25/09/2012
Kreatin Pozsgai Gábor PTE ÁOK Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézet 2012
N-(aminoiminomethyl)-N-methyl glycine
1
25/09/2012
International Society of Sports Nutrition állásfoglalás • A kreatin-monohidrát a leghatékonyabb étrendkiegészítő a nagyintenzitású edzéskapacitás és a zsírmentes testtömeg növelésére • Biztonságos és előnyös is lehet – sérülés megelőzése – egyes betegségek
Buford et al. (2007) J Int Soc Sports Nutr. 4:6.
International Society of Sports Nutrition állásfoglalás • Semmi sem bizonyítja, hogy a rövid vagy hosszú távú kreatinfogyasztás káros volna egyébként egészséges emberben • Fiatal sportolók esetén is elfogadható a kreatinbevitel • A kreatin-monohidrát (CM) a legszélesebb körben vizsgált és bizonyítottan hatásos származék Buford et al. (2007) J Int Soc Sports Nutr. 4:6.
2
25/09/2012
Kreatinnal kapcsolatos tévhitek • A testsúlyfokozódás vízretenció miatt van • A kreatinfogyasztás vesekárosító • Görcsök, dehidráció, ioneltérések jelentkezhetnek • A kreatin hosszú távú hatásai ismeretlenek • Az újabb származékok hatásosabbak a kreatinmonohidrátnál • A kreatin használata nem etikus/illegális
Élettan • Endogén molekula • A májban és hasnyálmirigyben képződik aminosavakból • A testben lévő kreatin 95%-a a harántcsíkolt izmokban található • Kisebb mennyiségben az agyban és herében is megtalálható
3
25/09/2012
S-Adenosyl methionine
S-Adenosyl-L-homocysteinine L-Arginine:glycine amidinotransferase
Guanidinoacetate Nmethyltransferase
Élettan • A vázizmokban található Cr 2/3-a PCr • A teljes kreatin raktár a vázizmokban (kreatinfoszfát és szabad kreatin) 70 kg-os egyénben kb. 120 g • Ugyanakkor 160 g-ot volna képes tárolni
4
25/09/2012
Élettan • A vázizmokban a kreatin 1-2%-a bomlik le naponta (1-2 g) kreatininné • A kreatinin a vizelettel ürül • A raktárak feltölthetők – táplálékkal bevitt kreatinnal – szervezetben képzett kreatinnal
5
25/09/2012
Élettan • A hús és hal tartalmaz nagy mennyiségű kreatint • Nagy mennyiségben kéne fogyasztani (1-2 kg/nap), hogy g nagyságrendű kreatint vigyünk be • A kreatin táplálékkiegészítő olcsóbb és nem jár nagymértékű zsír és fehérjebevitellel
Kémiai tulajdonságok
• Nem károsodik a GIT-ban • A CM p.o. felszívódása közel 100% • A bevitt Cr 99%-a a vázizmokba kerül vagy a vesén át kiválasztódik
6
25/09/2012
Kémiai tulajdonságok • Vízből kristályosítva CM keletkezik • 100˚C-on szárítva anhidrát készíthető • Gyenge bázis, erős savakkal sót képez • Komplexet is képez • Többértékű szerves savak egyszerre sót és komplexet is képeznek vele – citromsav
Kémiai tulajdonságok Rossz vízoldékonyság • A hőmérséklet emelése fokozza – 1 L vízben • • • •
4˚C-on 6 g 20˚C-on 14 g 50˚C-on 34 g 60˚C-on 45 g CM oldódik
7
25/09/2012
Kémiai tulajdonságok Rossz vízoldékonyság • • • •
Alacsony pH-n jobb Emiatt a Cr sói jobban oldódnak A Cr citrát 1.55-ször A Cr pyruvate 2.63-szor jobban oldódik a CMnál
Kémiai tulajdonságok Stabilitás • A CM por formájában magas hőmérsékleten is évekig eltartható • Vizes oldatban bomlékony • A bomlás hőmérséklet és pH függő • Lefagyasztva az oldat lassabban bomlik • Creatinin keletkezik
8
25/09/2012
Howard & Harris. (1999) US Patent
Kémiai tulajdonságok Stabilitás • Az oldatban való bomlás lassítható vagy megállítható – pH 2.5 alatt – magas pH-n
• A gyomorban is fenáll ez a hatás • A GIT-ban alig képződik creatinin a Cr-ból
9
25/09/2012
Jäger et al. (2011) Amino Acids. 40:1369-1383.
A kreatinfogyasztás módja • Aki egyébként kevés kreatint fogyaszt, annál a raktár jobban növelhető (20-40%) • Aki sok húst fogyaszt, annál csak 10-20%-kal • A teljesítmény fokozódása arányos a kreatinraktár növekedésével
10
25/09/2012
A kreatinfogyasztás módja „Loading” protokoll • 0.3 g/kg/nap kreatin-monohidrát 5-7 napig – általában 5 g napi 4x
• Utána 3-5 g kreatin-monohidrát naponta • Ha szénhidrátot és/vagy fehérjét is fogyasztanak vele, elég 2-3 nap feltöltés az elején • A fenntartáshoz elméletileg 0.25 g/kg zsírmentes testtömeg/nap kreatin-monohidrát elég
A kreatinfogyasztás módja Feltöltésmentes protokoll • 3 g/kg/nap kreatin monohidrát 28 napig • Hasonló emelkedés a kreatinraktár mértékében, a maximális erőben és az izomtömegben • Kevésbé hirtelen a hatás
11
25/09/2012
A kreatinfogyasztás módja „Cycling” protokoll • Feltöltő adag bevitele 3-5 napig 3-4 hetente • Az így megnövelt kreatinraktár 4-6 hét alatt csökken vissza alaphelyzetbe
A Cr újabb formái • • • • • • •
Di/tri-Cr-malate Cr-orotate Cr-gluconate Cr ethyl ester Mikronizált CM PCr, Cr + β-hydroxy-β-methylbutirate (HMB) Cr + NaHCO3
12
25/09/2012
A Cr újabb formái • • • • • • •
Cr-Mg2+ kelát Cr + glycerol Cr + Gln Cr + β-Ala Cr + cinulin extract pezsgő készítmény oldat
Jäger et al. (2011) Amino Acids. 40:1369-1383.
13
25/09/2012
A Cr újabb formái Előnyösebbnek állítják be őket a CM-nál • Fokozott stabilitás – különösen oldatban
• Jobb vízoldékonyság • Jobb p.o. biológiai hasznosíthatóság • Nagyobb teljesítménynövekedés
A Cr újabb formái Vízoldékonyság • A Cr sók oldékonysága valóban jobb a CM-nál • De a creatinol-O-phosphate oldékonysága sokkal rosszabb – 5 g/L 20˚C-on
• A dicreatinol sulfate oldékonysága kiváló – 1370 g/L 20˚C-on
14
25/09/2012
A Cr újabb formái Stabilitás • A pH csökkentő hatás miatt kevésbé stabilak • Tricreatine citrate stabilitása fokozható szénhidrát hozzáadásával • A creatine ethyl ester valószínűleg nem is alakul Cr-á az emberi szervezetben • Creatinire bomlik
Jäger et al. (2007) J Int Soc Sports Nutr. 4:17.
15
25/09/2012
A Cr újabb formái • A legtöbbről kiderült, hogy nem hatékonyabbak a CM-nál erő- és teljesítménynövelés tekintetében • Cr ethyl ester és cinnulin kivonat esetében még nincs elég adat • Cr + β-Ala hatásosabb a CM-nál az erő, a zsirmentes testtömeg, a testzsírtartalma és az állóképesség kedvező befolyásolásában
A Cr újabb formái Ígéretesnek tűnnek, de még kevés a tapasztalat: • Cr-foszfát – drágább az előállítása
• Cr + HMB • Cr + glycerol – melegben való edzés előtt hyperhydratiot lehet vele elérni
16
25/09/2012
A Cr újabb formái • Nagy adag pyruvate fokozza az állóképességet patkányban • Emiatt kísérleteztek CPY-tal • CC fokozta az anaerob kapacitást
A Cr újabb formái • CEE nem volt hatékonyabb CM-nál – testtömegnövelésben – erőnövelésben – sprintteljesítmény fokozásában
• COP i.m. és i.v. kezelés kapcsán fokozta a kéz szorítóerejét nőkben
17
25/09/2012
A Cr újabb formái Folyékony Cr készítmények • Nem növelik a vázizomzat PCr szintjét • Semmiféle teljesítménynövelő hatásuk nincs • Kolloid készítmény – saját kristályvizében oldva szénhidráttartalmú mátrixban – nincs bizonyíték a hatásosságára
Kreider et al. (2003) J Exerc Physiol Online. 6:24-33.
18
25/09/2012
A Cr újabb formái Jogi szabályozás • A Cr formái közül csak a CM forgalmazható hivatalosan az alábbi országokban: – – – – –
USA Kanada EU Dél-Korea Brazília
• Japánban a CM mellett a CC és CPY is engedélyezett
Supplement Facts Serving size: 5.5 grams (3/4 scoop) Amount per serving
Calories Calories from Fat Total Carbohydrates Sugars Proprietary CREA-BOMB
% Daily Value
54 0 0.3 g 0.3 g 5000 mg
1% †
multi-vector creatine matrix Tri- and di-creatine malate, micronized creatine monohydrate, creatine ethyl ester, creatine orotate, creatine gluconate Taurine
385 mg
†
† Daily Value not established Other Ingredients: Amino Shuttle 3” (dextrose, taurine), tricalcium phosphate, acesulfame-K, citric acid, maltodextrin, sucralose, grapefruit: natural and artificial flavor (grapefruit), colors (yellow, carmosin) passion fruit: natural and artificial flavor (passion fruit), colors (yellow, carmosin) pink lemon: natural and artificial flavor (pink lemondane), color (strawberry red).
19
25/09/2012
A Cr kombinációi Makronutriensekkel való kombináció • Fokozza a tárolást az izmokban – inzulin elválasztás miatt
• 5 g CM + 93 g szénhidrát – 60%-kal fokozta az izmok kretinraktárát
• 5 g CM + 47 g szénhidrát + 50 g fehérje – hasonlóan hatásos
• Jobban növelheti az anaerob teljesítményt, izomhypertrofiát, maximális erőt
Greenwood et al. (2003) J Exerc Physiol Online. 6:37-43.
20
25/09/2012
Teljesítményfokozó hatás • A CM a leghatékonyabb tömeg- és anaerob teljesítmény növelő táplálék kiegészítő • A teljesítmény általában 10-15%-kal nő – Kreider. (2003) Mol Cell Biochem. 244(1-2):89-94. • maximális erő ismételt gyakorlatban – 5-15% • egyszeri sprint – 1-5% • ismételt sprint – 5-15%
• A testsúly 1-2 kg-mal nő a feltöltés hetében
Teljesítményfokozó hatás Rövidtávú hatások • • • • • •
Krékpározás Fekvenyomás Jump squat Sprint Úszás Labdarúgás
21
25/09/2012
Teljesítményfokozó hatás Hosszútávú hatások • • • • • •
Fokozott Cr és PCr mennyiség az izmokban Nagyobb zsírmentes testtömeg Sprint Maximális erő Robbanékonyság Izomméret
Teljesítményfokozó hatás Hosszútávú hatások • CM mellet kétszer annyival nő a testtömeg 412 hét edzés során, mintnélküle – 1-2 kg-mal több
• A nagyobb tömegnövekedés a CM miatt lehetségessé váló intenzívebb edzéseknek köszönhető
22
25/09/2012
23
25/09/2012
Mellékhatások • Az egyetlen klinikailag releváns a tömegnövekedés Állítólagos mellékhatások • • • • • •
Dehidráció, görcs Vesekárosodás Májkárosodás Izom- és ínsérülések GI mellékhatások Anterior compartment syndrome
24
25/09/2012
Mellékhatások Vesekárosító hatás • Emelkedett kreatinin szint miatt? • Nincs bizonyíték a < 25 g/nap kreatin bevitel ilyen hatására – akár 5 éves kezelés során sem
• A Cr használóknak általában nem magasabb a kreatinin szintje • A legtöbb sportolónak függetlenül a Cr használattól magasabb a kreatinin szintje intenzív edzés alatt
Mellékhatások Hosszútávú hatások • Az 1990-es években terjedt el a CM használata • Sportolókban 5 éves követés alatt nem jelentkezett mellékhatás • A Cr szintézis genetikai zavarától szenvedő gyermekekben 3 év alatt nem tapasztaltak mellékhatást • Betegekben 5 év alatt nem találtak semmit • Egy betegcsoportot 1981 óta követbek
25
25/09/2012
Mellékhatások Hosszútávú hatások • Állatkísérletben nagy dózisú élethosszan tartó CM terápia növelte az élettartamot és az életminőséget • Edzéssel kombinálva javítja idős férfiak és nők teljesítményét • Kedvező hatást írtak le emékezetre, tanulásra és szellemi teljesítményre
Kreatin gyermek- és serdülőkorban • Cr szintézis zavarban és neuromuszkuláris betegségekben 4-8 g/nap Cr-t szedtek gyerekek 3 évig • • • • • • •
Serdülés után versenysportolóknak Megfelelő étrend mellett A sportoló és szülei értik a kockázatot A szülők beleegyeznek A kezelést a szülők, edző, orvos ellenőrzi Megfelelő minőségű Cr-t használ Nem lépi túl az ajánlott adagot
26
25/09/2012
Etikai vonatkozások • Ha nem lehet hússal elegendő Cr-t bevinni, megengedhető-e a Cr kiegészítés? • Szteroid használatra csábíthatja a sportolókat • Jelenleg semmi sem tiltja a Cr használatát • Az IOC szerint nincs értelme tiltani – nem lehet megmondani, hogy hússal vitték-e be
• Azzal is érvelnek, hogy olyan, mint a szénhidrát feltöltés állóképességi sportokban
A CK/PCr rendszer • Közvetlenül felhasználható átmeneti energiapuffer • IC energiaszállító rendszer • Anyagcserét szabályozó szerep • A mitokondriumban csökkenti a ROS képzést • Késlelteti a mitokondriális permeabilitás megváltozását az apoptózis korai szakaszában • A Cr gyenge antioxidáns • A PCr védi a membránokat
27
25/09/2012
A CK/PCr rendszer • Az ATP szintje nem tudja követni a sejtek változó energiaigényét – hirtelen ATP szint emelkedés növelné az ATP, Pi és H+ menniségét – ez gátolja az ATPázokat (acto-myosin ATPase)
• Foszfagének – nagy energiatartalmú de metabolikusan inert vegyületek
CK • Mindkét irányba katalizálhatja a reakciót PCr 2
MgADP
H
MgATP
Cr
• Az ATP-ben tárolt energia 10 szeresét tárolja PCr (30 mmol/L) • Az ATP szintjét stabilizálja (3-6 mmol/L) • Magasan tartja az ATP/ADP arányt (>100:1) • A PCr-ból történő ATP képzés elhasználja az ATP bomlásakor keletkező ADP-t és H+-t
28
25/09/2012
CK Nagy energiaigényű szövetekben található • • • • • • • • •
harántcsíkolt izom szívizom simaizom agy vese idegsejtek retina fotoreceptorai belsőfül szőrsejtjei spermiumok
CK • Az egyes CK izoenzimek külön génen kódolódnak • Minden sejtben egy mitokondriális (mtCK) és egy citoplazmatikus forma van • Az izom (M-CK) és agy (B-CK) típusú citoplazmatikus izoenzimek homo- és heterodimert képezhetnek – MM-CK a vázizmokban – MB-CK és BB-CK a szívizomban – BB-CK az agyban, vesében, spermiumokban, bőrben, stb.
29
25/09/2012
CK • A CK nagy mennyiségben van jelen polarizált sejtekben • Az elnyújtott alak miatt szállítani kell az energiát a mitokondriumoktól a felhasználás helyére – spermiumok – retina fotoreceptorai – belsőfül szőrsejtjei – epitheliális sejtek
Wallimann et al. (2011) Amino Acids. 40:1271-1296.
30
25/09/2012
CK-a Az energiafelhasználás helyén • Actin-activated myosin MgATPase • SR Ca2+ pumpa • Na+/K+-ATPase • H+/K+-ATPase • ATP-függő ioncsatornák • AMPK • Akt/PKB
CK-g • Harántcsíkotl izomban az I-sávban • A glikolízis enzimeihez kapcsolódik – pyruvate kinase – phosphofructokinase • ATP gátolja • savas pH mellett erősebb a kapcsolata CK-zal
• A képződött ATP-t a PCr képzés eltávolítja – nem gátolja a glikolízist
31
25/09/2012
Wallimann et al. (2011) Amino Acids. 40:1271-1296.
mtCK • A külső mitokondriális kompartmentben található • Szarkomer típusú mtCK (smtCK) az izmokban • Ubikviter mtCK (umtCK) egyéb szövetekben • Homodimert és homooktamert képez – a homooktamer a jellemző forma
32
25/09/2012
mtCK • A sejtmagban képződik • A mitokondriumba való szállítás után az Nterminális lehasad – targeting sequence
• Dimert, majd oktamert képez • A mtCK összeköti a külső és belső mitokondriális membránt
mtCK • A mitokondriális membrán savanyú foszfolipideihez kapcsolódik – cardiolipin
• Az ANT is cardiolipinhez kapcsolódik, egymás közelében vannak mtCK-zal • Ca2+-függő módon feszültségfüggő ioncsatornákhoz is kapcsolódik – ezeken szállítódik az ATP, ADP, PCr és Cr
33
25/09/2012
Wallimann et al. (2011) Amino Acids. 40:1271-1296.
A Cr pleiotrop hatása Energetikai hatások • Fokozza a sejtek energia ellátását és növeli az izmok teljesítményét • Segíti a sejten belüli energiaszállítást • Fokozza az energiafelhasználás hatékonyságát • Fokozza a mitokondriális energiatermelést • Védi a mitokondriumokat és antiapoptotikus
34
25/09/2012
A Cr pleiotrop hatása Antioxidáns és antiapoptotikus hatás • Gyenge antioxidáns • A mitokondriumokban erős közvetett antioxidáns hatás • Csökkenti a mitokondriális DNS oxidatív károsodását • Indukálja az oxidatív stressz ellen védő enzimeket • Hatákony a mitokondriális mérgek ellen • Védi a mitokondriumokat és antiapoptotikus
A Cr pleiotrop hatása Egyéb hatások • Transzkripciós faktorok és egyéb gének átírását befolyásolja • Csökkenti a gyulladásos markerek szintjét állóképességi edzés során • Részt vesz a jelátvitelben és a sejtek differenciálódásában • Csökkenti a homocysteine szintjét és gátolja a lipidperoxidációt • Védi a sejteket hypertoniás ozmotikus behatásoktól • A PCr a vvt-ek membránjához kapcsolódik és stabilizálja azt
35
