Цитруллин сохраняет мышцы на сушке

Теоретическое введение

Ингибирующий эффект клеточной энергетики может происходить за счет снижения оборота АТФ и, часто, но не всегда одновременно, за счет снижения отношения АТФ/АДФ. В условиях ограничения АТФ, различные процессы будут конкурировать за АТФ и будут выстраиваться в некой иерархии за получение этой энергии. Например, пути, требующие высоких соотношений АТФ/АДФ, как правило, сначала ингибируются, тем самым делая больше молекул АТФ доступными для путей, которые могут работать при низком соотношении АТФ/АДФ. Таким образом, ограничение образования молекул АТФ не будет подавлять все пути в одинаковой степени, а скорее в иерархическом порядке. В частности, синтез белка и синтез РНК/ДНК быстро падают, поскольку запас энергии становится ограниченным, в то время как перекачка Na+/K+ и Ca2+ переносчиками через плазматические мембраны в большей степени сохраняется. [1]

Было разработано исследование [1], чтобы определить роль энергетического метаболизма в благотворном влиянии цитруллина на синтез белка в различных стрессовых условиях. Сообщается [1], что синтез белка уменьшается при снижении соотношения АТФ/АДФ, но цитруллин может обратить это ингибирование, перераспределяя большее количество энергии АТФ, генерируемого окислением в митохондриях (Мх), в путь синтеза белка, не влияя на общее соотношение АТФ/АДФ.

Исследование

В исследовании использовали миотубы, полученные из первичной культуры миобластов мышей (in vitro) с целью изучения влияние цитруллина (CIT) как на энергетический метаболизм, так и на синтез белка в различных ограничивающих условиях.

Влияние цитруллина (5 мМ) на синтез клеточного белка в мышечных трубках оценивали путем сравнения с лейцином (LEU) (5 мМ) в качестве положительного контроля и с аргинином (ARG) (5 мМ) в качестве отрицательного контроля с добавлением аминокислот на 90 минут в конце 16 часов культивирования. Известно, что в мышцах LEU стимулирует синтез белка, тогда как ARG - нет.

В исходных условиях без стресса, т.е. при достатке аминокислот в клетке, добавление лейцина стимулировало синтез белка на +9% по сравнению с Ctrl, тогда как ARG и цитруллин - нет (рис. 1, левая панель).

(Комм. справедливости ради, цитруллин (CIT)также стимулировал синтез белка, но не так значительно, как LEU - 108 ед. против 112 у Лейцина, Контроль был 102 ед.)

Затем исследователи применили дефицит аминокислот в цитоплазме (AA/serum -) в течение 16 часов, что снизило синтез белка -29% в контрольном тесте Ctrl по сравнению с исходным. В этих стрессовых условиях добавление как LEU, так и цитруллина повышало синтез клеточного белка по сравнению с Ctrl на +18% для добавки LEU и на +22% для добавки цитруллина, тогда как ARG оставался неэффективным (рис. 1, средняя панель). При этих условиях дефицита (AA/serum) соотношение АТФ/АДФ снизилось на 13% (рис. 1, правая панель) по сравнению с начальными условиями и на это снижение добавление LEU, CIT или ARG не повлияло, т.е. добавки влияли (или не влияли) на синтез белка через процессы не связанные с энергетикой клетки.

Результаты

Результаты показывают, что добавление цитруллина выделяло повышенную долю генерируемого в митохондриях АТФ в аппарат синтеза белка в условиях белкового дефицита на +28%, а в условиях дефицита калорий (второй опыт, здесь не приводится, см.само исследование) на +21%. Т.о. цитруллин стимулировал синтез мышечного белка при состояниях дефицита нутриентов на + 22% и + 11% соответственно.

Дискуссия

Добавка Аргинина (ARG) также может активировать синтез белка посредством воздействия на сигнальный белок mTORC1. Имея ввиду, что цитруллин может конвертироваться в ARG, можно предположить, что именно через этот механизм и происходит активация синтеза белка в клетке. Однако эту гипотезу можно исключить по двум причинам: во-первых, исследования не продемонстрировали какого-либо влияния ARG на синтез мышечного белка в дефицитных условиях, а во-вторых, цитруллин напрямую стимулировал синтез мышечного белка в миотубах in vitro, т.е. в условиях «пробирки», где отсутствуют ферменты конвертации цитруллина в аргинин (аргининосукцинат синтаза и аргининосукцинатлиаза).

Таким образом можно делать вывод, что добавка цитруллина увеличивает синтез мышечного белка в дефицитных условиях (нехватка аминокислот и/или калорий) путем перераспределения энергии АТФ на процесс синтеза белка.

Практические рекомендации

Дефицитные условия калорий и/или белков/аминокислот в практических условиях будут возникать при программах сброса веса, «СУШКИ». При этих программах часто стоит проблема потери мышечной массы, которая решается способами повышения потребления белка, аминокислот ВСАА, приемом гормональных препаратов и др. В этом контексте добавку цитруллина можно рассматривать как еще один метод решения проблемы потери мышечной массы.

Цитруллин при этом имеет еще несколько эффектов, которые могут быть актуальными для приема в период программ «СУШКИ».

ð Цитруллин может увеличивать плотность митохондрий в мышцах и экспрессию TFAM (митохондриальный фактор транскрипции). [1]

ð Цитруллин увеличивает расход энергии при ожирении [1]

ð Цитруллин улучшает метаболизм липидов. [1]

ð Цитруллин в варианте малатной соли – цитруллин малат, улучшает регенерацию фосфокреатина после физических упражнений. [1]

Источник

1. «Citrulline stimulates muscle protein synthesis, by reallocating ATP consumption to muscle protein synthesis». Arthur Goron,Frédéric Lamarche,Sandrine Blanchet,Pascale Delangle,Uwe Schlattner,Eric Fontaine,Christophe Moinard. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, August 2019, Pages 919-928