Karnozyna i mięśnie szkieletowe

W okresie życia od lat dwudziestych do siedemdziesiątych masa mięśniowa mężczyzny zmniejsza się o 20% a także zmniejsza siłę i wytrzymałość, dzięki czemu ogólna redukcja sprawności mięśni jest bliska 40%. W tym okresie stężenie karnozyny i jej działanie antyoksydacyjne zmniejsza się do połowy pierwotnej wartości. To zmniejszenie stężenia karnozyny w mięśniach najprawdopodobniej wpływa na zmniejszenie masy mięśniowej, siły i wytrzymałości.

Aktywne i silne, tak zwane szybkie włókna mięśniowe zawierają dużą ilość karnozyny, podczas gdy słabe i zanikowe zawierają jej znacznie mniej. Rosyjski naukowiec Severin udowodnił w latach 50., że dodanie karnozyny do płynu, w którym są inkubowane, izolowane, przepracowane mięśnie spowodowały całkowite odzyskanie energii mięśniowej.

Karnozyna jest rozkładana w organizmie przez karnozynazę, którą można znaleźć w większości tkanek z wyjątkiem mięśni szkieletowych co częściowo tłumaczy, dlaczego stężenie karnozyny jest najwyższe w tej tkance. Karnozyna w ludzkim mięśniu szkieletowym ogólnie waha się między 5-10 mM mokrej masy lub 15-40 mmol / kg suchej masy

Australijski zespół doktora McFarland niedawno wykazał , że podaż karnozyny zwiększa siłę i wytrzymałość zmęczonych mięśni. Interesujące jest to, że suplementacja karnozyny jest bezpośrednio związana z ostatecznym efektem na mięśnie: im większa jest podaż karnozyny, tym większa jest jej zawartość w mięśniu dzięki czemu wzrasta zarówno siła jak i wytrzymałość. Rola karnozyny została przetestowana naukowo w różnych zaburzeniach nerwowo-mięśniowych. Wyniki tych badań zalecają suplementację karnozyny w tych zaburzeniach. Oczywistym jest, że nie oczekuje się wyleczenia się tych poważnych chorób ale może zostać zmniejszony spowodowany przez nie stres oksydacyjny, można zwiększyć kurczliwość mięśni oraz poprawić ich siłę i wytrzymałość. Mięśnie pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne’a zawierają tylko połowę poziomu karnozyny w porównaniu z mięśniami zdrowych osób, dlatego zaleca się u nich suplementację karnozyny.

Normalna funkcja mięśnia szkieletowego ilustruje znaczenie dobrej równowagi między procesami utleniania i przeciwutleniającymi. Intensywne ćwiczenia sprzyjają powstawaniu ROS, które przy niskich poziomach odgrywają ważną rolę w wytwarzaniu normalnej siły, jak również w wychwycie glukozy podczas skurczu. Trening fizyczny jest związany z lepszą odpowiedzią antyoksydacyjną z upływem czasu. Jednak podczas długotrwałego i skrajnego stresu oksydacyjnego występującego w stanach chorobowych, słaba odpowiedź przeciwutleniająca i zwiększona karbonylacja białek są związane z wyniszczeniem mięśni. Ponadto bardziej ostre stany takie jak niedokrwienie tkanki z następczą reperfuzją są związane ze zwiększoną produkcją ROS, karbonylacją białka i uszkodzeniem komórek. Karnozin Extra walczy z ROS i chroni mięśnie szkieletowe przed stresem oksydacyjnym.

Ćwiczenia są jednym z najlepiej przebadanych modulatorów stanu stresu oksydacyjnego w mięśniach szkieletowych. Wpływ ćwiczeń na karbonylację białek w mięśniach zależy od czasu ich trwania, intensywności i rodzaju. Po pojedynczym epizodzie intensywnego ćwiczenia, karbonylacja Ca2 + -ATPazy w retikulum sarkoplazmatycznym zwiększa się o 80%. Efekt ostrego wysiłku jest przejściowy a w ciągu 1 godziny poziomy karbonylacji są bliskie normy. Wpływ ćwiczeń na zwiększenie karbonylacji mierzono głównie w beztlenowych „białych” lub szybkokurczliwych mięśniach ale nie w czerwonych mięśniach, które mają więcej tlenowych włókien mięśniowych i wyższą zawartość mitochondrialną. Karnozyna jest w stanie częściowo odwrócić poziom karbonylacji zarówno w trakcie jak i po wysiłku.

Wpływ dipeptydów na aktywność skurczową/kurczliwość mięśni badano w izolowanych preparatach nerwowo-mięśniowych z mięśnia krwieckiego żaby z gatunku żaby trawnej. Preparaty nerwowo- mięśniowe były zanurzane w roztworze Ringera a ich rytmiczne skurcze rejestrowano w nieobecności lub obecności czynników testowych. Karnozyne dodano do systemu w etapie wzmożonego zmęczenia a wartości pH i kontroli doświadczalnej roztworu doprowadzono do bycia sobie równymi aby wyeliminować efekt buforu. W dalszych doświadczeniach równe ilości Tris-HCI lub innego środka buforującego dodawano do roztworu Ringera w celu kontroli jak i doświadczalnej nerwowo-mięśniowej działalności preparatu oraz utrzymania pH roztworów na tym samym poziomie. Karnozynę i inne związki dodano w stężeniu równym ich normalnemu stężeniu w mięśniach (10-15 mM). Karnozyna powoduje szybki i skuteczny wzrost siły skurczowej wyczerpanych preparatów. Preparaty leczone karnozyną wykazały zdolność do długotrwałej pracy mięśniowej, która była nawet większa niż zdolność robocza mięśnia po długim okresie odpoczynku.