa transportu kwasów tłuszczowych do mitochondriów, czemu towarzyszy wyraźny wzrost utleniania tych molekuł biologicznych przy wysiłkach o umiarkowanej intensywności. Ponadto, większa całkowita zawartość L-karnityny w mięśniach zdrowych ludzi skutkuje wyraźnym wzrostem utleniania kwasów tłuszczowych również w spoczynku.

L-karnityna a trening cardio

Podsumowując, L-karnityna jest biologicznym fundamentem prawidłowego metabolizmu energetycznego podczas treningu cardio. Dbanie o jej odpowiedni poziom w organizmie – poprzez dietę bogatą w mięso i nabiał lub celowaną suplementację (szczególnie u wegan) – wspiera naturalne mechanizmy transportu komórkowego.

Autor: Sławomir Ambroziak

Źródła:                            

• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4967041/  
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3060373/
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7884033/
• https://www.researchgate.net/publication/6474675_Stephens_FB_Constantin-Teodosiu_D_Greenhaff_PL_New_insights_concerning_the_role_of_carnitine_in_the_regulation_of_fuel_metabolism_in_skeletal_muscle_J_Physiol_581_431-444
• https://www.ausport.gov.au/ais/nutrition/supplements/group_b/other/carnitine/how-and-when-do-i-use-it