L-карнитин и тренировки

L-карнитин при физических нагрузках – эргогенный эффект

Динамика внутримышечного L-карнитина в процессе физических нагрузок

Рис.1. Соотношение вне- (плазма крови) и внутриклеточных (скелетные мышцы) компонентов пула карнитина в покое (REST) и при физических нагрузках (EXERCISE). Преобладание L-карнитина (4000 мкмол) над ацил-карнитином (400 мкмол) в мышечных клетках в покое, и обратная ситуация при нагрузке: преобладание ацил-карнитина (3900 мкмол) над L-карнитином (500 мкмол). Из презентации E.P.Brass.

В ходе тренировок происходит снижение концентрации L-карнитина в клетках скелетных мышц, пропорциональное интенсивности и длительности физических нагрузок. Во время отдыха около 80% общего пула L-карнитина представлено самим L-карнитином, 15% - короткоцепочечными ацил-карнитинами, и 5% - длинноцепочечными ацил-карнитинами. В ходе низкоинтенсивных тренировок (например, ниже лактатного порога) не наблюдается изменений качественного и количественного состава пула карнитина. В противоположность этому, уже при 10-минутной высокоинтенсивной физической нагрузке происходит перераспределение пула карнитина в пользу короткоцепочечного ацил-карнитина: L-карнитин начинает занимать от 20 до 50%, а короткоцепочечные ацил-карнитины – 45-75% от общего пула карнитина. Изменение соотношения компонентов пула карнитина в мышечных клетках при физических нагрузках по сравнению с состоянием покоя показано на рис.1 в обобщенном виде. Это перераспределение исчезает медленно после прекращения высокоинтенсивной физической нагрузки. Так, после 30-минутной высокоинтенсивной тренировки не происходит полного восстановления структуры пула карнитина до состояния в период отдыха даже в течение 60 минут. Интересно, что на фоне таких драматических изменений пула карнитина в мышцах, повышение L-карнитина в плазме крови намного меньше, чем можно было бы ожидать. Суммарные результаты большинства исследований показывают, что появление значимых изменений в метаболизме карнитина зависит от интенсивности нагрузок, а эргогенное действие пищевых добавок L-карнитина проявляется преимущественно при высокой физической нагрузке (по продолжительности и величине). При этом даже небольшое повышение уровня внутримышечного карнитина требует длительного приема пищевых его добавок. Данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте приведены в таблице 1.

Дополнительно, L-карнитин может проявлять свое эргогенное действие увеличением выносливости. Для проявления такого действия с точки зрения теории необходимо соблюдение следующих условий: концентрации карнитина в мышцах должны быть снижены до такого уровня, которые позволяют карнитин-ацилтрансферазе действовать с большей скоростью и поддерживать повышение скорости окисления жиров в процессе физической нагрузки; пероральный прием карнитина в различных формах должен вызывать повышение концентрации карнитина в мышцах; данное повышение концентрации карнитина в мышцах должно приводить к возрастанию окисления внутриклеточных жирных кислот и триацилглицеролов в условиях нагрузки и снижению распада гликогена мышц. Все эти взаимосвязанные процессы теоретически должны приводить к замедлению развития усталости. Определенные подтверждения данному положению имеются в клинических исследованиях в спортивной нутрициологии (таблица 1).

Таблица 1. Суммарные данные по исследованию пищевых добавок L-карнитина в спорте

Автор	Количество участников дозирование	Основные результаты
Улучшение функции мышц, физической готовности и/или восстановления после приема пищевых добавок L-карнитина (эргогенное действие)
Dragan и соавт., 1987	n=17. 1 г до тренировки	Достоверные изменения FFA, триацилглицеролов, LA после нагрузки, повышение физической готовности спортсменов
Siliprandi и соавт., 1990	n=10. 2 г до ВТ	Стимуляция активности PDH, снижение в плазме лактата и пирувата.
Vecchiet и соавт., 1990	n=10. 2 г до ВТ	Возрастание VO2макс.
Huertas и соавт., 1992	n=14. 2 г/день 4 недели	Повышение активности в мышцах ферментов, связанных с дыханием
Arenas и соавт., 1994	n=16. 2 г/день 4 недели	Повышение активности PDH-комплекса ферментов и VO2макс у бегунов на длинные дистанции.
Marconi и соавт., 1985	n=6. 4 г/день 2 недели	Возрастание VO2макс.
Angelini и соавт., 1993	n=47. 6 г + инфузия глюкозы	Снижение индуцированного возрастания глюкозы плазмы.
Gorostiaga и соавт., 1989	n=10. 2 г/день 28 дней	Увеличение потребления жиров, ниже RQ, без изменения лактата, глюкозы
Wyss и соавт., 1990	n=7. 3 г/день 7 дней	Ниже RQ.
Muller и соавт., 2002	n=10. 3 г/день 10 дней	Увеличение окисления длинноцепочечных ЖК, ниже RQ.
Dragan и соавт., 1989	n=110. 1 г/день 3 недели (молодые атлеты)	Улучшение физической формы, снижение накопления LA.
Dragan и соавт., 1988	n=7. 1 г/день 6 недель + 2 г/день в течение 10 дней до соревнования	Снижение физического стресса и повышение готовности.
Arenas и соавт., 1991	n=24. 1 г/день 6 недель	Позитивное влияние на восстановление, предотвращение снижения содержания карнитина в организме.
Giamberardino и соавт., 1996	n=6. 3 г/день 3 недели	Уменьшение повреждения мышц.
Kraemer и соавт., 2008	n=10. 2 г/день 3 недели	Уменьшение повреждения мышц.
Нет улучшения функции мышц и физической готовности после приема пищевых добавок L-карнитина (нет эргогенного действия)
Greig и соавт., 1987	2 г/день 14 или 28 дней	Нет изменений VO2макс
Colombani и соавт., 1996	n=7. 2 г до старта и после 20 км марафона	Нет эффекта
Nuesch и соавт., 1999	n=9. 1 г до и после велоэргометрии	Нет эффекта в условиях максимальных нагрузок.
Villani и соавт., 2000	n=8. 4 г/день 14 дней	Нет изменений в содержании карнитина и накоплении лактата в мышцах.
Decombaz и соавт., 1993	n=9. 3 г/день 7 дней	Нет изменений в ЧСС, чувстве усталости и параметрах крови.
Soop и соавт., 1988	n=7. 5 г/день 5 дней	Нет изменений в потреблении нутриентов мышцами.
Oyono-Enguelle и соавт., 1988	n=10. 2 г/день 4 недели	Нет влияния на VO2макс.
Trappe и соавт., 1994	n=20. 2 г/день 7 дней.	Нет влияния на показатели при высокоинтенсивных анаэробных нагрузках.
Eizadi M и соавт., 2009	n=34. 3 г за 90 мин до нагрузки однократно	Карнитин не влияет на выносливость (велоэргометрия), изменения ЧСС и транспорт FFA в мышцах.
Hozoori и соавт., 2016	n=28. 2 г/день 3 недели	Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи.
Комбинированное применение L-карнитина с другими фармаконутриентами
Kruszewski, 2011	Бодибилдинг n=63, изометрический тренинг n=69, пауэрлифтинг n=50. Карнитин+креатин+НМВ	Эргогенное действие обусловлено НМВ, меньше – креатин. Карнитин не играет какой-либо роли в силовых дисциплинах.
Hozoori и соавт., 2016	n=28. 2 г/день 3 недели карнитин+глутамин	Снижение субъективного чувства усталости, но нет изменений состава тела (веса, ТМТ, % жира, % мышечной массы) и потребления пищи. Нет синергизма карнитина и глутамина.
Evans и соавт., 2017	n=42 (пожилые). Карнитин 1,5 г; лейцин 2 г; креатин 3 г. 8 недель.	Улучшение состава тела, силы и мощности мышц. Увеличение синтеза mTOR-протеина. Комбинация рекомендована пожилым.

Примечания: FFA – свободные жирные кислоты; LA – молочная кислота; ВТ – высокоинтенсивная тренировка; PDH – пируват-дегидрогеназа; VO_2макс – максимальный объем потребления кислорода; ЖК – жирные кислоты; ЧСС – частота сердечных сокращений. RQ – дыхательный коэффициент - отношение объема углекислого газа, поступающего из крови в альвеолы легких, к объему кислорода, поглощаемого альвеолами (обычно=0,8). L-карнитин может снижать RQ у спортсменов, что отражает более эффективное сжигание жиров и меньшую утилизацию глюкозы.

Увеличение выносливости в командных видах спорта под влиянием L-карнитина подтверждено в рандомизированном двойном-слепом исследовании G.E.Orer и N.A.Guzel. У 26 молодых футболистов (возраст 17-19 лет, кандидаты в профессиональную футбольную команду высшей лиги Турции) изучалось наличие и дозозависимость эффекта пищевых добавок L-карнитина при однократном приеме в дозах 3 (LK-3) и 4 (LK-4) г/день в отношении накопления лактата. Режим регулярных физических нагрузок включал 5 тренировочных дней в неделю (4 тренировки и один матч). Тестирование показателей физической формы проводилось на беговой дорожке при начальной скорости бега 8 км/час с постепенным нарастанием до 10 км/час и дальнейшим увеличением на 1 км/час до полного отказа. Образцы крови для определения лактата брались до, во время бега и после его окончания. Анализ данных показал, что L-карнитин повышает лактатный порог (необходима большая скорость бега для увеличения содержания лактата в плазме крови) и уменьшает количество лактата в крови по сравнению с плацебо в конце нагрузочного периода. Этот эффект не носит дозозависимого характера (действие доз 3 и 4 грамма примерно одинаково). В то же время необходимо подчеркнуть, что меньшие дозы L-карнитина при однократном приеме (1-2 г) перед марафонским бегом 20 км и беговым тестом на дорожке в лабораторных условиях не изменяли содержание лактата в крови. Таким образом, положительный эргогенный эффект L-карнитина при однократном приеме в отношении выносливости проявляется только при превышении дозы свыше 3 грамм, и сопровождается повышением лактатного порога и уменьшением динамики накопления лактата в плазме крови, без влияния на физиологические параметры.

При хроническом приеме L-карнитина в дозе 4 г/день спортсменами-мужчинами (n=14) не обнаружено изменений лактата крови во время тренировок по сравнению с контролем, а также изменений уровня мышечного карнитина. Сходные отрицательные результаты хронического приема L-карнитина в дозе 3 г/день в отношении лактата, сердечного ритма, потребления кислорода и паттерна жирных кислот крови получены и в другой работе. Это означает, что имеет место адаптация метаболизма L-карнитина к постоянному экзогенному поступлению этого соединения.

Сравнительная эффективность эргогенного действия L-карнитина у тренированных и нетренированных лиц

Выраженность эргогенного действия L-карнитина при введении в организм может определяться не только интенсивностью и продолжительностью тренировок, но и исходным уровнем тренированности человека (общей физической активностью, паттерном тренировочного процесса). В работе J.Leelarungrayub и соавторов проведена оценка эффективности одиночной дозы карнитина на метаболические процессы, показатели беговой активности (тестовая физическая нагрузка) и профиль липидов плазмы крови у двух категорий лиц: 1) с низкой физической активностью (НФА); 2) спортсменов.

Таблица 2. Метаболические изменения и показатели во время бега до и после приема L-карнитина у лиц с разной спортивной подготовкой

Показатели	Лица с низкой физической активностью - НФА (п=15)			Спортсмены (п=15)
	Контроль	Плацебо	L-карнитин	Контроль	Плацебо	L-карнитин
VО2 (80% MHR)	28,6±1,2	29,4±1,5	32,8±1,9**	29,7±1,6	27,1±1,4	36,0±1,9*
VT	3,2±0,5	3,1±0,5	3,4±0,7	3,4±0,5	3,5±1,3	5,3±0,6*
RT	9,4±1,4	9,3±1,7	9,4±1,7	8,9±1,1	9,4±1,1	11,1±1,2*
F (80% МНЮ	4,2±1,6	4,1±1,4	3,8±1,0	4,5±1,8	4,1±1,0	3,4±1,0**

Примечания: VO₂ (80% MHR) – потребление кислорода при 80% MHR (мл/кг/мин); VT – вентиляционный порог (мин); RT – время бега (мин); F (80% MHR) - усталость при нагрузке в 80% MHR (максимальная частота сердечных сокращений). ^* - достоверные изменения по сравнению с другими группами; ^** - достоверные изменения по сравнению с контролем и плацебо в группе.

В исследовании приняло участие 30 человек, из которых половина представляла игроков в футбол, баскетбол и специалистов по стендовой стрельбе. Их показатели сравнивались с малотренирующимися мужчинами (менее 3 раз в неделю и низкая интенсивность тренировок). L-карнитин принимался внутрь в капсулах по 500 мг в суммарной однократной дозе 2 г/день за час до тестирования на беговой дорожке. В таблице 4 представлены данные, отражающие изменения утилизации энергии. У лиц с НФА на фоне L-карнитина отмечено достоверное повышение уровня VO2 при 80% MHR по сравнению с плацебо (+11,6%). Сходные, но более выраженные изменения отмечены у атлетов на фоне приема карнитина (+32,8%). У спортсменов отмечено также достоверное повышение вентиляционного порога (+51,4%), времени бега до усталости по беговой дорожке (+18%) и снижение субъективного чувства усталости после нагрузки по визуальной аналоговой шкале (-17%), чего не наблюдалось в группе лиц с НФА. В группе НФА также не отмечено изменений профиля липидов плазмы крови (холестерола, триглицеридов, HDL и VLDL). У спортсменов отмечено снижение уровня триглицеридов (-11,8%), без изменения других показателей липидного обмена. Полученные данные показывают, что L-карнитин увеличивает потребление кислорода в ответ на физическую нагрузку, причем в большей степени у хорошо тренированных лиц. Авторы считают это проявлением базового механизма действия L-карнитина – бета-оксидацию жиров в митохондриях скелетных мышц. Таким образом, дополнительный прием карнитина увеличивает продукцию энергии, защищает ткани от оксидативного стресса и воспаления в процессе тренировок. Важным результатом данного исследования является увеличение времени бега до усталости, повышение вентиляционного порога и снижение субъективного чувства усталости у спортсменов, что в совокупности говорит об увеличении выносливости. Этот феномен отсутствует у лиц, не привыкших к постоянным повышенным физическим нагрузкам. Следовательно, у спортсменов (тренированных лиц) прием даже одиночной дозы L-карнитина 2 г/день за 60 минут до нагрузки может повышать выносливость. С другой стороны, у нетренированных лиц L-карнитин при однократном приеме перед нагрузкой неэффективен.

Возможно, с возрастом адаптационная способность карнитинового метаболического цикла снижается, и введение экзогенного карнитина становится эффективным даже при низкой физической нагрузке или без нее, а также проявляется синергизм карнитина с другими нутриентами-нутраболиками (лейцин, креатин). Так, в работе M.Evans и соавторов показано, что 8-недельный курсовой прием карнитина поддерживает мышечную массу и силу (препятствует ее снижению) у пожилых лиц, а его комбинация с креатином и лейцином – увеличивает эти показатели по сравнению с исходными величинами. Возможно, что в данной ситуации, как и в спорте высших достижений при критических и продолжительных нагрузках, имеет место выраженный дефицит карнитина. Такой резкий дефицит может быть обязательным условием для проявления эргогенного эффекта L-карнитина.

Читайте также

• L-карнитин: вред и побочные эффекты
• L-карнитин для похудения
• L-карнитин отзывы
• L-карнитин: научный обзор
• Карнитин (медицинское применение)
• Применение L-карнитина в спорте
• Эффекты L-карнитина

Karlic H., A.Lohninger. Supplementation of L-Carnitine in Athletes: Does It Make Sense? Nutrition, 2004, 20:709 –715.

Romijn J.A., Coyle E.F., Sidossis L.S. et al. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. Am.J.Physiol., 1993, 265:E380.

Brass E.P. Supplemental carnitine and exercise. Am.J.Clin.Nutr., 2000, 72(2 Suppl):618S-623S.

Hiatt W.R., Regensteiner J.G., Wolfel E.E. et al. Carnitine and acylcarnitine metabolism during exercise in humans. Dependence on skeletal muscle metabolic state. J.Clin.Invest., 1989, 84:1167.

Dragan A.M., Vasiliu D., Eremia N.M., Georgescu E. Studies concerning some acute biological changes after endovenous administration of 1 g L-carnitine, in elite athletes. Physiologie, 1987, 24:231.

Siliprandi N., Di Lisa F., Menabo R. Clinical use of carnitine. Past, present and future. Adv.Exp. Med.Biol., 1990, 272:175.

Vecchiet L., Di Lisa F., Pieralisi G. et al. Influence of L-carnitine administration on maximal physical exercise. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 61(5-6):486–490.

Huertas R., Campos Y., Díaz E. et al. Respiratory chain enzymes in muscle of endurance athletes: effectof L-carnitine. Biochem.Biophys.Res.Commun., 1992, 188,102–107.

Arenas J., Huertas R., Campos Y. et al. Effects of L-carnitine on the pyruvate dehydrogenase complex and carnitine palmitoyl transferase activities in muscle of endurance athletes. FEBS Lett., 1994, 341:91.

Marconi C., Sassi G., Carpinelli A., Cerretelli P. Effects of L-carnitine loading on the aerobic and anaerobic performance of endurance athletes. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1985, 54:131.

Angelini A., Imparato L., Landi C. et al. Variation in levels of glycaemia and insulin after infusion of glucose solutions with or without added L-carnitine. Drugs Exp.Clin.Res., 1993, 19:219.

Gorostiaga E.M., Maurer C.A., Eclache J.P. Decrease in respiratory quotient during exercise following L-carnitine supplementation. Int.J.Sports Med., 1989, 10:169.

Wyss V., Ganzit G.P., Rienzi A. Effects of L-carnitine administration on VO2max and the aerobic-anaerobic threshold in normoxia and acute hypoxia. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1990, 60:1.

Muller D.M., Seim H., Kiess W. et al. Effects of oral L-carnitine supplementation on in vivo long-chain fatty acid oxidation in healthy adults. Metabolism, 2002, 51:1389.

Dragan I.G., Vasiliu A., Georgescu E., Eremia N. Studies concerning chronic and acute effects of L-carnitine in elite athletes. Physiologie, 1989, 26:111.

Dragan G.I., Wagner W., Ploesteanu E. Studies concerning the ergogenic value of protein supply and L-carnitine in elite junior cyclists. Physiologie, 1988, 25:129.

Arenas J., Ricoy J.R., Encinas A.R. et al. Carnitine in muscle, serum, and urine of nonprofessional athletes: effects of physical exercise, training, and L-carnitine administration. Muscle Nerve, 1991,14:598.

Giamberardino M.A., Dragani L., Valente R. et al. Effects of prolonged L-carnitine administration on delayed muscle pain and CK release after eccentric effort. Int.J.Sports Med., 1996, 17:320.

Kraemer W.J., Volek J.S., Dunn-Lewis C. L-carnitine supplementation: influence upon physiological function. Curr.Sports Med.Rep., 2008, 7(4):218-223.

велоэргометриGreig C., Finch K.M., Jones D.A. et al. The effect of oral supplementation with L-carnitine on maximum and submaximum exercise capacity. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1987, 56(4):457–460.

Colombani P., Wenk C., Kunz I. et al. Effects of L-carnitine supplementation on physical performance and energy metabolism of endurance-trained athletes: a double-blind crossover field study. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1996, 73:434.

Nuesch R., Rossetto M., Martina B. Plasma and urine carnitine concentrations in well-trained athletes at rest and after exercise. Influence of L-carnitine intake. Drugs Exp.Clin.Res., 1999, 25:167.

Villani R.G., Gannon J., Self M., Rich P.A. L-Carnitine supplementation combined with aerobic training does not promote weight loss in moderately obese women. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab., 2000, 10(2):199-207.

Decombaz J., Deriaz O., Acheson K. et al. Effect of L-carnitine on submaximal exercise metabolism after depletion of muscle glycogen. Med.Sci.Sports Exerc., 1993, 25:733.

Soop M., Bjorkman O., Cederblad G. et al. Influence of carnitine supplementation on muscle substrate and carnitine metabolism during exercise. J.Appl.Physiol., 1988, 64:2394.

Oyono-Enguelle S., Freund H., Ott C. et al. Prolonged submaximal exercise and L-carnitine in humans. Eur.J.Appl.Physiol.Occup.Physiol., 1988, 58:53.

Trappe S.W., Costill D.L., Goodpaster B. et al. The effects of L-carnitine supplementation on performance during interval swimming. Int.J.Sports Med., 1994, 15:181.

Eizadi M., Pourvaghar A.A., Nazem F. The Determination of Acute Oral L-Carnitine Ingestion on Physiological and Biochemical Parameters Related with Lipids in Endurance Exercise. J.Babol.Univ.Med.Sci., 2009-2010, 11(5): 1-6.

Hozoori M., Mohtadinia J., Arefhosseini S. Survey of Synergistic Effect of L-carnitine with Glutamine on Body Composition and Dietary Intake in Soccer Players. J.Nutrition Food Security, 2016, 1(1):29-39.

Kruszewski M. Changes in maximal strength and body composition after different methods of developing muscle strength and supplementation with creatine, L-carnitine and HMB. Biol.Sport, 2011, 28(2):145-150.

Evans А.M., Guthrie N., Pezzullo J. Efficacy of a novel formulation of L-Carnitine, creatine, and leucine on lean body mass and functional muscle strength in healthy older adults: a randomized, double-blind placebo-controlled study. Nutrition and Metabolism, 2017, 14:7-22.

Orer G.E., Guzel N.A. The effects of acute L-carnitine supplementation on endurance performance of athletes. J.Strength Cond.Res., 2014, 28(2):514–519.

Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D. Effect of L-carnitine supplementation on muscle and blood carnitine content and lactate accumulation during high-intensity sprint cycling. Int.J.Sport Nutr., 1994, 4:280–288.

Leelarungrayub J., Pinkaew D., Klaphajone J. et al. Effects of L-Carnitine Supplementation on Metabolic Utilization of Oxygen and Lipid Profile among Trained and Untrained Humans. Asian J Sports Med., Dec.2016, doi: 10.5812/asjsm.38707.

Johri A.M., Heyland D.K., Hetu M.F. et al. Carnitine therapy for the treatment of metabolic syndrome and cardiovascular disease: evidence and controversies. Nutr.Metab.Cardiovasc. Dis., 2014, 24(8):808–814.