Karnozin i Skeletni mišići

Od dvadesete do sedamdesete godine mišićna masa čoveka 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 efekat smanjuje se na polovinu prvobitnih vrednosti. Ovo smanjenje koncentracije karnozina u mišićima najverovatnije utiče na smanjenje mišićne mase, snage i izdržljivosti.

Aktivna, jaka, takozvana brza mišićna vlakna sadrže veliku količinu karnozina, dok slaba i atrofična sadrže znatno manje karnozina. Ruski naučnik Severin je dokazao još 1950-ih godina da je dodavanje karnozina u tečnost u kojoj su čuvani inkubirani, izolovani, izmoreni mišići izazvalo oporavak celokupne mišićne energije.

Karnozin se razgrađuje u telu pod dejstvom enzima karnozinaze, koji se nalazi u većini tkiva osim u skeletnim mišićima. Time se delimično 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 suve težine.

Australijski tim doktora Mekfarlenda (McFarland) je nedavno dokazao da snabdevanje karnozinom povećava snagu i izdržljivost umornih mišića. Zanimljivo je da je suplementacija karnozinom direktno povezana sa krajnjim efektom na mišiće: što je veće snabdevanje karnozinom, veći je njegov sadržaj u mišićima, čime se i snaga i izdržljivost znatno povećavaju. Uloga karnozina je naučno ispitana i u različitim neuromišićnim poremećajima. Rezultati ovih istraživanja preporučuju suplementaciju karnozinom kod ovakvih poremećaja. Očigledno je da se ne očekuje izlečenje 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 nivoa karnozina u poređenju sa mišićima zdravih osoba, tako da je suplementacija karnozinom preporučljiva.

Normalna funkcija skeletnih mišića zahteva važnost dobre ravnoteže između oksidativnih i antioksidativnih procesa. Intenzivno vežbanje dovodi do stvaranja reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) koji, ako su na niskim nivoima, obavljaju važnu ulogu u normalnoj proizvodnji snage kao i uzimanju glukoze tokom kontrakcije. Vežbanje je povezano sa poboljšanim antioksidativnim odgovorom tokom vremena. Međutim, tokom 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 ćelija. Karnozin Extra se bori protiv ROS i štiti skeletne mišiće od oksidativnog stresa.

Vežbanje je jedan od najviše proučavanih regulatora oksidativnog stresa u skeletnim mišićima. Efekat vežbanja na karbonilaciju proteina u mišićima zavisi od trajanja, intenziteta i vrste vežbanja. Nakon jedne epizode ​​intenzivnog treninga, karbonilacija Ca2 + -ATPaze sarkoplazmičnog retikuluma povećava se za 80%. Međutim, efekat akutne vežbe je prolazan, a u roku od 1h nivoi karbonilacije su blizu normalnog. Efekti vežbanja na povećanje karbonilacije mereni su pretežno na anaerobnim „belim“ 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 da delimično preokrene nivo karbonilacije, kako u mirnom stanju, tako i posle treninga.

Uticaj dipeptida na kontraktilnu aktivnost mišića ispitani su na izolovanim neuro-mišićnim preparatima m. sartorius iz žabe Rana temporaria. Neuro-muskularni preparati su potopljeni u  Ringerov rastvor, a njihove ritmičke kontrakcije su zabeležene u odsustvu ili prisustvu testnih agenasa. Karnozin je dodat u sistem kod stadijumu izraženog zamora, a vrednosti pH kontrolnog i eksperimentalnog rastvora su prilagođene da budu jednake jedna drugoj kako bi se uklonio efekat pufera. U daljim eksperimentima jednake količine Tris-HCl ili drugih sredstava za puferovanje su dodate u Ringerov rastvor kontrolnog i eksperimentalnog preparata da bi održali pH rastvora na jednakom nivou. Karnozin i druga jedinjenja su dodata u 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.