Karnozin i Skeletni mišići

Od dvadesete do sedamdesete godine mišićna masa čovjeka smanjuje se za 20%, a smanjuje se i snaga i izdržljivost, tako da je ukupno smanjenje efikasnosti mišića blizu 40%. U ovom periodu, koncentracija karnozina i njegov antioksidativni učinak smanjuje se na polovicu prvobitnih vrijednosti. Ovo smanjenje koncentracije karnozina u mišićima najvjerojatnije utječe na smanjenje mišićne mase, snage i izdržljivosti.

Aktivna, jaka, tzv. brza mišićna vlakna sadrže veliku količinu karnozina, dok slaba i atrofična sadrže znatno manje karnozina. Ruski znanstvenik Severin je dokazao još 1950-ih godina da je dodavanje karnozina u tekućinu u kojoj su čuvani inkubirani, izolirani, izmoreni mišići izazvalo oporavak cjelokupne mišićne energije.

Karnozin se razgrađuje u tijelu pod djelovanjem enzima karnozinaze, koji se nalazi u većini tkiva osim u skeletnim mišićima. Time se djelomično može objasniti zašto su koncentracije karnozina najveće u ovim tkivima. Karnozin se u skeletnim mišićima ljudi nalazi u koncentracijama između 5-10 mM težine ili 15-40 mmol/kg suhe težine.

Australski tim liječnika McFarland-a je nedavno dokazao kako opskrba karnozinom povećava snagu i izdržljivost umornih mišića. Zanimljivo je da je suplementacija karnozinom direktno povezana sa krajnjim učinkom na mišiće: što je veća opskrba karnozinom, veći je njegov sadržaj u mišićima, čime se snaga i izdržljivost znatno povećavaju. Uloga karnozina je znanstveno ispitana i u različitim neuromišićnim poremećajima. Rezultati ovih istraživanja preporučuju suplementaciju karnozinom kod ovakvih poremećaja. Očigledno je da se ne očekuje izlječenje ovih teških bolesti, ali oksidativni stres izazvan njima može biti smanjen, kontraktilnost mišića može biti uvećana i snaga i izdržljivost mogu biti poboljšane. Mišići pacijenata koji boluju od Dišenove mišićne distrofije sadrže samo pola razine karnozina u usporedbi sa mišićima zdravih osoba, tako da je suplementacija karnozinom preporučljiva.

Normalna funkcija skeletnih mišića zahtjeva važnost dobre ravnoteže između oksidativnih i antioksidativnih procesa. Intenzivno vježbanje dovodi do stvaranja reaktivnih vrsta kisika (ROS) koji, ako su na niskim razinama, obavljaju važnu ulogu u normalnoj proizvodnji snage kao i uzimanju glukoze tijekom kontrakcije. Vježbanje je povezano sa poboljšanim antioksidativnim odgovorom kroz vrijeme. Međutim, tijekom produženog i ekstremnog oksidativnog stresa koji se nalazi kod različitih bolesti, slaba antioksidativna reakcija i povećana karbonilacija proteina su povezane sa gubitkom mišića. Pored toga, akutni događaji kao što je ishemija tkiva sa naknadnom reperfuzijom su povezani sa povećanom produkcijom ROS-a, karbonilacijom proteina i oštećenjem stanica. Karnozin Extra se bori protiv ROS i štiti skeletne mišiće od oksidativnog stresa.

Vježbanje je jedan od najviše proučavanih regulatora oksidativnog stresa u skeletnim mišićima. Učinak vježbanja na karbonilaciju proteina u mišićima ovisi o trajanju, intenzitetu i vrsti vježbanja. Nakon jedne epizode ​​intenzivnog treninga, karbonilacija Ca2 + -ATPaze sarkoplazmičnog retikuluma povećava se za 80%. Međutim, učinak akutne vježbe je prolazan, a u roku od 1h nivoi karbonilacije su blizu normalnog. Učinci vježbanja na povećanje karbonilacije mjereni su pretežno na anaerobnim „bijelim“ ili brzo trzajnim mišićima, ali ne i na crvenim mišićima koji imaju više oksidativnih mišićnih vlakana i veći sadržaj mitohondrija. Karnozin je bio u stanju djelomično preokrenuti razinu karbonilacije, kako u mirnom stanju, tako i poslije treninga.

Utjecaj dipeptida na kontraktilnu aktivnost mišića ispitani su na izoliranim neuro-mišićnim preparatima m. sartorius iz žabe Rana temporaria. Neuro-muskularni preparati su potopljeni u  Ringerovu otopinu, a njihove ritmičke kontrakcije su zabilježene u odsutnosti ili prisutnosti testnih agenasa. Karnozin je dodan u sustav kod izraženog umora, a vrijednosti pH kontrolne i eksperimentalne otopine su prilagođene da budu jednakim jedna drugoj kako bi se uklonio učinak pufera. U daljim eksperimentima jednake količine Tris-HCl ili drugih sredstava za puferiranje su dodane u Ringerovu otopinu kontrolnog i eksperimentalnog preparata kako bi održali pH otopine na jednakoj razini. Karnozin i drugi spojevi su dodani koncentraciji koja je jednaka njihovoj normalnoj koncentraciji u mišićima (10-15 mM). Karnozin je izazvao brzo i efikasno povećanje sile kontrakcije preparata iscrpljenih mišića. Preparati tretirani karnozinom pokazali su sposobnost dugotrajnog rada mišića, čak i veće snage od radnog kapaciteta mišića nakon dugotrajnog odmora.