Ορισμός

Τα αμινοξέα διακλαδισμένης αλύσου (BCAA: branched chain amino acids) είναι μια ιδιαίτερη ομάδα 3 αμινοξέων από τα 20 που προσλαμβάνει ο άνθρωπος μέσω της διατροφής του και τα οποία είναι απαραίτητα για την σύνθεση των πρωτεϊνών του σώματος. Η ονομασία τους (διακλαδισμένης αλύσου) οφείλεται στην ιδιαίτερη χημική δομή τους η οποία παρουσιάζει μια «διακλάδωση» της αλυσίδας άνθρακα και υδρογόνων που περιλαμβάνει το μόριό τους.

Ειδικότερα, τα αμινοξέα αυτά ανήκουν στην ομάδα των 9 γνωστών ως «απαραίτητων αμινοξέων», τα οποία ο ανθρώπινος οργανισμός δεν μπορεί να συνθέσει εκ νέου από άλλες ενώσεις, όπως γίνεται με τα υπόλοιπα 11, αλλά πρέπει να τα προσλάβει αποκλειστικά μέσω της διατροφής. Στοιχεία από πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει ότι ένα μικρό ποσοστό BCAA μπορεί να συντεθεί από την εντερική μικροχλωρίδα, χωρίς ωστόσο η συμβολή της σύνθεσης αυτής να είναι σημαντική για την κάλυψη των αναγκών του οργανισμού.

Τα 3 BCAA είναι η λευκίνη, η βαλίνη και η ισολευκίνη. Στο σύνολό τους τα αμινοξέα αυτά αποτελούν το 35-40% του συνόλου των απαραίτητων αμινοξέων στο σώμα.

Μεταβολισμός

Τα 3 BCAA προσλαμβάνονται από τις τροφές και μεταβολίζονται κατά τον ίδιο τρόπο από τον οργανισμό, γι’ αυτό και οι μελέτες αναφέρονται συνήθως στο σύνολό τους, παρά το γεγονός ότι κάθε ένα διαφοροποιείται ως έναν βαθμό, ως προς τον μεταβολικό του ρόλο στον οργανισμό. Η ιδιαιτερότητα των BCAA είναι ότι σε αντίθεση με τα υπόλοιπα αμινοξέα, αφού απελευθερωθούν στην κυκλοφορία, δεν μεταφέρονται στο ήπαρ για περαιτέρω επεξεργασία, αλλά σε άλλους ιστούς όπως στον εγκέφαλο και κυρίως τους μύες.

Λειτουργίες

Βαλίνη:  προάγει τη σύνθεση και επανόρθωση του μυϊκού ιστού και άλλων ιστών, ενώ συμμετέχει στις διαδικασίες  παραγωγής ενέργειας.

Λευκίνη:  προάγει τη σύνθεση και επανόρθωση του μυϊκού ιστού, συμμετέχει στον μεταβολισμό της γλυκόζης και των λιπιδίων και την ομοιόσταση της ενέργειας. Μελέτες έχουν δείξει ότι ο ρόλος της στην πρωτεϊνοσύνθεση είναι ισχυρότερος συγκριτικά με των άλλων δυο BCAA.

Ισολευκίνη: συμβάλει στη σύνθεση και επανόρθωση του μυϊκού ιστού, στην απομάκρυνση των τοξικών αζωτούχων υποπροϊόντων, διεγείρει την ανοσολειτουργία και προάγει την έκκριση ποικίλων ορμονών.

Τα χαμηλά επίπεδα BCAA στον οργανισμό σηματοδοτούν την αδυναμία σύνθεσης μυϊκού ιστού, ενώ τα υπερβολικά αυξημένα επίπεδα λόγω διαταραχής του μεταβολισμού τους, έχουν συσχετιστεί με αυξημένο κίνδυνο  για αντίσταση στην ινσουλίνη και υπερλιπιδαιμία.

Πηγές στα τρόφιμα

Τα BCAA βρίσκονται σε αφθονία σε τρόφιμα πλούσια σε πρωτεΐνη όπως είναι το κρέας, τα πουλερικά και τα ψάρια, τα γαλακτοκομικά προϊόντα, τα όσπρια, τα προϊόντα σόγιας και οι ξηροί καρποί.

Ειδικότερα, πηγές λευκίνης, η οποία χαρακτηρίζεται από εντονότερη αναβολική δράση είναι τα γαλακτοκομικά προϊόντα αλλά και η σκόνη ορού γάλακτος, το κοτόπουλο, ο τόνος, τα φασόλια, οι φακές, το τόφου, ο κολοκυθόσπορος κ.α.

Η καθημερινή επαρκής πρόσληψη πρωτεΐνης ανάλογα με το φύλο, την ηλικία, το βάρος και το επίπεδο σωματικής δραστηριότητας, εξασφαλίζει και την επάρκεια του οργανισμού σε BCAA.

Ερευνητικά Δεδομένα για τη χρήση συμπληρωμάτων BCAA

Το πρόσφατο ερευνητικό ενδιαφέρον για τα BCAA έχει προκύψει κυρίως λόγω της συμμετοχής τους στην σύνθεση της μυϊκής μάζας. Αυτή τους η ιδιότητα τα καθιστά ιδιαίτερα σημαντικά κυρίως στον τομέα της αθλητικής διατροφής που ενδιαφέρεται για την ενίσχυση της μυϊκής μάζας, της αντοχής και της απόδοσης στους αθλητές. Αυτό το γεγονός κατ’ επέκταση οδηγεί σε αυξημένο ενδιαφέρον της τεράστιας αγοράς των αθλητικών συμπληρωμάτων, η οποία ήδη παρέχει πληθώρα συμπληρωμάτων BCAA.

Στο κλινικό πεδίο, τα BCAA έχουν μελετηθεί για το πιθανό τους όφελος στις παθήσεις του ήπατος, κυρίως λόγω του γεγονότος ότι δεν μεταβολίζονται στο ήπαρ, οπότε και η πρόσληψή τους μπορεί να παρέχει επαρκές υπόστρωμα χωρίς να επιβαρύνει την εδραιωμένη ηπατοπάθεια.

Επιπλέον, τα τελευταία χρόνια διεξάγονται αρκετές μελέτες (περισσότερες σε πειραματόζωα και λιγότερες σε ανθρώπους) για τον ρόλο και πιθανόν την βοηθητική συμπληρωματική χορήγηση των BCAA στην ποιότητα της εντερικής χλωρίδας και στην ψυχική υγεία.

Αύξηση της Μυϊκής Μάζας

Η έντονη και παρατεταμένη σωματική δραστηριότητα αυξάνει την οξείδωση των αμινοξέων στα πλαίσια των αναγκών παραγωγής ενέργειας,  με αποτέλεσμα την ελάττωση της συγκέντρωσής τους  στην κυκλοφορία και την μειωμένη ικανότητα πρωτεϊνοσύνθεσης μετά το πέρας της άσκησης. Τα BCAA (όπως και τα υπόλοιπα αμινοξέα) και ιδιαίτερα η λευκίνη,  εκτός από την παροχή υποστρώματος για την πρωτεϊνοσύνθεση, παίζουν ρόλο και στην ρύθμιση των μεταβολικών μονοπατιών που καθορίζουν την διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης.

Πρόσφατες ανασκοπήσεις δείχνουν ότι η χορήγηση συμπληρωμάτων BCAA δεν μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της μυϊκής μάζας όταν δεν υπάρχει παράλληλα επαρκής διατροφική πρόσληψη και των λοιπών απαραίτητων και μη απαραίτητων αμινοξέων.

Επίσης η συμπληρωματική χορήγηση τόσο των BCAA όσο και της συνολικής πρωτεΐνης πέραν των αναγκών (ανάλογα με την ποσότητα της μυϊκής μάζας ενός ατόμου, το φύλο, την ηλικία και τον τύπο άσκησης που ακολουθεί), δεν οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση της μυϊκής μάζας, ενώ έχει ως αποτέλεσμα την ανεπιθύμητη αύξηση των επιπέδων τους στην κυκλοφορία.

Συμπερασματικά, η πλειοψηφία των μελετών δεν υποστηρίζει την αναγκαιότητά τους για την αύξηση της μυϊκής μάζας, εάν και εφόσον ο αθλητής ακολουθεί ένα ισορροπημένο διαιτολόγιο το οποίο εξασφαλίζει επαρκή πρόσληψη ενέργειας και πρωτεΐνης υψηλής βιολογικής αξίας (η οποία να περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα).

Η συνιστώμενη πρόσληψη πρωτεϊνών για έναν αθλητή, ανέρχεται στα >1.6 γρ/κιλό σωματικού βάρους/ημέρα, μοιρασμένη κατάλληλα σε όλα τα γεύματα και σνακ.

Ωστόσο, σε περιπτώσεις όπου οι πρωτεϊνικές ανάγκες δεν είναι δυνατόν να καλυφθούν, μπορεί να γίνει σύσταση για συμπληρωματική χορήγηση. Για την ενεργοποίηση του μυϊκού αναβολισμού αμέσως μετά την άσκηση, η βέλτιστη και ασφαλής πρόσληψη υπολογίζεται στα 20-40 γρ ολικής πρωτεΐνης (2,5 γρ λευκίνης).

Εκτός από την περίπτωση των αθλητών, σημαντική είναι και η διατήρηση ή αύξηση της μυϊκής μάζας στους ηλικιωμένους και γενικά σαρκοπενικούς ασθενείς. Τα μέχρι σήμερα ερευνητικά δεδομένα είναι ενθαρρυντικά, με την συμπληρωματική χορήγηση ειδικότερα λευκίνης, σε περιπτώσεις αδυναμίας επαρκούς πρόσληψης πρωτεΐνης, να συμβάλλει στην διατήρηση της μυϊκής μάζας και δύναμης των ατόμων αυτών.

Σε αναμονή νεότερων και πιο καλά σχεδιασμένων μελετών, η σύσταση για την αύξηση της μυϊκής μάζας παραμένει ο σχεδιασμός ενός κατάλληλου, εξατομικευμένου διαιτολογίου, παράλληλα με το κατάλληλο πρόγραμμα μυϊκής ενδυνάμωσης.

Αθλητική Αντοχή-Απόδοση

Η μυϊκή κόπωση ή ο μυϊκός πόνος που εκδηλώνονται μετά από έντονη άσκηση αποτελεί σύμπτωμα καταστροφής των μυϊκών ινών ως αποτέλεσμα του φορτίου που δέχονται κατά την διάρκεια της άσκησης. Τα BCAA αποτελούν βασική πηγή ενέργειας για τις μυϊκές ίνες, συνεπώς μετά από παρατεταμένη άσκηση και όταν έχουν εξαντληθεί τα αποθέματα υδατανθράκων της κυκλοφορίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική πηγή ενέργειας. Τα συμπεράσματα των μέχρι σήμερα μελετών έχουν δείξει ότι η συμπληρωματική χορήγηση BCAA σε δόσεις έως 255mg/κιλό σωματικού βάρους/ημέρα (5,4 έως 8,3 g/ημέρα) είτε αμέσως μετά είτε συστηματικά πριν ή μετά την άσκηση, βελτιώνουν την αντοχή των ασκούμενων οι οποίοι αισθάνονται σε μικρότερο βαθμό και μετά από μεγαλύτερο χρονικό διάστημα τη μυϊκή κόπωση.

Συνήθως, τα συμπληρώματα BCAA αποτελούνται από λευκίνη/ισολευκίνη/βαλίνη σε αναλογίες 2:1:1. Ωστόσο, υπάρχουν μελέτες που αφορούν την επίδραση της λευκίνης όσον αφορά τις φλεγμονώδεις διεργασίες στον μυϊκό ιστό. Με δεδομένο τον μεταβολικό ανταγωνισμό που υφίσταται μεταξύ των 3 αυτών αμινοξέων για την κυτταρική τους μεταφορά και επεξεργασία, προτείνεται από ορισμένους ερευνητές ότι η θετική επίδραση των BCAA μπορεί να ασκηθεί αποκλειστικά και μόνο από την συμπληρωματική χορήγηση της λευκίνης.

Επίδραση μέσω του εγκεφάλου

Η συμπληρωματική χορήγηση BCAA φαίνεται να αμβλύνει το αίσθημα της γενικής κόπωσης στον εγκέφαλο. Αυτό συμβαίνει λόγω του ανταγωνισμού τους για την είσοδό τους στον εγκέφαλο μέσω του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, με την τρυπτοφάνη, ένα άλλο αμινοξύ το οποίο λειτουργεί ως πρόδρομη ένωση για τον σχηματισμό της σεροτονίνης, μιας ορμόνης η οποία συμβάλλει στο αίσθημα της κόπωσης.

Επιπλέον, μία πρόσφατη μελέτη έδειξε πιθανή συσχέτιση των μειωμένων επιπέδων BCAA και ιδιαίτερα της λευκίνης με αυξημένα ποσοστά κατάθλιψης και στρες, γεγονός που υποδηλώνει μια πιθανή χρήση των συμπληρωμάτων σε άτομα που αδυνατούν να καλύψουν τις διατροφικές τους ανάγκες.

Ηπατική Νόσος

Η χρόνια ηπατική νόσος συχνά εξελίσσεται σε κίρρωση με σημαντικές επιπλοκές, δυσθρεψία, απώλεια βάρους (σαρκοπενία), χαμηλή ποιότητα ζωής και αυξημένη θνησιμότητα. Μια από τις σημαντικές επιπλοκές της ηπατικής κίρρωσης είναι επίσης η ηπατική εγκεφαλοπάθεια (ένα σύνολο νευροψυχικών διαταραχών) η οποία οφείλεται στην αυξημένη παραγωγή και μειωμένη κάθαρση νευροτοξικών ενώσεων λόγω δυσλειτουργίας του ήπατος.

Τα BCAA δεν μεταβολίζονται στο ήπαρ και έτσι έχουν χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική πηγή αμινοξέων με στόχο τη διατήρηση της σύνθεσης της μυϊκής μάζας και την αποφυγή συγκέντρωσης μεταβολιτών στον εγκέφαλο, γεγονός που οδηγεί στην ηπατική εγκεφαλοπάθεια. Αν και τα αποτελέσματα των μελετών είναι αμφιλεγόμενα, η συμπληρωματική χορήγηση BCAA από το στόμα σε ορισμένες ομάδες ασθενών φαίνεται να ωφελεί στην μείωση των επιπλοκών, στην αύξηση της μυϊκής μάζας και δύναμης και στην βελτίωση της ποιότητας ζωής των ασθενών, τόσο στην ηπατική κίρρωση όσο και στην ηπατική εγκεφαλοπάθεια. Ταυτόχρονα τα τελευταία χρόνια αναδύονται ενθαρρυντικά αποτελέσματα και στην περίπτωση του ηπατοκυτταρικού καρκίνου.

Δεδομένου ότι η συμπληρωματική χορήγηση των BCAA δεν έχει καταγράψει σημαντικές παρενέργειες στην πορεία της νόσου, πολλές ιατρικές εταιρίες (European Association for the Study of Liver/ European Society of Parenteral and Enteral Nutrition / American Association for the Study o fLiverDisease / European Society for the Study of Liver Disease) συστήνουν την δοκιμαστική χορήγηση τους στους ασθενείς αυτούς, σε δόσεις >10 γρ/ημέρα (0,25 γρ/κιλό/ημέρα) ή όπως ορίσει ο θεράπων ιατρός.

Υγεία του Ανοσοποιητικού Συστήματος

Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον για τον ρόλο των BCAA στους αμυντικούς μηχανισμούς του ανθρώπινου οργανισμού, κυρίως μέσω της λειτουργίας τους ως υπόστρωμα για τον σχηματισμό ανοσοφαιρινών και τη λειτουργία βασικών κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος. Παράλληλα, η παρουσία συγκεκριμένων ωφέλιμων εντερικών βακτηριδίων φαίνεται να σχετίζεται με την διαθεσιμότητα των BCAA μέσω της διατροφής.

Τα αποτελέσματα των υπό εξέλιξη μελετών θα δώσουν τη δυνατότητα ρύθμισης της ποιότητας της εντερικής χλωρίδας μέσω της ρύθμισης των επιπέδων πρόσληψης των BCAA, γεγονός που κατ’ επέκταση αντανακλά στην συνολική ενίσχυση της άμυνας του οργανισμού.

Δοσολογία

Η δοσολογία πρόσληψης BCAA είτε πρόκειται για την περίπτωση αθλητών/ασκούμενων, είτε ασθενών με ηπατοπάθεια, θα πρέπει να καθορίζεται από τον θεράποντα ιατρό και διαιτολόγο, οι οποίοι θα συνεκτιμούν τις ιδιαίτερες ανάγκες του ατόμου σε συνδυασμό με την επάρκεια της διατροφικής του πρόσληψης, δεδομένου ότι τα ιδιαίτερα αυξημένα επίπεδα στην κυκλοφορία επηρεάζουν αρνητικά τον μεταβολισμό της γλυκόζης και των λιπιδίων.

Αλληλεπιδράσεις με φάρμακα και ουσίες

Τα συμπληρώματα BCAA δεν θα πρέπει να χορηγούνται παράλληλα με φάρμακα όπως

• Λεβοντόπα
• Αντιδιαβητικά
• Διαζοξίδη
• Κορτικοστεροειδή
• Θυρεοειδικές ορμόνες

Αντενδείξεις

Τα συμπληρώματα BCAA δεν θα πρέπει να χορηγούνται σε

• Έγκυες και θηλάζουσες γυναίκες
• Βρέφη και παιδιά (εκτός από την περίπτωση της ηπατικής νόσου εάν κρίνεται απαραίτητο από τον θεράποντα ιατρό)
• Ασθενείς με νόσο του κινητικού νευρώνα (ALS, νόσο Lou Gehrig)
• Ασθενείς με κετοξυουρία διακλαδισμένης αλυσίδας
• Άτομα με χρόνιο αλκοολισμό
• Ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη
• Σε άτομα που πρόκειται να υποβληθούν σε χειρουργική επέμβαση (συστήνεται διακοπή τους 2 εβδομάδες προ της επέμβασης).