דורות רבים מאיתנו גדלו על סיפור הילדים "פופאי המלח" אשר נהג לאכול תרד ולהתחזק בשריריו כתוצאה מכך. אומנם תהליך פיתוח השרירים והכוח של פופאי הוצג שם בצורה קיצונית חסרת פרופורציות, אך לתרד הייתה ידועה מזה זמן סגולות הקשורות בחיזוק השרירים, וזאת בזכות נוכחות קשת רחבה של מגוון רכיבי תזונה חיוניים, בהם: ברזל, סידן, ויטמינים, נוגדי חמצון ועוד. מסתבר (אז עוד לא ממש הכירו בחשיבות של הרכיב הזה בתחום הספורט) שיש בתרד גם בטאין.

למרות שחיטה מכילה כמויות גדולות יותר של בטאין מאשר בתרד, עדיין התרד נחשב למקור תזונתי טוב בעבור רכיב תזונתי זה.

CC BY Sin Amigos

צילום: CC BY Sin Amigos

על הקשר הפיסיולוגי/ביוכימי בגוף האדם של בטאין

הרכיבים המצויים בו: הומוציסטאין, מתיונין ו- S אדנוזיל מתיונין (SAMe). ידוע כבר בעולם הרפואה מזה זמן רב יחסית וזו גם הסיבה לכך שניתן למצוא דיונים עליו במאמרים מדעיים עוד מהעשור הקודם בהקשר לטיפול בבעיות רפואיות שונות. כמו כן קיים גם מידע על שימושו כתוסף תזונה לצרכים אלו (לדוגמה בעבור טיפול של הורדת רמות הומוציסטאין בדם). יחד עם זאת, זיקתו לתחום הספורט וחקר היכולות הארגוגניות (שיפור ביצוע ספורטיבי) שלו נבדקו רק בשנים האחרונות, החל משנת 2005 בלבד.

אני מביא בפניכם סקירה מדעית על תוסף בטאין ותרומתו לעוסקים בתחום הכוח, סקירה הנשענת על מחקרים שאספתי מהשנים האחרונות (2009 עד 2013) כך שמאמר זה הוא העדכני ביותר בכל הקשור למידע על התוסף והקשרו לתחום תזונת ספורט (נכון לשנה זו, 2013)

 מי אתה בטאין?

בטאין (Betaine) מוכר גם בשמות נוספים, כגון:
Ttrimethylglycine, Glycine Betaine, Oxyneurine
הוא מזוהה כחומר מתיל-אמין כי הרכבו הכימי כולל 3 קבוצות מתיל. מלבד העובדה שהוא מצוי במזונות שונים אותם אנו אוכלים, הוא גם מסונתז בגוף האדם בתהליך מטבוליזם של חמצון תרכובות המכילות כולין (choline-containing compounds) המגיעות גם כן מהמזון.

מעריכים כי התזונה הממוצעת של האדם (בעיקר בקרב האוכלים מוצרי חיטה, תרד ודגים) מכילה בין 0.5 גרם ועד 2.5 גרם של בטאין ליום. אולם בתקופה זו של גישות תזונתיות הממליצות על צמצום פחמימות ודגנים (חיטה) בתפריט היומי מסיבות שונות, ייתכן שכמויות הבטאין בקרב אנשים הנצמדים לגישות הללו קרובות לסף התחתון בטווח המוזכר או אפילו נמוכות יותר.

מזווית ראיה ביוכימית, בטאין משמש בתאי גוף האדם כנגזרת המעבירה קבוצות מתיל לחומרים שונים, ובאופן כזה הוא לוקח חלק פעיל ביצירתם, כגון:

א. הופך לחומר די- מתיל- גליצין (glycine (Dimethylומכאן קשור גם בפירוק הומוציסטאין והפיכתו חזרה לחומצה אמינית מתיונין, קשור ביצירת החומר סרקוזין וביצירת חומצות האמינו גליצין וסרין.

צילום: CC BY samk

צילום: CC BY samk

ב. מעביר קבוצת מתיל לחומצה אמינית מתיונין ובכך מאפשר את יצירת החומר גואנודינואצטט (Guanidinoacetate) חומר מקדים (פרקורסור) לקריאטין (רכיב ידוע בתחום תזונת הספורט).

מזווית ראיה פיסיולוגית, נמצא כי בטאין תורם גם לתכונות נוספות:

א. בעל תכונת הגנה אוסמולרית בתא (Osmoprotectant). הגנה זו באה לידי ביטוי במניעת דה-הידרציה תאית (מניעת איבוד נוזלים) ע"י החזרת נוזלים לתוך התא ובמניעת היפר-תרמיה (עודף חום) תאית במהלך מאמץ גופני.

ב. מעורב ביצירת סיגנאלים תוך תאיים המביאים בסופו של דבר להפרשה מוגברת יותר של הורמון GH והורמון IGF1 ומכאן להגברת הפקטור התוך תאי mTOR הקשור בהגברת סינתזת חלבונים בשרירים.

מהסיבות המוזכרות לעיל הוחלט בשנים האחרונות לחקור את מעורבותו של בטאין אנדוגני (כזה המיוצר בגוף האדם) ומכאן גם את יעילותו כתוסף תזונה, על ביצועים ספורטיביים הקשורים בכוח.
למרות שכמות המחקרים של השפעת בטאין על ביצוע ספורטיבי בני אדם עדיין אינם רבים, מתקבלת תמונת מצב חיובית של תוצאות מבטיחות המראות שיפור בביצועים ספורטיביים הקשורים במאמץ עצים, הפחתת עייפות שרירית במאמץ ושיפור ברמת כוח-סבולת השרירים.

תוסף בטאין – ספיגה והובלה בדם:

קיימות שתי צורות של בטאין בתוספים

א. האחת היא בטאין חופשי (Betaine anhydrous) הידוע בשם TMG (טרי-מתיל-גליצין).

ב. השנייה היא בטאין הקשור לחומצה הידרוכלורידית ועל כן ידועה בשם Betaine hydrochloride או בקיצור Betaine HCL.

# יש לציין כי קיימים הבדלים בין שתי הצורות של התוסף.

לאחר צריכת תוסף בטאין (או אכילתו באמצעות המזון) נספג בטאין בחלקו הראשון של המעי הדק, בתריסריון (Duodenum). כעבור 1-2 שעות מרגע הצריכה מגיע לרמת פיק בדם ואז רמתו יורדת בהדרגה. רמת הנורמה (בזמן צום) של בטאין בסרום הדם בקרב אנשים בריאים שאינם סובלים מבעיה כלייתית הינה 20 עד 70 מיקרומול/ליטר סרום.

לאחר הספיגה אל מחזור הדם, מובל בטאין באמצעות גורמי הובלה (טרנספורטרים) המהווים נגזרות של חומצות אמינו. 

שני טרנספורטרים עיקריים הם: 

א. Betaine gama-aminobutyric acid transport
ב. Amino acid transport system A
הספיגה של בטאין אל תוך התאים בגוף נעשית באמצעות נשאי ממברנה תלויי נתרן.

ייצור אנדוגני של בטאין בגוף האדם

תהליך האוקסידציה האנדוגני בגוף האדם של כולין לבטאין מתקיים בכבד ובכליה באמצעות שני שלבים אנזימטיים. בשלב הראשון כולין מתחמצן לחומר "בטאין אלדהיד" באמצעות האנזים בטאין דהידרוגנאז. אנזים זה מצוי על פני הממברנה השנייה של אברוני המיטוכונדריה בתוך התא, בצידה הפנימי כלפי נוזל המטריקס. בשלב השני "בטאין אלדהיד" מתחמצן לבטאין באמצעות האנזים בטאין אלדהיד דהידרוגנאז (אנזים שפעילותו תלויה נוכחות של NAD). אנזים זה מצוי גם בתוך המיטוכונדריה וגם בציטוזול (ציטופלזמה) של התא.

פרמקולוגיה של בטאין – מנגנונים מולקולאריים ביצירת סיגנאלים תוך תאיים

אדפטציה של שרירי שלד לפעילות גופנית היא ספציפית לפעילות המתבצעת ולמספר היחידות המוטוריות הנדרשות לפעילות (Kraemer and Ratamess 2005)
הגירוי הפיסיולוגי שנגרם באמצעות פעילות גופנית מפעיל סיגנלים ספציפיים בתוך התאים שתוצאותיהם מביאים לשעתוק גנים הגורמים לסינתזה של חלבונים בתוך התא (Coffey and Hawley 2007).

שני הקצוות של הספקטרום בפעילות הגופנית, אימון התנגדות ואימון סבולת, מביאים לתוצאה של סיגנלים שונים ובכך להפעלה מולקולארית שונה.
תרגילים כנגד התנגדות (ביטוי של כוח שריר) יוצרים סביבה אנבולית בתוך השרירים הבאים לידי ביטוי גם בפעילות הורמונאלית וגם ביצירה של סיגנלים מולקולאריים. כך למשל אימון התנגדות מגביר הפרשה של הורמון גדילה (GH), טסטוסטרון, IGF-1 ואינסולין. אלו יגבירו בתוך תאי השריר ביטוי של PI-3K ופרוטאין קינאז B (Akt) הנחשבים לגורמי מפתח רגולטורי תוך שרירי בכל הקשור לסיגנלים בתא ולסינתזה של חלבון. יתרה מזאת, פוספורלציה של Akt בתוך התא מביאה לאקטיבציה של mTOR, שחקן ידוע ומוכר בתהליכי סינתזה של חלבון ואנבוליזם שרירי. 

במחקרים על בעלי חיים, נמצא כי שימוש בתוסף בטאין הביא להגברת ההפרשה של הורמון הגדילה (GH), IGF-1 ואינסולין. מכאן משערים כי בטאין מביא לביטוי גבוה יותר של Akt ו- mTOR בתוך תאי השריר וגורם לסינתזה חלבונית גבוהה יותר.

המחקר האחרון בנושא, שפורסם בחודש מרץ 2013 ב- European Journal of Applied Physiology, בדק השפעה פיסיולוגית זו על בני אדם והראה כי ממצאים אלו נמצאו גם בקרב אנשים ולא רק בקרב בעלי חיים.

# שם המחקר (ראו מקור מספר 1 בסוף המאמר): 
Betaine supplementation enhances anabolic endocrine and Akt signaling in response to acute bouts of exercise.

קצר וקולע – מסקנות של 3 מחקרים על בטאין (2013 – 2009) בתחום הספורט

עד כה פורסמו 4 מחקרים קליניים על השפעת תוסף בטאין בקרב מתאמנים בריאים ונמצא בכולם כי שימוש בתוסף (ראו המלצות לשימוש בסעיף  מביא לשיפור בכוח-סבולת השרירים, ומאפשר להגדיל את העמידות בפני מספר חזרות רב יותר בתרגילי ההתנגדות.

# מסקנות מחקר 1 (ראו מקור מספר 2 בסוף המאמר):

Conclusion: B supplementation increased power, force and maintenance of these measures in selected performance measures, and these were more apparent in the smaller upper-body muscle groups.

# מסקנות מחקר 2 (ראו מקור מספר 3 בסוף המאמר):

Conclusion: Two-weeks of betaine supplementation in active, college males appeared to improve muscle endurance of the squat exercise, and increase the quality of repetitions performed.

# מסקנות מחקר 3 (ראו מקור מספר 4 בסוף המאמר):
Conclusion: These findings indicate that betaine supplementation results in a moderate increase in total repetitions and volume load in the bench press exercise, without favorably impacting other performance measures.

בטיחות שימוש בתוסף בטאין בבני אדם

עד כה נעשו מעל 40 מחקרים שונים שבדקו שימוש בבטאין בקרב בני אדם. רובם הגדול כלל לא עסק בהשפעתו על פעילות גופנית, אלא בדקו את תרומתו בעיקר בקרב חולי לב ובקרב חולים עם היפר-הומוציסטנמיה (רמות הומוציסטאין גבוהות בדם). בכל המחקרים הללו עשו שימוש במינונים משתנים, החל מ- 1.5 גרם בטאין ליום ועד 20 גרם בטאין ליום. גם תקופת הלקיחה של התוסף נבדקה בזמנים שונים, החל מצריכת התוסף למשך מספר ימים ועד מחקרים שבדקו צריכה למשך מספר שנים ברצף.

תחילה מקורות ראשוניים ציינו כי 9-15 גרם של בטאין נמצאו כמינון בטוח באנשים בריאים (מעל גיל 18). רק לאחר מכן מחקרים החלו להראות כ צריכה מעל 6 גרמים של בטאין עלולה להגביר את רמות ה- LDL כולסטרול. בסופו של דבר, סוכם לשימוש של עד 4 גרמים של תוסף בטאין ביום אין שום תופעות לוואי בקרב אנשים בריאים.

המלצות לשימוש תוסף בטאין

כמות המחקרים בתחום הספורט שבדקו עד כה (נכון לשנת 2013) את תרומתו הארגוגנית (שיפור ביצוע) של בטאין היא דלה מאוד ומוגבלת. יחד עם זאת, המחקרים שהראו השפעה ארגוגנית עשו שימוש בתוסף בטאין במינונים של 1.25 גרם בטאין, פעמיים ביום (סה"כ צריכה יומית של 2.5 גרם בטאין ליום). זמן הצריכה של התוסף במחקרים אלו עד רגע הבדיקה היה 14-15 ימים (שבועיים בלבד).

בשורה התחתונה – לאיזו מטרה מתאים התוסף?

בתחום הספורט, התוסף מיועד לשיפור כוח – סבולת שריר, לכן יתאים לעוסקים בתחום חדר הכושר והמשקולות.

 

מאמר סקירה מדעי זה מתוך הפורום המקצועי לתזונת ספורט ותורת הכושר הגופני בניהולו של גיא שלמון

 

רפרנסים (עבור סעיפים 5-6): 1. Jenna M, Elaine C, Brooke L, Catherine S, Jeffrey M, Stuart A, William J, Jeff S Betaine supplementation enhances anabolic endocrine and Akt signaling in response to acute bouts of exercise. March 2013, Volume 113, Issue 3, pp 793-802 2. Elaine C, Carl M, William J, Linda M, Disa L, Brooke L. Lawrence E, Jeff S, Brendon P Ergogenic effects of betaine supplementation on strength and power performance Journal of the International Society of Sports Nutrition 2010, 7:27 3. Jay R, Nicholas A, Jie K, Stefanie L, Avery D. Effect of betaine supplementation on power performance and fatigue. Journal of the International Society of Sports Nutrition 2009, 6:7 4. Trepanowski JF, Farney TM, McCarthy CG, Schilling BK, Craig SA, Bloomer RJ. The effects of chronic betaine supplementation on exercise performance, skeletal muscle oxygen saturation and associated biochemical parameters in resistance J trained men. Strength Cond Res 2011 Dec;25(12):3461-71