Ocena skuteczności i bezpieczeństwa stosowania różnych form kreatyny

Arkadiusz Jędrysik, Sylwester Klecza

Co to takiego kreatyna?
Kreatyna, czyli kwas β-metyloguanidylooctowy, jest związkiem zbudowanym z trzech aminokwasów: glicyny, argininy i metioniny. Syntetyzowana jest w ilości 1g/d w wątrobie, nerkach, a w mniejszych ilościach także w trzustce. Przeciętny 70 kg mężczyzna magazynuje od 120 do 140 g kreatyny, a jej ilość zależy od czynników osobniczych takich jak wiek, choroby, czy rodzaj włókien mięśniowych [1, 2]. 95% substancji znajdującej się w organizmie magazynowane jest w mięśniach szkieletowych, pozostałe 5% obecne jest w wątrobie, mózgu, nerkach i jądrach. Około 1g/d kreatyny organizm przyjmuje z diety, gdzie źródłem jej są głównie mięso i ryby. Około 1-2% kreatyny obecnej w mięśniach ulega przemianie w kreatyninę, która następnie wydalana jest z moczem [2].

Jak kreatyna wpływa na mięśnie?
Większość kreatyny w ludzkim organizmie występuje w jednej z dwóch form: 60% w postaci fosfokreatyny, natomiast 40% jako wolna kreatyna. Fosfokreatyna powstaje z kreatyny i ATP w odwracalnej reakcji przy udziale kinazy keratynowej. W ten sposób kreatyna ulega retencji w mięśniu i jako fosfokreatyna stanowi magazyn energii, szczególnie użytecznej podczas wysiłku o wysokiej intensywności. Dlatego zwiększenie zapasów fosfokreatyny ma znaczenie w sportach sprinterskich czy podnoszeniu ciężarów. Zwiększenie ilości kreatyny umożliwia także szybszą regenerację fosfokreatyny [3]. Celowe stało się więc uzupełnianie kreatyny przez sportowców uprawiających sporty siłowe, gdyż jej suplementacja zwiększa siłę, poprawia wytrzymałość i wydolność a także wpływa na przyrost beztłuszczowej masy mięśni, co potwierdzono w badaniach [2].

Moda na odżywki
W dzisiejszych czasach bardzo modne stało się dbanie o sylwetkę, co wiąże się ze zwiększeniem ilości osób uczęszczających na siłownię. Jak wykazało badanie, wśród mężczyzn w wieku 17-36 lat z regionu Małopolski amatorsko uprawiających kulturystykę, aż 76,50% stosowało suplementację kreatyną [4]. Wartość rocznej sprzedaży suplementów przeznaczonych dla sportowców w USA, szacuje się na ok 2,7 mld $, z czego dużą część stanowią środki zawierające kreatynę. Gwałtownemu wzrostowi sprzedaży towarzyszyło wprowadzenie na rynek wielu form kreatyny o różnej jej zawartości.

O monohydracie słów kilka
Monohydrat kreatyny był pierwszą formą, wprowadzoną na rynek na początku lat dziewięćdziesiątych. Jest najlepiej przebadany, jak również najbardziej rozpowszechniony. Według badań aż 85,10% osób stosujących kreatynę przyjmuje właśnie monohydrat [4]. Wykazano, że suplementacja CM zwiększa mięśniowe stężenie kreatyny i fosfokreatyny o około 15-40%, prowadząc do większych przyrostów siły, mocy i masy mięśniowej (choć zdarzają się osoby, które nie reagują na tą formę). Okazało się również, że CM nie jest degradowany w przewodzie pokarmowym i niemal 99% podanej doustnie dawki jest transportowane do mięśni lub wydalane z moczem [5]. Nie opisywano także skutków ubocznych, poza przyrostem masy ciała. Monohydrat kreatyny znalazł także zastosowanie kliniczne w leczeniu schorzeń takich jak choroba Alzheimera czy Parkinsona [6]. Wraz ze wzrostem zainteresowania tym suplementem powstały jego nowe formy, które rzekomo miały charakteryzować się lepszymi właściwościami fizykochemicznymi czy biodostępnością.

Właściwości fizykochemiczne pochodnych kreatyny
Kreatyna jest słabą zasada o pKb=11.02, tworzy więc sole tylko z mocnymi kwasami. Może również pełnić rolę czynnika kompleksującego. Otrzymano i wprowadzono na rynek sole takie jak cytrtniam, maleinian, fumaran, winian, pirogronian, askorbinian i orotan. Oprócz tego dostępne są estry, czy nawet pochodne alkoholowe. Nie wykazano w jakim stopniu ulegają one przemianie do kreatyny w organizmie. Wiadomo jednak, że monohydrat zawiera 87,9% kreatyny, natomiast w innych pochodnych ilość ta jest mniejsza [5].

Rozpuszczalność
Jednym z ograniczeń kreatyny jest jej niska rozpuszczalność, która zwiększa się prawie liniowo ze wzrostem temperatury. Wynosi ona 6g/l w temp. 4 st C, 14g/l w temp. 20 st C, 34g/l w temp. 50 st C, do 45g/l w temp. 60 st C [5]. Zwiększa się także wraz z obniżeniem pH. Utworzenie soli zwiększa zatem rozpuszczalność - cytrynian wykazuje 1.55, a pirogronian 2.63 lepszą rozpuszczalność w porównaniu z monohydratem. Z kolei kreatynolo – O – fosforan wykazuje małą rozpuszczalność (5 g/l) [5].

Stabilność
CM w postaci stałej jest bardzo stabilny - w temperaturze pokojowej a nawet podwyższonej do 40C nie wykazuje oznak degradacji nawet po 3 latach. W roztworze wodnym natomiast kreatyna ulega wewnątrzcząsteczkowej cyklizacji, co prowadzi do degradacji. Jej szybkość wzrasta wraz z obniżeniem pH oraz zwiększeniem temperatury. Dlatego też niemożliwe jest produkowanie postaci płynnych i konieczne jest spożycie roztworu bezpośrednio po sporządzeniu. Roztwory kreatyny wykazują największą stabilność w pH 6,5 -7,5. Obniżenie pH nawet poniżej 2.5 hamuje cyklizację, dlatego w żołądku kreatyna nie ulega znacznemu rozkładowi. W przypadku soli natomiast obniżenie pH może prowadzić do większej degradacji w stosunku do monohydratu w tym samym środowisku. Okazało się także, że ester etylowy jest mniej stabilną formą od monohydratu w środowisku kwaśnym. Nie jest też rozkładany przez esterazy osoczowe, ulega natomiast w warunkach fizjologicznych rozkładowi do kreatyniny [5,7].

Biodostępność
W ostatnich latach pojawiło się kilka badań, w których porównywano biodostępność kilku z dostępnych form kreatyny. W jednym z nich porównano wpływ podania monohydratu, pirogronianu i cytrynianu na stężenie kreatyny w surowicy i farmakokinetykę.
Okazało się, że stężenie i AUC były wyższe dla pirogronianu w porównaniu do monohydratu [8]. Te niewielkie różnice nie powinny mieć jednak wpływu na absorpcję mięśniową kreatyny. Przeprowadzono również badanie, w którym oznaczano retencję kreatyny po podaniu monohydratu, monohydratu z dekstrozą oraz cytrynianu z dekstrozą. Wyniki wskazują, że dodatek niewielkiej ilości dekstrozy zwiększa retencję kreatyny, podczas gdy podanie cytrynianu nie wpływa na retencję bardziej, niż podanie samego monohydratu [9]. Jak wykazano ester etylowy powinien podlegać szybszej degradacji w środowisku kwaśnym, co z kolei może prowadzić do obniżenia biodostępności. Aby sprawdzić tą hipotezę porównano wpływ suplementacji estrem, CM i placebo na stężenie kreatyniny w surowicy oraz kreatyny w mięśniach po 6, 27 i 48 dniach treningu. Naukowcy odkryli, że steżenie kreatyniny w surowicy było znacząco podniesione w grupie badanych przyjmujących ester wskazując na mniej efektywną biodostępność. Dodatkowo w grupie pacjentów przyjumących CM zaobserwowano większą zawartość kreatyny w mięśniach [10]. Zaprzecza to doniesieniom o większej skuteczności CEE, jednocześnie stawiając pytanie o bezpieczeństwo jego stosowania z powodu zwiększonego stężenia kreatyniny w surowicy.

Właściwości erogeniczne
Liczne badania pokazują że suplementacja CM podczas treningu zwiększa wydolność i beztłuszczową masę mięśniową. W badaniach porównujących wpływ monohydratu i fosforanu kreatyny na wzrost siły okazało się, że nie ma istotniej różnicy pomiędzy obiema substancjami [1]. Nie wykazano także różnic po porównaniu monohydratu i chelatu magnezowego [11]. Stwierdzono, że kreatynolo – O – fosforan wpływa na wzrost siły [5], nie ma natomiast badań porównujących jego skuteczność w stosunku do CM. Buforowana forma kreatyny (kre-alkalyn), także nie wykazuje ani większej skuteczność, ani nie ma dowodów na jej większe bezpieczeństwo w stosunku do monohydratu [12].

Stan prawny
Jedyną formą o uregulowanym statusie prawnym na światowych rynkach (poza Japonią) jest monohydrat. CM został dopuszczony do użytku przez US FDA i Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Legalność i stan prawny pochodnych kreatyny pozostają niejasne [5].

Podsumowanie
Suplementacja monohydratem kreatyny zwiększa siłę, wytrzymałość oraz wpływa na wzrost beztłuszczowej masy mięśniowej. Jest to forma stabilna, która w znacznym stopniu ulega wchłonięciu z przewodu pokarmowego. Nie wykazuje też poważnych działań niepożądanych. Wprowadzane na rynek coraz to nowsze formy kreatyny z reguły nie charakteryzują się lepszymi właściwościami ani biodostępnością w stosunku do monohydratu. Nie jasny jest też ich status prawny. Sole kreatyny cechują sie natomiast większą rozpuszczalnością, co jest ich zaletą. Biorąc pod uwagę powyższe fakty, najlepszą i najbezpieczniejszą dostępną na rynku formą kreatyny wydaje się być monohydrat.

Bibliografia
1. Peeters B. M., Lantz Ch. D., Mayhew J. L.: Effect of Oral Creatine Monohydrate and
Creatine Phosphate Supplementation on Maximal Strength Indices, Body Composition, and Blood. Journal of Strength and Conditioning Research, 1999, 13(1), 3–9
2. Pressure Cooper et al.: Creatine supplementation with specific view to exercise/sports performance: an update. Journal of the International Society of Sports Nutrition 2012 9:33.
3. Persky A, Brazeau G: Clinical pharmacology of the dietary supplement creatine monohydrate. Pharmacol Rev 2001, 53:161–176.
4. Frączek B., Grzelak A.: Creatinine supplementation in a group of young men undertaking recreational strength training. Probl Hig Epidemiol 2012, 93(2): 425-431
5. Jager R, Purpura M, Shao A, Inoue T, Kreider RB: Analysis of the efficacy, safety, and regulatory status of novel forms of creatine. Amino Acids 2011, 40:1369–1383.
6. Buford TW, Kreider RB, Stout JR, Greenwood M, Campbell B, Spano M, Ziegenfuss T, Lopez H, Landis J, Antonio J (2007) International Society of Sports Nutrition position stand: creatine supplementation and exercise. J Int Soc Sports Nutr 4:6
7. Giese MW, Lecher CS (2009a) Non-enzymatic cyclization of creatine ethyl ester to creatinine. Biochem Biophys Res Commun 388 (2):252–255.
8. Jager R, Harris RC, Purpura M, Francaux M (2007) Comparison of new forms of creatine in raising plasma creatine levels. J Int Soc Sports Nutr 4:17
9. Greenwood M, Kreider RB, Earnest C, Rasmussen C, Almada A (2003) Differences in creatine retention among three nutritional formulations of oral creatine supplements. J Exerc Physiol Online 6:37–43
10. Spillane M, Schoch R, Cooke M, Harvey T, Greenwood M, Kreider R, Willoughby DS (2009) The effects of creatine ethyl ester supplementation combined with heavy resistance training on body composition, muscle performance, and serum and muscle creatine levels. J Int Soc Sports Nutr 6:6.
11. Selsby JT, DiSilvestro RA, Devor ST Mg2+-creatine chelate and a low-dose creatine supplementation regimen improve exercise performance. J Strength Cond Res. 2004 May;18(2):311-5.
12. Jagim et al.: A buffered form of creatine does not promote greater changes in muscle creatine content, body composition, or training adaptations than creatine monohydrate. Journal of the International Society of Sports Nutrition 2012 9:43.