Diskuse
Zjištění této studie ukazují, že 12týdenní suplementace HMB u sportovců provozujících bojové sporty je účinná, a proto se zdá být v těchto disciplínách opodstatněná. Je třeba také zdůraznit, že analýza získaných údajů prokázala, že pořadí suplementace HMB a placeba nemělo na získané výsledky žádný vliv, což vylučuje možný vliv pořadí na registrované parametry.
Naše pozorování ukazují, že 12týdenní suplementace HMB u sportovců provozujících bojové sporty vede ke snížení tukové hmoty a zvýšení beztukové hmoty, aniž by došlo ke zvýšení tělesné hmotnosti sportovců. To je důležité zejména u sportovních disciplín s váhovými kategoriemi. Sportovci trénující tyto sporty by se měli snažit dosáhnout a udržet si určitou tělesnou hmotnost a regulovat ji především prostřednictvím snižování množství tukové tkáně, což může pozitivně ovlivnit jejich fyzickou výkonnost, fyzickou pracovní kapacitu a omezit nepříznivé účinky rychlého úbytku hmotnosti .
Studijní postup použitý v tomto výzkumu nijak neovlivňoval životní styl sportovců, jejich trénink ani stravu. Jak bylo uvedeno v metodologické části, záznamy o stravování a tréninku byly prováděny každý druhý týden, a to po celou dobu studie, což naznačuje, že sportovci během období suplementace HMB a placeba neměnili své stravovací návyky ani tréninkové charakteristiky. Potenciální vliv těchto a dalších faktorů byl také významně omezen randomizovaným křížovým designem použitým ve studii. Přestože cílem studie nebylo zlepšit tělesné složení, absence změn tělesné hmotnosti u sportovců naznačuje, že jejich energetický přísun zajišťovaný stravou pokryl denní energetický výdej. Zdá se tedy rozumné vyvodit závěr, že suplementace HMB vedla k určitým žádoucím změnám tělesného složení. Je třeba zmínit, že autoři tohoto rukopisu jsou si dobře vědomi možných omezení metody měření bioelektrické impedance použité v této studii. Spolehlivost metod BIA však závisí na přísném dodržování a udržování doporučeného postupu měření, který je popsán v části Metody. Tato metoda analýzy tělesného složení byla navíc použita i v jiných výzkumech týkajících se suplementace HMB .
V bojových sportech velmi často rozhoduje o konečném úspěchu sportovce schopnost účinně útočit nebo se bránit s maximální silou, výkonem a svalovou rychlostí, a ty vyžadují velký anaerobní potenciál . V naší studii bylo po suplementaci HMB zaznamenáno významné zvýšení anaerobního výkonu a koncentrace laktátu po cvičení ve srovnání s placebem. To naznačuje, že HMB pozitivně podpořil anaerobní kapacitu a zlepšil pufrovací kapacitu sportovců. Kromě zmíněných ukazatelů navíc po suplementaci HMB došlo také ke zvýšení maximální rychlosti při současném zkrácení času potřebného k dosažení maximálního výkonu v porovnání s hodnotou před vyšetřením.
Mimo to mohou aerobní kapacita a vytrvalost hrát klíčovou roli také v bojových sportech. Určují schopnost sportovce vydržet delší boj s vysokou intenzitou a ovlivňují také pracovní nebo bojovou kapacitu sportovců, kteří musí během soutěže absolvovat několik namáhavých soubojů v jednom dni . Zde je třeba zdůraznit, že existuje omezené množství literatury hodnotící vliv příjmu HMB při vytrvalostním tréninku, který se navíc provádí i v bojových sportech (např. běh nebo cyklistika). Po dvoutýdenní suplementaci HMB u cyklistů zaznamenali Vukovich a Dreifort zvýšení vrcholového příjmu kyslíku (V˙O2peak), prodloužení doby potřebné k dosažení V˙O2peak, zvýšení laktátového prahu (%V˙O2peak) a zpoždění OBLA (pozorované při příjmu kyslíku) o 4,0 %, 3,6 %, 8,6 % a 9,1 %. Tyto ukazatele byly navíc vyšší i ve srovnání s výsledky zaznamenanými u skupin, kterým byl podáván leucin nebo placebo. Podobné výsledky byly pozorovány u veslařů, jejichž V˙O2max (+4,0 %HMB vs. -1,4 %PLA) a VT (TVT: +9,6 %HMB vs. -1,6 %PLA; WVT: +13,0 %HMB vs. -1,7 %PLA; HRVT: +5,7 %HMB vs. +0,6 %PLA) se po 12týdenní suplementaci HMB zvýšily jak ve srovnání s placebem, tak s hodnotami před suplementací . Tyto výsledky zřejmě potvrzují účinek suplementace HMB pozorovaný v naší studii: Zvýšení aerobní adaptace sportovců. Pozorování navíc korespondují i s nejnovějšími výsledky, které uvádí Robinson a kol , kteří u skupiny mužů a žen po čtyřtýdenní suplementaci HMB v kombinaci s vysoce intenzivním intervalovým tréninkem zjistili hodnoty V˙O2peak vyšší o téměř 5,9 %, resp. 9,8 % ve srovnání s placebem a kontrolní skupinou. Autoři rovněž zjistili, že VT je vyšší o téměř 9,3 %, resp. 16,5 %. Další důležitý bod prokázali Lamboley et al. v již dříve popsané studii. Ukázalo se, že HMB má na sportovce příznivý vliv, neboť jeho suplementace vedla k výraznému zvýšení V˙O2max, a to až o 7,7 ml/kg/min. V obou skupinách bylo zjištěno také významné zlepšení VT (+11,1 %HMB vs. +9,0 %PLA). I přes zvýšení hodnot V˙O2max zaznamenané v této studii u skupiny suplementované HMB nebyly rozdíly vysoké, což naznačuje, že mohly být do značné míry důsledkem skutečnosti, že účastníci studie sportovali rekreačně a před zahájením experimentální procedury neměli žádný aerobní trénink. Naopak naší studie se zúčastnili trénovaní sportovci bojových sportů, v jejichž případě lze i mírné zvýšení aerobní adaptace považovat za mimořádně výhodný faktor, který může přispět ke zlepšení jejich sportovní výkonnosti.
V případě bojových sportů a mnoha dalších disciplín, zejména těch, které zahrnují váhové kategorie, je také důležité, že HMB může zmírnit úbytek svalové hmoty a zpomalit pokles úrovně síly, výkonu a výkonnosti během předsoutěžní redukce tělesné hmotnosti. Ve studiích na myších v případě trvalého energetického deficitu vyvolaného kalorickou restrikcí a vytrvalostním cvičením Park et al. pozorovali, že přísun HMB zpomalil pokles síly stisku (-0,8 %HMB), zvýšil hmotnost gastrocnemia a plochu průřezu myofibry – ty byly o 10 %, resp. 35 % vyšší než u kontrolní skupiny, zatímco u kontrolní skupiny se výrazně zhoršily. Tato pozorování by navíc potvrzovala hypotézy, že suplementace HMB má zvláštní účinek při katabolických stavech. Ve výše uvedených studiích byla za normálních tréninkových podmínek a při řádném přísunu energie ad libitum pozorována vyšší svalová hmotnost, senzomotorické funkce a síla u HMB oproti kontrolní skupině. Ve studii na judistech podrobených třídennímu omezení energetického příjmu (20 kcal/kgbm/den) bylo zase zaznamenáno snížení tukové hmoty (-0,85 procentního boduHMB vs. +0,2 procentního boduPLA) pouze ve skupině sportovců suplementovaných HMB, ačkoli nebyly zjištěny žádné rozdíly v anaerobním výkonu mezi sportovci užívajícími HMB a placebo . Kromě negativní energetické bilance to mohlo být způsobeno tím, že suplementace HMB trvala pouze tři dny, což se zdá být příliš krátká doba na to, aby způsobila významné změny v systémovém anaerobním potenciálu. Studie Towsenda a kol. jsou zásadní i pro bojové sporty a další disciplíny, protože naznačují, že suplementace HMB v období intenzivního tréninku (což je běžné bezprostředně před soutěží nebo během soustředění) může zvýšit účinnost regeneračních procesů díky útlumu cirkulace TNF-α, exprese TNFR1 během regenerace a počáteční imunitní reakce na intenzivní cvičení. Co může mít v tomto případě také zásadní význam, je vliv HMB na integritu buněčné membrány prostřednictvím syntézy de novo cholesterolu .
Ukázalo se, že suplementace HMB aplikovaná ve studii Towsenda a kol. neměla žádný vliv na aktivitu markerů svalového poškození. Údaje z publikací také jednoznačně neprokazují, že by HMB měnil jejich koncentraci. Nissen et al. a van Someren et al. zjistili po suplementaci HMB nižší aktivitu CK a/nebo LDH v krvi zkoumaných osob. U jedinců s odporovým tréninkem během přetěžovacího cyklu HMB-FA tlumil zvýšení aktivity CK (-2,3 %HMB vs. +108,2 %PLA) . Výše uvedená pozorování zřejmě naznačují, že suplementace HMB může hrát významnou roli při snižování svalového poškození. Dlouhodobá suplementace HMB u trénovaných jedinců však může např. v důsledku homeostatických mechanismů v organismu snížit vliv této látky na úroveň adaptace organismu, jak bylo ověřeno analýzami hladin standardních biochemických markerů v krvi. Na potvrzení této teze Gallagher et al. prokázali nižší aktivitu CK (přibližně o 200 U/kg) 48 h po sérii odporových cvičení u skupiny, která dostávala HMB; tento efekt však vymizel po delší době suplementace. Knitter et al. zase pozorovali nižší koncentrace CK a LDH u skupiny běžců suplementovaných HMB bezprostředně po absolvování závodu na 20 km a také během tří po sobě následujících dnů po této námaze. Citované studie zřejmě potvrzují hypotézu, že suplementace HMB vede ke stimulaci integrity sarkolemy a inhibici proteolytické aktivity ubikvitin-proteazomového systému. To může naznačovat, že suplementace HMB při sportu je vhodná, protože snižuje míru poškození svalů způsobenou intenzivní zátěží.
Je důležité poznamenat, že vliv příjmu HMB na systémový metabolismus hormonů analyzoval omezený počet studií. V porovnání s koncentracemi hormonů v klidovém stavu zaznamenanými před testy a po 12 týdnech podávání HMB v kombinaci se silovým tréninkem Kraemer et al. prokázali významné zvýšení koncentrace testosteronu před cvičením a snížení hladiny kortizolu, které nebylo pozorováno u kontrolní skupiny. U suplementované skupiny se koncentrace testosteronu v krvi výrazně zvýšila 15 min po ukončení cvičení, ale po 30 min byla hladina tohoto hormonu podobná jako u kontrolní skupiny. V koncentraci kortizolu v krvi nebyly pozorovány žádné významné rozdíly, ačkoli u suplementované skupiny byla 30 minut po cvičení zjištěna snížená hladina kortizolu. Je však třeba poznamenat, že suplement podávaný ve výše uvedené studii obsahoval více než HMB (jedna porce obsahovala: HMB, arginin, glutamin, taurin a dextrózu), což mohlo ovlivnit koncentraci hormonů. Naproti tomu Wilson a jeho kolegové pozorovali pokles hladiny kortizolu (-0,5 %HMB vs. +23,0 %PLA) u jedinců se suplementací HMB-FA, kteří trénovali odpor, během cyklu přetrénování . V nedávné práci Townsenda a kol. se navíc hladina testosteronu bezprostředně po cvičení oproti výchozí hodnotě významně zvýšila, ale také se po 30 min vrátila na předchozí úroveň u odporově trénovaných mužů suplementovaných HMB. Tím lze vysvětlit, že v naší studii nebyly pozorovány žádné významné výsledky. Rádi bychom zde zdůraznili, že výsledky četných studií jsou v souladu s výsledky naší studie a nepotvrzují vliv HMB na aktivitu CK a LDH ani na koncentraci testosteronu a/nebo kortizolu v krvi ve srovnání s placebem. Výše uvedené nejasnosti týkající se suplementace HMB však mohou pramenit z rozdílů v typu tréninku a jeho vlivu na homeostázu sportovce, která může být určujícím faktorem pro účinnost takového léku nebo doplňku. V případě veslařů suplementovaných HMB po dobu 12 týdnů, kteří absolvovali především vytrvalostní trénink, bylo pozorováno zvýšení V˙O2max a snížení FM, ale žádné změny ve FFM a anaerobní kapacitě . Naproti tomu v případě zmíněných volejbalistů, kteří absolvovali rychlostní, silový a odporový trénink, bylo pozorováno zvýšení výkonu, síly a FFM a snížení FM, přičemž nedošlo ke změnám V˙O2max . Je třeba zdůraznit, že specifický charakter bojových sportů ukládá nejen anaerobní a smíšená cvičení, ale také některá vytrvalostní cvičení, což může vysvětlovat změny v anaerobní i aerobní adaptaci pozorované u účastníků této studie.
Ze současné studie a dostupných publikací zřejmě jasně vyplývá, že přínos suplementace HMB lze pozorovat nejen v případě konstantního objemu tréninku, ale zejména při zvýšeném svalovém poškození . Jak tedy uvádí Nosaka a kol , tréninkový postup by měl být různorodý a progresivní. Proto u vysoce trénovaných osob musí být cvičební podnět silnější než u netrénovaných, aby způsobil významné narušení a stimuloval mimo jiné syntézu svalových bílkovin nebo potlačil katabolické stavy. Jak se postuluje v literatuře, vhodná zátěž organismu tréninkem nebo cvičením může být podmínkou nezbytnou k tomu, aby se HMB podílel na anabolické signalizaci při aktivaci například MAPK/ERK, PI3K/Akt a mTOR kinázové dráhy , exprese inzulinu podobného růstového faktoru 1 (IGF-1) a růstového hormonu (GH), jakož i antikatabolického působení, jako je downregulace autofagicko-lysozomální dráhy a snížení aktivity ubikvitin-proteazomového systému . Naopak, jak bylo pozorováno v naší studii, změny tukové hmoty se zdají být vysvětleny zvýšením oxidace mastných kyselin, jakož i lipolýzy a citlivosti na inzulín (např. v důsledku stimulace aktivace AMPK kinázy, Sirt1 a závislých metabolických drah) . Snížení FM pozorované v řadě studií může být také důsledkem stimulace lipolýzy růstovým hormonem, i když na rozdíl od Towsenda et al. nepozorovali Portal et al. žádné změny koncentrace GH po suplementaci HMB. To však může vyplývat z rozdílné doby příjmu HMB v těchto studiích a také z rozdílů v typu cvičení, které účastníci studie prováděli.
Vzhledem k výsledkům naší studie, která prokázala, že suplementace HMB zlepšuje aerobní kapacitu, a k výše uvedeným publikacím mohou pozorované změny vycházet z některých potenciálních mechanismů působení HMB, spojených například s regulací exprese svalových proteinů, udržováním integrity buněčné stěny nebo stimulací aktivity AMPK kinázy a Sirt 1, což podporuje stimulaci mitochondriální biogeneze, vyšší spotřebu kyslíku a zvýšení účinnosti metabolismu sacharidů, glykogenu a tuků. Kromě toho může být HMB přeměněn na beta-hydroxymethylbutyrát-CoA a následně na HMG-CoA, který je prekurzorem při syntéze cholesterolu, nebo může být alternativně metabolizován na acetyl-CoA, acetoacetyl-CoA a ketolátky (acetoacetát, 3-hydroxybutyrát a aceton) . V této dráze tedy HMB může být nejen prekurzorem stabilizace sarkolemy prostřednictvím syntézy cholesterolu de novo, ale také prostřednictvím acetyl-CoA nebo ketolátek může sloužit jako neocenitelný energetický substrát . Ketolátky slouží jako palivo pro pracující sval během vytrvalostního cvičení a mají příznivý vliv na sportovní výkon . Vzhledem k našim dosavadním poznatkům se zdá, že tuto hypotézu potvrzují pouze Pinheiro a kol. kteří zkoumali potkany suplementované HMB, u nichž byla zjištěna vyšší hladina glykogenu a ATP nejen v rychle škubajících se svalech, ale také v pomalu škubajících se svalech. Pokud je tedy těchto zdrojů energie více, mohla by se zvýšit práce a výkonnost organismu, a to jak v případě rychlostního a silového tréninku, tak vytrvalostního tréninku. Lze tedy usuzovat, že suplementace HMB za specifických podmínek zřejmě také zvyšuje zvýšení adaptace fyzické kapacity, a to nejen prostřednictvím zmíněné stimulace syntézy bílkovin a potlačení proteolýzy, ale také zvýšením využitelnosti a dostupnosti energetických substrátů. K ověření a případnému potvrzení této hypotézy je třeba provést některé další výzkumy.
Na tomto místě je třeba zmínit, že při hodnocení hladin biochemických markerů po suplementaci HMB je obtížné prezentované studie spolehlivě porovnávat. Konečné výsledky mohly být ovlivněny nejen zmíněnými rozdílnými tréninkovými podněty, ale také podávanou dávkou nebo načasováním a délkou suplementace . Výše uvedená pozorování týkající se vztahu mezi délkou suplementace a koncentrací biochemických markerů (např. CK, testosteronu nebo kortizolu v krvi) nejsou jednoznačná, přičemž výsledky některých výzkumů jsou v rozporu s postuláty naší hypotézy . Rozpory ve výsledcích týkajících se suplementace HMB nemusely vyplývat z délky suplementace, ale vlastně ze zmíněného typu cvičebního stimulu (buď vhodného, nebo nedostatečně silného). Proto by suplementace HMB měla být v budoucnu ověřována na základě různých kontrolovaných tréninkových programů prováděných v přirozených i laboratorních podmínkách, které by zohledňovaly změny a progresi zátěže a náležitou svalovou „dezorientaci“.
Při posuzování suplementace HMB u sportovců by měl být zohledněn také typ suplementovaného HMB. Většina dostupných studií ověřovala suplementaci Ca-HMB . Poměrně málo studií používalo volnou kyselou formu HMB (HMB-FA), u které se prokázal pozitivní vliv na svalovou hmotu, svalovou hypertrofii, sílu, výkon, V˙O2peak a VT a také na hladinu analyzovaných biochemických markerů v krvi (např. plazmatický růstový hormon, IGF-1 (AUC), testosteron, kortizol, CK, TNF-α a TNFR1) . Důvodem tohoto pozitivního vlivu může být to, že po příjmu HMB-FA se kinetika vstřebávání spíše zlepšuje než po suplementaci Ca-HMB . V poslední práci Fullera a kol. bylo navíc prokázáno, že HMB-FA ve formě kapslí se ve srovnání s Ca-HMB vyznačuje vyšší absorpční účinností. To naznačuje, že budoucí studie by měly zvážit suplementaci tohoto typu HMB.
Rozdíly ve výsledcích mohou být způsobeny také tím, že postup dávkování není jednoznačně stanoven. V dostupné literatuře je všeobecně přijímáno, že nejdoporučovanější dávka je asi tři gramy HMB denně . Čím vyšší je dávka, tím vyšší je hladina vyloučeného HMB (při 1 g, resp. 3 g HMB činí 14 %, resp. 29 % množství podané dávky) . Nicméně Nissen et al. pozorovali, že po třítýdenní suplementaci 1,5 g a 3 g HMB se beztuková tělesná hmotnost a svalová síla zvýšily úměrně podanému množství HMB. Gallagher et al. rovněž poskytovali účastníkům studie různé dávky HMB . Po suplementaci 38 mg/kgbm/den (~3 g/den) a 72 mg/kgbm/den (~6 g/den) HMB a placeba však autoři došli k neprůkazným výsledkům. Na základě výše uvedených prací by se dalo usuzovat, že ~3 g HMB je vhodné množství, i když, jak bylo řečeno, může to pramenit z toho, že účastníci studie nebyli trénovaní a věnovali se pouze odporovému cvičení. Navíc by tréninkový stimul mohl být pro takové sportovce mnohem intenzivnější a stimulovat do značné míry nárůst beztukové hmoty při optimální dávce 3 g HMB denně. Je však možné, že v případě trénovaných sportovců, má-li být HMB účinný, by bylo zapotřebí nejen určité posílení tréninkového stimulu, ale také zvýšení podávané dávky, které by bylo adekvátní jejich relativně vyšší svalové hmotě nebo rychlejšímu svalovému metabolismu.
Zdá se tedy, že v budoucnu bude nutné provést nějaké studie o tom, jaké je nejvýhodnější dávkování pro trénované sportovce. Takový výzkum by navíc měl vést nejen ke stanovení doporučené denní dávky (jak tomu bylo doposud), ale také k vypracování optimální metody výpočtu dávky HMB odpovídající individuální úrovni beztukové hmoty u daného sportovce. Rádi bychom zdůraznili, že v budoucnu by bylo také významné stanovit optimální denní dobu nebo dobu před tréninkem, kdy se má HMB podávat. Ve většině dosavadních výzkumů byl HMB doplňován třikrát denně během jídla, ale načasování nebylo vzhledem k tréninku . Studie, v nichž byly 3 g HMB konzumovány výhradně ráno, poskytly neprůkazné výsledky . Na druhou stranu Robinson et al , kteří podávali HMB před cvičením a znovu o 1 hodinu později a pak 3 hodiny po cvičení v tréninkové dny, pozorovali významné změny V˙O2peak a VT. V naší studii byl HMB podáván po probuzení, bezprostředně po tréninku a před spaním. Tento typ postupu může vysvětlovat pozorované zvýšení anaerobní a aerobní adaptace na cvičení při současné absenci přímých změn v koncentraci hormonů nebo aktivitě enzymů analyzovaných po tréninku.
Lze předpokládat, že příjem HMB před cvičením mění koncentraci těchto biochemických markerů v krvi. Tuto hypotézu zřejmě potvrzují Towsend et al. , kde byl HMB-FA ve formě gelu konzumován 30 min před cvičením, 2 h po cvičení a 6 h po cvičení. Došli k závěru, že po odporovém cvičení se exprese TNF-α a TNFR1 snížila. Na druhou stranu příjem 1 g HMB-FA 30 min před akutním protokolem těžkého odporového cvičení vedl k významnému zvýšení plazmatického GH (bezprostředně po cvičení), AUC-IGF-1 a AUC-GH ve skupině s HMB ve srovnání se skupinou s placebem . V této souvislosti stojí za zmínku také výzkum Wilsona et al. Tito autoři podávali 3 g Ca-HMB hodinu před 55 maximální excentrickou extenzí nebo flexí kolene. Přestože nebyly zjištěny žádné jednoznačné účinky suplementace HMB vyplývající z této akutní dávky nebo načasování, autoři pozorovali určitý příznivý, i když statisticky nevýznamný útlum: (po 48 hodinách: HMB3gPRE: +324 % vs. HMB3gPOST: +669 % vs. CON: +535 %) a LDH (po 72 hodinách: HMB3gPRE: +56 % vs. HMB3gPOST: +238 % vs. CON: +229 %), jakož i zjevné snížení bolestivosti kvadricepsů a hamstringů.
Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem se zdá být reálné, že v budoucích studiích by měl být přísun HMB koordinován s fyzickou aktivitou nebo tréninkovým postupem. Účinnou strategií by tedy mohl být příjem HMB před a po tréninku, ráno a před spaním.