Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF -I) являются гормонами, играющими важную роль в продолжительности жизни. Они способствуют росту, анаболическим действиям и поддержанию здоровья, а в условиях энергетической недостаточности благоприятствуют катаболическим механизмам обратной связи, переключаясь с окисления углеводов на липолиз, с целью сохранения запасов белка и выживания. Питательные вещества, в частности – аминокислоты, считаются важнейшими модификаторами оси GH/IGF-1. Определенные аминокислоты, такие как аргинин, лизин и орнитин, могут стимулировать высвобождение при введении. В обзоре обобщены научные данные о взаимосвязи между секрецией GH/IGF-I и введения аминокислотных добавок. Также рассматривается аминокислотный комплекс для стимуляции выработки гормона роста и синергетическое действие аминокислот в нем.

Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-I)

Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-I) являются многофункциональными гормонами, играющими важную роль в продолжительности жизни. GH является пептидом, тогда как IGF-I – белок, вырабатываемый в основном под непосредственным влиянием GH. Они регулируют рост, поддержание безжировой и костной массы, а также клеточную дифференцировку, функционирование и выживание, действуя на несколько механизмов, включая гомеостаз митохондрий, ключевых для метаболической переработки углеводов, жиров и аминокислот [1]. GH и IGF-I совместно способствуют соматическому росту, оказывая как синергическое, так и противоположное действие. Поскольку ось GH/IGF-I способствует росту, прямые и косвенные анаболические последствия являются очевидными эффектами. Поглощение аминокислот, синтез РНК и белка – все это стимулируется двумя гормонами. В условиях энергетической недостаточности GH/IGF-I способствует катаболической обратной связи, характеризующейся переключением с окисления углеводов на липолиз для сохранения запасов белка. С возрастом секреция GH и IGF-I постепенно снижается. Это явление является защитной адаптацией к изменениям функций и заболеваниям, характерным для старения, а также переедания. Однако ось GH/IGF-I сильно зависит от компонентов питания на любом этапе жизни. Макро- и микронутриенты оказывают сложное влияние на ось и гомеостаз GH/IGF-I. 

Регуляция GH и GH-сигнализации аминокислотами

Аминокислоты и белки являются основными строительными блоками белков человеческого организма и служат источником азота для нейромедиаторов и гормонов. Дезаминированные углеродные скелеты аминокислот могут выступать источником энергии. Они преобразуются в промежуточные продукты, которые в итоге образуют гликоген или жир и соответственно классифицируются как гликогенные или кетогенные. Лейцин относится к последней группе, тогда как изолейцин, лизин, фенилаланин, тирозин и треонин могут быть либо кетогенными, либо гликогенными [1]. Все остальные аминокислот считаются гликогенными. Аминокислоты и белковый обмен тесно связаны с осью GH/IGF-I благодаря их анаболической роли.

Внутривенное введение различных аминокислот может стимулировать секрецию GH [2, 3]. Основные аминокислоты, такие как аргинин и лизин, вызывают явное повышение уровня GH при внутривенном введении. Лейцин и валин казались менее мощными, в то время как изолейцин совсем не влиял на концентрацию GH в плазме [3]. Эффект аргинина на стимулированную секрецию GH зависит от подавления секреции эндогенного соматостатина на уровне гипоталамуса [4]. Кроме того, комбинация инфузии аргинина (1 г/кг до 30 г за 30 мин) и болюса GHRH используется в клинической практике в качестве теста для оценки реактивности секреторной системы GH [5].

 Аминокислоты также стимулируют секрецию GH при пероральном приеме, причем в разных исследованиях этот эффект был не одинаков: например, прием физиологической дозы (24 г) основных аминокислот увеличивал концентрацию GH в 2,1 раза по сравнению с исходным состоянием [6], тогда как введение глутамина или аргинина приводило к увеличению GH в 2 и 4,5 раза, соответственно [7, 8]. Комбинация аргинина и лизина дала наиболее мощный синергетический результат, увеличив GH в 3–8 раз, в зависимости от исследования [9, 10].

На реакцию GH на прием аминокислот может влиять ряд факторов, таких как физическая подготовка, пол, диета, время после последнего приема пищи и возраст [2]. У здоровых молодых мужчин-культуристов уровень GH в сыворотке крови не изменялся после приема добавок аминокислот (всего 2,4 г аргинина и лизина или 1,85 г орнитина и тирозина в течение трех часов после ночного голодания) [11]. Аналогичные результаты были получены у культуристов, принимавших 40, 100 и 170 мг/кг орнитина после ночного голодания: уровень GH значительно повышался только после приема самой высокой дозы [12], что позволяет предположить необходимость более высоких количеств аминокислот для хорошо тренированных взрослых. Примечательно, что аминокислоты определяют большее и более последовательное повышение GH у женщин, чем у мужчин, возможно, из-за синергического эффекта с эстрогеном. Так, лечение стилбестролом у мужчин привело к большему ответу GH на инфузию аргинина, чем без него [13]. Возраст является еще одним фактором, определяющим ответ GH. Более молодые люди демонстрируют наиболее сильный ответ: инфузия аргинина стимулировала секрецию GH у всех испытуемых в возрасте 16–19 лет, но менее чем у половины (44%) в возрасте 20–29 лет и только у 18% в возрасте 30–71 года [14].

Аминокислоты также оказывают положительное влияние на секрецию IGF-I. У младенцев, которых кормили молочной смесью, содержащей триптофан и фенилаланин, уровень IGF-I был выше, чем в контрольной группе [15]. 

Действие GH на метаболизм аминокислот и белков играет особенно важную роль в условиях дефицита пищи и стресса, являясь единственным гормоном, уровень которого повышается во время голодания, в то время как инсулин и IGF-I снижаются. Этот механизм является основополагающим для сохранения запасов белка, т. к. GH тормозит распад белка и стимулирует его синтез в мышцах и других тканях, а также деградацию аминокислот и уреагенез в печени. Вероятно, этот защитный механизм также опосредован через IGF-I. Употребление аминокислот с разветвленной цепью (Branched-Chain Amino Acids – BCAA) ведет к повышению уровня IGF-I в сыворотке крови у людей [16]. 

Таким образом, многими исследователями показано, что секрецию GH можно стимулировать путем введения различных аминокислот, включая аргинин и лизин. Лейцин и валин кажутся менее мощными, тогда как изолейцин, по-видимому, не влияет на концентрацию GH в плазме. Далее будут рассмотрены результаты клинических испытаний по влиянию аминокислот на уровень GH в организме.

Клинические испытания

Аргинин и цитруллин

Аргинин и цитруллин являются структурно родственными аминокислотами: аргинин содержит гуанидиновый фрагмент, тогда как цитруллин – мочевинный. Аргинин – одна из популярных пищевых добавок, которая оказывает потенциально благоприятное воздействие на спортивные результаты и здоровье в целом [17]. Ранее было установлено, что аргинин играет ключевую роль в поддержании здоровья сердечной и скелетной мускулатуры, имеет важное значение в регуляции гомеостаза и гемодинамики организма [18], включая его посредничество в синтезе креатина и высвобождении гормона роста [19]. Эти параметры, в дополнение к необходимости аргинина для производства NO, определяют его важную роль в функционировании сосудов и поддержании скелетных мышц [19]. В эндотелиальных клетках NO синтезируется из аргинина под действием eNOS и вызывает расслабление гладких мышц через активацию гуанилатциклазы. По этой причине было выдвинуто предположение, что циркулирующий в крови аргинин, полученный путем перорального приема, может представлять собой возможное средство для увеличения синтеза и биодоступности NO.

Потребление цитруллина, известного своими сосудорасширяющими свойствами и способностью вырабатывать NO, как предполагается, увеличивает восстановление мышц и ускоряет заживление ран. Кроме того, многие применения добавок цитруллина для здоровья в первую очередь связаны со способностью повышать доступность аргинин для производства NO [20]. В отличие от аргинина, цитруллин после приема транспортируется непосредственно в почки, где он катаболизируется в аргинин под действием ферментов аргиносукцината (синтазы и лиазы). Считается, что благодаря предполагаемой вазодилатирующей активности добавки с цитруллином положительно влияют на эффективность тренировок, что вызывает повышенный интерес в области спорта и питания [21]. Однако в настоящее время остаются неясности, связанные с эффектами острого или хронического приема цитруллина, методом доставки и особыми соображениями в отношении биодоступности.

На биодоступность аминокислот влияет целый ряд различных факторов, включая концентрацию, место всасывания, состояние желудочно-кишечного тракта, время прохождения через ЖКТ и пищевую матрицу, в которой они потребляются. В отличие от белоксодержащих продуктов, аминокислоты легко и быстро всасываются в ЖКТ. Перорально доступные добавки аминокислот часто употребляются в виде прессованных таблеток, капсул или порошка, и часто добавляются другие ингредиенты, чтобы уменьшить неприятный вкус, если они предоставляются в жидкой форме. Однако физиологически значимые реакции могут превышать потребление в диапазоне нескольких граммов. Сочетание аминокислот в добавках к напиткам, других жидких формах и в некоторых готовых пищевых продуктах также может влиять на биодоступность аминокислот. Интересно, что фармакокинетическое исследование [22], в котором оценивались дозы аргинина и цитруллина от 5 до 10 г, показало, что цитруллин лучше усваивается и более доступен по сравнению с аргинином. Как 1,6 г аргинина, так и 3 г цитруллина улучшили соотношение L-аргинин/асимметричный диметиларгинин в плазме крови.

Внутривенное введение аргинина (30 г, болюсная инфузия за 30 минут) стимулирует секрецию GH в состоянии покоя [23] и во время тренировки [24]. Эффект от перорального применения этой аминокислоты заключался в повышении уровня GH после однократного приема у молодых мужчин [7]. Восемь здоровых мужчин (18–33 года) были обследованы в четырех условиях. С утра образцы крови брались каждые 10 минут в течение 5 ч. Через 30 минут после начала забора образцов испытуемый принимал 5, 9 или 13 г аргинина или плацебо. Средние значения GH в состоянии покоя в день приема плацебо, 5, 9 и 13 г составили 0,76, 0,67, 2,0 и 0,79 мкг/л, соответственно. Средний пиковый уровень GH составил 2,9 ± 0,69, 3,9 ± 0,85, 6,4 ± 1,3 и 4,73 ± 1,27 мкг/л в каждый из дней приема плацебо, 5, 9 и 13 г аргинина. Таким образом, 5 и 9 г аргинина вызывали значительный ответ GH. Доза аргинина в 13 г привела к значительному желудочно-кишечному дистрессу у большинства испытуемых без усиления реакции GH. Повышение концентрации GH началось через 30 минут после приема и достигло пика через 60 минут. Напротив, в работе [25] показали, что добавка L-аргинина не стимулировала выработку инсулина, GH и IGF-1 и, таким образом, не давала преимущества в гормональном ответе или результатах тренировок у бегунов.

Хронический прием аргинина, по-видимому, дает больше преимуществ. Более высокие исходные уровни GH наблюдались после курса аргинина в течение 10 дней (0,1 мг/кг в день) у молодых тренированных людей [26]и в течение 30 дней (9 г/день) у постменопаузальных женщин – 1,5 ± 1,8 мг/л против 0,6 ± 0,6 мг/л в контрольной группе [27]. При этом не наблюдалось влияния на мышечную массу или силу [26], но обе переменные увеличились по сравнению с группой плацебо, когда прием добавки был продлен до восьми недель [28]. 

Исследования показывают, что хронический прием этой аминокислоты может повысить уровень GH [26], однако доказательств ее эффективности пока мало. Пероральный прием цитруллина не приводит к резкому повышению уровня инсулина или GH в состоянии покоя [29], а его прием в течение 7 дней не изменяет уровень инсулина или IGF-I и не влияет на синтез белка [30]. 

Потенциальные синергетические эффекты аргинина и цитруллина

Известно, что действие аргинина затруднено его всасыванием из-за активности аргиназы в кишечнике. Хотя цитруллин более доступен, он также может метаболически преобразовываться в аргинин, что указывает на возможность синергизма между ними [17]. Известно несколько исследований, где оценивали обе аминокислоты в комбинации; нельзя исключать, что их совместное потребление может быть более эффективным в достижении улучшенных результатов. Благодаря синергетическому эффекту комбинация аргинина и цитруллина может быть более эффективной, чем прием отдельных аминокислот, из-за потенциального увеличения биодоступности и обратного захвата аргинина. Однако нет единого мнения о подходящей концентрации каждой аминокислоты при их совместном применении, а также о том, можно ли достичь ожидаемых результатов при меньшей дозе, но при хроническом приеме, по сравнению с острым введением большей дозы.

Лейцин и BCAA

Лейцин относится к BCAA [31]. Лейцин при внутривенном введении доказал свою эффективность в стимулировании высвобождения гормона роста (с 2,5 нг/мл до пикового 35 нг/мл после инфузии раствора 20 г аминокислоты) [32] и секреции инсулина, что может обуславливать его анаболический эффект. Более того, его антикатаболические свойства определяют то, что в периоды истощения мышц, такие как иммобилизация или старение, может быть рекомендовано более высокое потребление лейцина.

В качестве оптимального анаболического стимула, 3-4 г/день лейцина кажется целесообразным [33], в то время как потребление ∼35 г/день может быть допустимым и безопасным верхним уровнем потребления [34]. Добавление BCAA вполне безопасно, если три BCAA – лейцин, изолейцин и валин – поступают в соотношении ∼2:1:1, поскольку добавление только лейцина может вызвать дисбаланс BCAA. 

Добавка BCAA может быть эффективной стратегией в ситуациях катаболизма. Из всех BCAA, лейцин, по-видимому, наиболее эффективен для стимуляции анаболических процессов. Однако существуют разногласия относительно его влияния на мышечную массу, и, вероятно, он не дает преимуществ в мышечной силе. С другой стороны, хотя необходимы дополнительные исследования, прием BCAA представляется безопасным, даже у пациентов с нарушением функции печени вследствие гепатоцеллюлярной карциномы [35].

Пероральный прием BCAA изучили на 11 спортсменах-триатлонистах [36]. Добавка BCAA перед тренировкой увеличивает поглощение и использование BCAA мышцами. Поэтому после одного месяца хронического приема BCAA (0,2 г/кг массы тела) у триатлонистов было изучено влияние предтренировочного приема BCAA (9,64 г, из которых Leu 4,68 г, Ileu 2,52 г и Val 2,44 г) на лактат плазмы (La) до и после 60 минут физической нагрузки. Также были изучены уровни ГР (pGH) и белка, связывающего гормон роста (pGHBP) в плазме крови. Уровень La в конце тренировки у каждого спортсмена был выше исходного. Более того, после хронического приема BCAA уровень в конце тренировки был ниже, чем до лечения. Концентрация pGH в конце тренировки у каждого спортсмена был выше начальной. Более того, после хронического лечения уровень pGH в конце тренировки был выше (но не значительно), чем до лечения (12,2±2 нг/мл до лечения против 33,8±13,6 нг/мл после). Хроническое воздействие BCAA на pGH и pGHBP может свидетельствовать об улучшении мышечной активности за счет синтеза белка.

Лизин

Лизин – незаменимая аминокислота. Влияние ее приема на GH не определено однозначно, поскольку в ряде испытаний эффект не был обнаружен [2].

Острое влияние приема аминокислот и упражнений на выносливость на концентрацию гормона роста в плазме крови у молодых мужчин показано в работе [10]. Шестнадцать мужчин прошли четыре испытания в случайном порядке следующим образом: (А) выполнение одной тренировки на выносливость, перед которой принимали плацебо (витамин С); (В) прием 1500 мг L-аргинина и 1500 мг L-лизина, после чего сразу же следовала тренировка, как в испытании А; (С) прием аминокислот, как в испытании В, и отсутствие тренировки; (D) плацебо и отсутствие тренировки. Концентрация гормона роста (GH) была выше через 30, 60 и 90 минут во время тренировок (A и B) по сравнению с состоянием покоя (C и D). Между испытаниями с физической нагрузкой различий в уровнях GH отмечено не было. Через 60 минут после приема аминокислот GH значительно повысился в состоянии покоя по сравнению с плацебо. Прием молодыми взрослыми людьми 1,5 г аргинина плюс 1,5 г лизина повышает концентрацию GH в плазме в 2,7 раза через 60 минут после приема, но не через 30 и 90 минут. Также был сделан вывод, что прием аргинина и лизина непосредственно перед тренировкой на выносливость не изменяет вызванные упражнением изменения GH у молодых мужчин. Однако, когда эта же смесь аминокислот принимается в условиях покоя, острая секреция GH увеличивается.

Пероральный прием молодыми мужчинами 1,2 г аргинина плюс 1,2 г лизина повышает концентрацию GHв плазме крови в течение 30 минут, а пиковая концентрация GH почти в восемь раз выше через 90 минут после приема [9]. Аргинин плюс лизин может повысить циркулирующие концентрации GH.

Орнитин

Орнитин – аминокислота, не входящая в состав белков организма человека. Орнитин может синтезироваться эндогенно из других аминокислот, таких как L-аргинин, и, как сообщается, активирует анаболические сигнальные пути in vitro и в животных моделях [31]. Как и L-аргинин, его внутривенная перфузия вызывает выраженный соматотропный ответ [37]. Раствор гидрохлорида орнитина (6,25%) вводился внутривенно в течение 30 минут. Доза составляла 12 г/м² площади тела. Инфузия орнитина вызвала повышение уровня GHчерез 45 минут (среднее значение = 873 пмоль/л).

Однако преимущества наблюдались и при его пероральном приеме. Так, было описано, что острый пероральный прием орнитина (особенно в дозах более 0,1 г/кг) увеличивает ответ GH на нагрузку как у нетренированных людей [38], так и у культуристов [12]. 

В испытании [38] десять здоровых молодых мужчин без привычки к тренировкам (возраст 22,2 года) выполняли силовое упражнение на разгибание бицепса после приема 0,1 г/кг L-орнитина гидрохлорида и плацебо. Уровень гормона роста и орнитина в сыворотке крови измеряли до приема L-орнитина или плацебо и через 30 минут после силовой тренировки. Величина изменения уровня гормона роста в сыворотке крови была значительно больше – в 2,5 раза – в условиях приема гидрохлорида L-орнитина, чем в условиях приема плацебо, и размер эффекта также был большим. Уровень гормона роста в сыворотке крови после силовых тренировок повышается при приеме гидрохлорида L-орнитина у нетренированных молодых мужчин.

Три женщины и девять мужчин, занимающихся бодибилдингом выступали в качестве испытуемых в работе [12]. После ночного голодания испытуемые принимали 40, 100 или 170 мг/кг гидрохлорида L-орнитина перорально в случайном порядке. Образцы крови брались в исходном состоянии (T=0), через 45 и 90 минут после приема. Независимо от дозировки, средние значения уровня орнитина в сыворотке крови через 45 и 90 минут были значительно выше, чем исходные. Средний уровень гормона роста в сыворотке крови имел тенденцию к повышению при приеме орнитина, но значительно повышался, с 2,3 до ~9 нг/мг, только через 90 минут после приема в дозировке 170 мг/кг. Полученные данные свидетельствуют о том, что орнитин только при самой высокой дозировке вызвал предсказуемое повышение уровня гормона роста в сыворотке крови.

Тем не менее, насколько известно, нет доказательств какого-либо долгосрочного влияния орнитина на мышечную массу или силу.

ГАМК

γ-Аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) является главным тормозным нейромедиатором в центральной нервной системе. Эндогенно она синтезируется в результате декарбоксилирования глутамата ферментом декарбоксилазой глутаминовой кислоты (GAD) и метаболизируется до сукцината [39]. Фактическая роль ГАМК в секреции гормона роста была источником значительных разногласий, поскольку предлагались многочисленные механизмы действия. ГАМК может действовать централизованно, вмешиваясь в активность других нейромедиаторов, связанных с секрецией GH, таких как дофамин. Было показано, что центрально действующий антагонист дофамина пимозид притупляет ответ GH на ГАМК. 

Ранние исследования на животных с использованием внутрижелудочкового метода введения ГАМК (50 или 500 мкг/10 мкл) показали, что она оказывает дозозависимый стимулирующий эффект на секрецию GH [40, 41]. Аналогичным образом, в работе [42] наблюдали быстрое увеличение плазменного GH после внутрижелудочкового введения ГАМК (10 мг). Однако введение 100 мг оказывало ингибирующее действие и снижало секрецию GH. Помимо центрального действия, есть доказательства того, что ГАМК может действовать непосредственно на соматотропы гипофиза

ГАМК коммерчески доступна в синтетической форме в качестве пищевой добавки и рекламируется как анаболический агент, поскольку она способна усиливать выработку эндогенного GH, поскольку на животных показано, что подкожное и внутривенное введение ГАМК повышает секрецию GH [42]. Повышение уровня после подкожной инъекции происходило в зависимости от дозы, пик реакции наступал через 20 минут после инъекции. Введение антитела к GHRH не мешало секреции GH, что позволяет предположить, что GHRH играет незначительную роль в выработке GH, вызванной ГАМК, по крайней мере, при периферическом введении.

Хотя исследования, изучающие пероральный прием у людей, ограничены, результаты свидетельствуют в пользу приема ГАМК. Было показано, что значительное повышение уровня GH в плазме крови наблюдалось после однократного приема 5 г ГАМК через 90 минут [43]. Резкое повышение наблюдалось у всех 19 испытуемых с 1,5 до ~11 нг/мл. Однако введение 18 г ГАМК ежедневно в течение четырех дней еще восьми испытуемым вызвало значительное притупление общего ответа GH. В аналогичном исследовании [44] авторы наблюдали значительное повышение уровня GH после перорального приема 5 г ГАМК. 

Позже было показано, что при введении перорально 3 г ГАМК увеличивает секрецию GH [45]. Прием ГАМК стимулирует высвобождение иммунореактивного GH (irGH) и иммунооптимизированного GH (ifGH) в состоянии покоя и усиливает реакцию irGH/ifGH, вызванную физическими упражнениями, что показано на 11 тренированных мужчин (18–30 лет). Во время покоя ГАМК увеличивала концентрации ifGH и irGH относительно контрольной группы. В частности, максимальные уровни этих двух гормонов увеличивались приблизительно в четыре раза. Физические занятия с сопротивлением (EX-P) повышали их концентрацию во временной точке 15–60 мин в сравнении с покоем. Комбинация ГАМК и физических упражнений с сопротивлением (EX-GABA) также повышала пик и ответные реакции irGH и ifGH в период от 15 до 60 минут по сравнению с условиями покоя. Кроме того, концентрации irGH были в два и ifGH – в 1,75 раза выше, чем во время EX-GABA или EX-P, через 30 минут от введения. ГАМК не изменила соотношение irGH/ifGH. Усиление посттренировочного ответа GH может улучшить мышечную адаптацию, вызванную тренировками с сопротивлением.

Исследователи, изучающие влияние перорального ГАМК на GH, не смогли оценить концентрацию ГАМК в плазме крови. Таким образом, возможно, что принятая перорально ГАМК подвергается биотрансформации в печени до других аминокислот, которые также могут стимулировать секрецию GH. Независимо от задействованных механизмов, похоже, что прием ГАМК приводит к увеличению концентрации GH как в состоянии покоя, так и после физической нагрузки. Точный характер влияния ГАМК на секрецию ГР, а также механизм ее действия еще предстоит выяснить.

Глутамин

L-Глутамин – аминокислота, количество которой наиболее велико в мышцах и плазме крови человека и составляет около 60% от общего количества свободных аминокислот в организме [46]. L-Глутамин является основным источником энергии для клеток слизистой оболочки кишечника, фибробластов, лимфоцитов и макрофагов. Эта аминокислота не относится к незаменимым, но является необходимым ингредиентом для нормального роста клеток. Кроме того, L-глутамат является предшественником L-аргинина, который вырабатывает NO и стимулирует секрецию GH

В работе [8] для определения влияния глутамина на концентрацию циркулирующего гормона роста в плазме крови девяти здоровым людям была назначена пероральная глутаминовая добавка. Два грамма глутамина растворяли в напитке (кола) и принимали в течение 20 минут через 45 минут после легкого завтрака. Образцы венозной крови из предплечья были получены в нулевой момент времени и с интервалом в 30 минут на протяжении 90 минут и сравнивались с контрольными образцами, полученными на неделю раньше. Восемь из девяти испытуемых отреагировали на пероральный прием глутамина повышением уровня глутамина в плазме крови на 30 и 60 минуте, а затем вернулись к контрольному значению на 90 минуте. Через 90 минут после приема глутамина концентрация GH в циркулирующей плазме были повышены на до 430%, при этом существенно варьировались между индивидуумами. Эти результаты показывают, что небольшая пероральная нагрузка глутамином способна повышать уровень гормон роста в плазме крови.

Неизвестно, влияет ли глутамин непосредственно на высвобождение GH или действует опосредованно через преобразование в аргинин. Пероральный прием аргинина плюс лизина или глутамина может увеличить концентрации циркулирующего GH.

В работе [47] показано, что концентрации GH в плазме крови гимнасток возросли через 90 дней с 2,49 до 6,11 нг/л после приема глутамина в дозе 1г/кг и против 2,45 до 4,38 нг/л в контрольной группе. Авторы другого исследования [48] продемонстрировали, что 0,35 г/кг/день глутамина в течение восьми недель вызвал у атлетов большее увеличение содержания в крови GH в группе приема по сравнению с группой плацебо – с 10,25±1,42 до 11,94±1,73 нг/мл против с 11,12±2,23 до 11,54±2,35 нг/мл в контроле. IGF-1 также увеличился больше – с 511,52±16,52 до 602,32±22,42 нг/мл против с 503,14±41,42 до 545,41±65,42 нг/мл в группе сравнения.

Следует отметить, что другие исследования не показали значимого ответа GH на глутамин [2, 49], хотя и отмечали тенденцию к увеличению концентрации GH.

Аминокислотная композиция для стимуляции гормона роста

Гомеостаз оси GH/IGF-I строго связан со всеми компонентами диеты [1]. Питательные вещества являются ее основными модификаторами. Определение диеты с полезной сбалансированной смесью питательных веществ. Недостаток питательных веществ, включая аминокислоты, может нарушать ось GH/IGF-I. Как видно из приведенных данных, многие аминокислоты при пероральном приеме способствуют усиленной секреции гормона роста. В частности, наиболее действенными оказались аргинин и его комбинации с другими аминокислотами, в частности, с цитруллином, с которым наблюдается синергетический эффект. Единого мнения о подходящей концентрации каждой из аминокислот при их совместном применении и о том, можно ли достичь ожидаемых результатов при меньшей дозе по сравнению с острым приемом большей дозы нет.

Лейцин тоже повышает секрецию GH, но при этом для безопасности требуется соблюдать баланс с другими BCAA – лейцин, изолейцин и валин должны поступать в организм в соотношении ∼ 2:1:1, соответственно. Орнитин усиливает выработку GH, но преимущества долгосрочного влияния орнитина остались неопределенными. ГАМК способствует секреции GH, однако со временем этот эффект ослабевает. Данные по лизину и глутамину противоречивы, поэтому их полезность в контексте секреции GH остается сомнительной. 

Можно предположить, что наиболее подходящими компонентами для аминокислотной композиции для стимуляции выработки гормона роста могут послужить, в первую очередь, аргинин и набор BCAA в оптимальном соотношении. Для непродолжительного приема в состав можно ввести орнитин и ГАМК. Консенсус относительно количества аргинина и цитруллина, которые необходимо потреблять для получения наиболее полезных эффектов у людей, остается неоднозначным [17].

Предполагаемые дозировки из расчета на один день могут быть следующими: аргинин – 9 г, лейцин – 4 г, изолейцин – 2 г, валин – 2 г. Для краткосрочного приема можно ввести дополнительно ~11 г гидрохлорида орнитина и 3–5 г ГАМК.

Предложенная аминокислотная композиция может эффективно стимулировать секрецию гормона роста при известной биодоступности и безопасности компонентов в широком диапазоне доз. Весьма вероятно проявление синергетического действия ингредиентов.

Основными показаниями для аминокислотной композиции могут быть:

• Спортивные нагрузки 
• Тяжелый физический труд
• Мышечная слабость
• Геронтотерапия

1.         Caputo, M., Pigni, S., Agosti, E., Daffara, T., Ferrero, A., Filigheddu, N., Prodam, F., Regulation of GH and GH Signaling by Nutrients. Cells, 2021. 10(6). DOI: 10.3390/cells10061376.

2.         Chromiak, J.A., Antonio, J., Use of amino acids as growth hormone-releasing agents by athletes. Nutrition, 2002. 18(7): p. 657-661. DOI: https://doi.org/10.1016/S0899-9007(02)00807-9.

3.         Knopf, R.F., Conn, J.W., Fajans, S.S., Floyd, J.C., Guntsche, E.M., Rull, J.A., Plasma Growth Hormone Response to Intravenous Administration of Amino Acids. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 1965. 25(8): p. 1140-1144. DOI: 10.1210/jcem-25-8-1140.

4.         Alba-Roth, J., MÜLler, O.A., Schopohl, J., Werder, K.V., Arginine Stimulates Growth Hormone Secretion by Suppressing Endogenous Somatostatin Secretion*. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 1988. 67(6): p. 1186-1189. DOI: 10.1210/jcem-67-6-1186.

5.         Ghigo, E., Aimaretti, G., Corneli, G., Diagnosis of adult GH deficiency. Growth Hormone & IGF Research, 2008. 18(1): p. 1-16. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ghir.2007.07.004.

6.         Groschl, M., Knerr, I., Topf, H.G., Schmid, P., Rascher, W., Rauh, M., Endocrine responses to the oral ingestion of a physiological dose of essential amino acids in humans. Journal of Endocrinology, 2003. 179(2): p. 237-244. DOI: 10.1677/joe.0.1790237.

7.         Collier, S.R., Casey, D.P., Kanaley, J.A., Growth hormone responses to varying doses of oral arginine. Growth Hormone & IGF Research, 2005. 15(2): p. 136-139. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ghir.2004.12.004.

8.         Welbourne, T.C., Increased plasma bicarbonate and growth hormone after an oral glutamine load. The American Journal of Clinical Nutrition, 1995. 61(5): p. 1058-1061. DOI: 10.1093/ajcn/61.5.1058.

9.         Isidori, A., Lo Monaco, A., Cappa, M., A study of growth hormone release in man after oral administration of amino acids. Current Medical Research and Opinion, 1981. 7(7): p. 475-481. DOI: 10.1185/03007998109114287.

10.       Suminski, R.R., Robertson, R.J., Goss, F.L., Arslanian, S., Kang, J., DaSilva, S., Utter, A.C., Metz, K.F., Acute effect of amino acid ingestion and resistance exercise on plasma growth hormone concentration in young men.International journal of sport nutrition, 1997. 7(1): p. 48-60.

11.       Lambert, M.I., Hefer, J.A., Millar, R.P., Macfarlane, P.W., Failure of Commercial Oral Amino Acid Supplements to Increase Serum Growth Hormone Concentrations in Male Body-Builders. International Journal of Sport Nutrition, 1993. 3(3): p. 298-305. DOI: 10.1123/ijsn.3.3.298.

12.       Bucci, L., Hickson, J.F., Pivarnik, J.M., Wolinsky, I., McMahon, J.C., Turner, S.D., Ornithine ingestion and growth hormone release in bodybuilders. Nutrition Research, 1990. 10(3): p. 239-245. DOI: https://doi.org/10.1016/S0271-5317(05)80265-9.

13.       Merimee, T.J., Rabinowitz, D., Fineberg, S.E., Arginine-Initiated Release of Human Growth Hormone. New England Journal of Medicine, 1969. 280(26): p. 1434-1438. DOI: 10.1056/NEJM196906262802603.

14.       Tanaka, K., Inoue, S., Shiraki, J., Shishido, T., Saito, M., Numata, K., Takamura, Y., Age-related decrease in plasma growth hormone: Response to growth hormone-releasing hormone, arginine, and <span class=»small»>l</span>-dopa in obesity. Metabolism — Clinical and Experimental, 1991. 40(12): p. 1257-1262. DOI: 10.1016/0026-0495(91)90025-R.

15.       Fleddermann, M., Demmelmair, H., Grote, V., Bidlingmaier, M., Grimminger, P., Bielohuby, M., Koletzko, B., Role of selected amino acids on plasma IGF-I concentration in infants. European Journal of Nutrition, 2017. 56(2): p. 613-620. DOI: 10.1007/s00394-015-1105-9.

16.       Li, R., Ferreira, M.P., Cooke, M.B., La Bounty, P., Campbell, B., Greenwood, M., Willoughby, D.S., Kreider, R.B., Co-ingestion of carbohydrate with branched-chain amino acids or L-leucine does not preferentially increase serum IGF-1 and expression of myogenic-related genes in response to a single bout of resistance exercise. Amino Acids, 2015. 47(6): p. 1203-1213. DOI: 10.1007/s00726-015-1947-8.

17.       Speer, H., D’Cunha, N.M., Davies, M.J., McKune, A.J., Naumovski, N., The Physiological Effects of Amino Acids Arginine and Citrulline: Is There a Basis for Development of a Beverage to Promote Endurance Performance? A Narrative Review of Orally Administered Supplements. Beverages, 2020. 6(1). DOI: 10.3390/beverages6010011.

18.       Chin-Dusting, J.P.F., Willems, L., Kaye, D.M., L-Arginine transporters in cardiovascular disease: A novel therapeutic target. Pharmacology & Therapeutics, 2007. 116(3): p. 428-436. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2007.08.001.

19.       Botchlett, R., Lawler, J.M., Wu, G., Chapter 55 — L-Arginine and L-Citrulline in Sports Nutrition and Health, in Nutrition and Enhanced Sports Performance (Second Edition), D. Bagchi, Nair, S., Sen, C.K., Editors. 2019, Academic Press. p. 645-652.

20.       Kaore, S.N., Kaore, N.M., Chapter 53 — Citrulline: Pharmacological perspectives and role as a biomarker in diseases and toxicities, in Biomarkers in Toxicology, R.C. Gupta, Editor. 2014, Academic Press: Boston. p. 883-905.

21.       McKinley-Barnard, S., Andre, T., Morita, M., Willoughby, D.S., Combined L-citrulline and glutathione supplementation increases the concentration of markers indicative of nitric oxide synthesis. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2015. 12(1): p. 27. DOI: 10.1186/s12970-015-0086-7.

22.       Schwedhelm, E., Maas, R., Freese, R., Jung, D., Lukacs, Z., Jambrecina, A., Spickler, W., Schulze, F., Böger, R.H., Pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of oral L-citrulline and L-arginine: impact on nitric oxide metabolism. British Journal of Clinical Pharmacology, 2008. 65(1): p. 51-59. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2125.2007.02990.x.

23.       Wideman, L., Weltman, J.Y., Patrie, J.T., Bowers, C.Y., Shah, N., Story, S., Weltman, A., Veldhuis, J.D., Synergy of L-arginine and growth hormone (GH)-releasing peptide-2 on GH release: influence of gender. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 2000. 279(4): p. R1455-R1466. DOI: 10.1152/ajpregu.2000.279.4.R1455.

24.       Wideman, L., Weltman, J.Y., Patrie, J.T., Bowers, C.Y., Shah, N., Story, S., Veldhuis, J.D., Weltman, A., Synergy of L-arginine and GHRP-2 stimulation of growth hormone in men and women: modulation by exercise. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 2000. 279(4): p. R1467-R1477. DOI: 10.1152/ajpregu.2000.279.4.R1467.

25.       Teixeira da Silva, D.V., Conte-Junior, C.A., Paschoalin, V.M.F., Alvares, T.d.S., Hormonal response to L-arginine supplementation in physically active individuals. Food &amp; Nutrition Research, 2014. 0(0). DOI: 10.3402/fnr.v58.22569.

26.       Walberg-Rankin, J., Hawkins, C., Fild, D.S., Sebolt, D.R., The effect of oral arginine during energy restriction in male weight trainers. J Strength Cond Res, 1994. 8(3): p. 170-107.

27.       Blum, A., Cannon, R.O., III, Costello, R., Schenke, W.H., Csako, G., Endocrine and lipid effects of oral L-arginine treatment in healthy postmenopausal women. The Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 2000. 135(3): p. 231-237. DOI: 10.1067/mlc.2000.104909.

28.       Angeli, G., Barros, T.L.d., Barros, D.F.L.d., Lima, M., Investigation of the effects of oral supplementation of arginine in the increase of muscular strength and mass. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, 2007. 13: p. 129-132.

29.       Moinard, C., Nicolis, I., Neveux, N., Darquy, S., Bénazeth, S., Cynober, L., Dose-ranging effects of citrulline administration on plasma amino acids and hormonal patterns in healthy subjects: the Citrudose pharmacokinetic study.British Journal of Nutrition, 2008. 99(4): p. 855-862. DOI: 10.1017/S0007114507841110.

30.       Thibault, R., Flet, L., Vavasseur, F., Lemerle, M., Ferchaud-Roucher, V., Picot, D., Darmaun, D., Oral citrulline does not affect whole body protein metabolism in healthy human volunteers: Results of a prospective, randomized, double-blind, cross-over study. Clinical Nutrition, 2011. 30(6): p. 807-811. DOI: 10.1016/j.clnu.2011.06.005.

31.       Valenzuela, P.L., Morales, J.S., Emanuele, E., Pareja-Galeano, H., Lucia, A., Supplements with purported effects on muscle mass and strength. European Journal of Nutrition, 2019. 58(8): p. 2983-3008. DOI: 10.1007/s00394-018-1882-z.

32.       Bratusch-Marrain, P., Waldhäusl, W., The influence of amino acids and somatostatin on prolactin and growth hormone release in man. European Journal of Endocrinology, 1979. 90(3): p. 403-408.

33.       Stark, M., Lukaszuk, J., Prawitz, A., Salacinski, A., Protein timing and its effects on muscular hypertrophy and strength in individuals engaged in weight-training. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2012. 9(1): p. 54. DOI: 10.1186/1550-2783-9-54.

34.       Elango, R., Chapman, K., Rafii, M., Ball, R.O., Pencharz, P.B., Determination of the tolerable upper intake level of leucine in acute dietary studies in young men. The American Journal of Clinical Nutrition, 2012. 96(4): p. 759-767. DOI: 10.3945/ajcn.111.024471.

35.       Chen, L., Chen, Y., Wang, X., Li, H., Zhang, H., Gong, J., Shen, S., Yin, W., Hu, H., Efficacy and safety of oral branched-chain amino acid supplementation in patients undergoing interventions for hepatocellular carcinoma: a meta-analysis. Nutrition Journal, 2015. 14(1): p. 67. DOI: 10.1186/s12937-015-0056-6.

36.       De Palo, E.F., Gatti, R., Cappellin, E., Schiraldi, C., De Palo, C.B., Spinella, P., Plasma lactate, GH and GH-binding protein levels in exercise following BCAA supplementation in athletes. Amino acids, 2001. 20(1): p. 1-11.

37.       Evain-Brion, D., Donnadieu, M., Roger, M., Job, J.C., Simultaneous study of somatotrophic and corticotrophic pituitary secretions during ornithine infusion test. Clinical endocrinology, 1982. 17(2): p. 119-122. DOI: 10.1111/j.1365-2265.1982.tb01571.x.

38.       Shinichi, D., Takayoshi, Y., Shunsuke, Y., Miho, K., Koji, M., The effect of L-ornithine hydrochloride ingestion on human growth hormone secretion after strength training. Advances in Bioscience and Biotechnology, 2010. 2010: p. 7-11.

39.       Powers, M., GABA supplementation and growth hormone response, in Medicine and Sport Science. 2013. p. 36-46.

40.       Takahara, J., Yunoki, S.H.O., Hosogi, H., Yakushiji, W., Kageyama, J., Ofuji, T., Concomitant Increases in Serum Growth Hormone and Hypothalamic Somatostatin in Rats after Injection of γ-Aminobutyric Acid, Aminooxyacetic Acid, or γ-Hydroxybutyric Acid. Endocrinology, 1980. 106(1): p. 343-347. DOI: 10.1210/endo-106-1-343.

41.       Vijayan, E., McCann, S.M., This work was supported by research grants from the National Health and Medical Research Council of Australia and the Robert and Helen Kleberg Foundation*. Endocrinology, 1978. 103(5): p. 1888-1893. DOI: 10.1210/endo-103-5-1888.

42.       Spencer, G.S.G., Berry, C.J., Bass, J.J., Neuroendocrine regulation of growth hormone secretion in sheep. VII. Effects of GABA. Regulatory Peptides, 1994. 52(3): p. 181-186. DOI: https://doi.org/10.1016/0167-0115(94)90052-3.

43.       Cavagnini, F., Invitti, C., Pinto, M., Maraschini, C., Di Landro, A., Dubini, A., Marelli, A., Effect of acute and repeated administration of gamma aminobutyric acid (GABA) on growth hormone and prolactin secretion in man. Acta Endocrinologica, 1980. 93(2): p. 149-154. DOI: 10.1530/acta.0.0930149.

44.       Cavagnini, F., Benetti, G., Invitti, C., Ramella, G., Pinto, M., Lazza, M., Dubini, A., Marelli, A., MÜLler, E.E., Effect of γ-Aminobutyric Acid on Growth Hormone and Prolactin Secretion in Man: Influence of Pimozide and Domperidone*. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 1980. 51(4): p. 789-792. DOI: 10.1210/jcem-51-4-789.

45.       Powers, M.E., Yarrow, J.F., McCoy, S.C., Borst, S.E., Growth hormone isoform responses to GABA ingestion at rest and after exercise. Medicine and science in sports and exercise, 2008. 40(1): p. 104.

46.       Takaoka, M., Okumura, S., Seki, T., Ohtani, M., Effect of amino-acid intake on physical conditions and skin state: a randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover trial. Journal of clinical biochemistry and nutrition, 2019. 65(1): p. 52-58. DOI: 10.3164/jcbn.18-108.

47.       Ionescu, A.M., Vasilescu, M.M., Carmoci, A., Nica, A.S., Ionescu, S., Long-term glutamine supplementation in elite gymnasts. Farmacia, 2014. 62(4): p. 761-766.

48.       Hakimi, M., Mohamadi, M.A., Ghaderi, Z., The effects of glutamine supplementation on performance and hormonal responses in non-athlete male students during eight week resistance training. Journal of human sport & exercise 2012. 7(4): p. 770-782.

49.       Ahmadi, A.R., Rayyani, E., Bahreini, M., Mansoori, A., The effect of glutamine supplementation on athletic performance, body composition, and immune function: A systematic review and a meta-analysis of clinical trials. Clinical Nutrition, 2019. 38(3): p. 1076-1091.