Headline

Beta-alanin minder om den velkendte aminosyre alanin, men som det ses i figur 1, så er aminogruppen (NH2) placeret forskelligt på de to aminosyrer. I 1900 opdagede en russisk biokemiker stoffet carnosin, og 38 år senere fandt man ud af, at carnosin sandsynligvis fungerer som buffer (1). Forskningen i beta-alanin og dets præstationsfremmende effekter tog dog først for alvor fart efter, at man i 2006 påviste, at oralt tilskud med beta-alanin kunne øge koncentrationen af carnosin i musklerne og på denne måde forbedre præstationsevnen (2).

Figur 1. Strukturen af alanin (højre) og beta-alanin (venstre).

Beta-alanin er en ikke-essentiel aminosyre, idet levercellerne kan producere beta-alanin ud fra stoffet uracil, og beta-alanin indgår sammen med aminosyren histidin i dipeptidet carnosin. Carnosin findes i høj koncentration i vores skeletmuskler (3), og menes at have flere forskellige funktioner, herunder altså at fungere som buffer. En buffer er et stof som er i stand til at regulere pH (surhedsgraden i en væske). I cellerne og i blodet findes forskellige buffere som sørger for at pH-værdien holdes nogenlunde konstant, således at de biokemiske processer ikke går i stå.

Fra studier på både dyr og mennesker ved man, at koncentrationen af carnosin er højere i de hurtige type II muskelfibre end i de langsomme type I (4, 5, 6), og man har påvist, at sprintere og roere, udover at have en højere muskelkoncentration af carnosin end marathonløbere og inaktive, også er bedre til at regulere pH (7). Samme tendens er set hos dyr (8, 9), og i et studie har man fundet, at 4 ugers tilskud med beta-alanin hæmmer faldet i pH under cykelarbejde (10). Det menes derfor, at tilskud med beta-alanin kan udsætte muskeludmattelsen ved arbejde, som medfører en betydelig ophobning af laktat og H+-ioner.

Muskeludmattelse er dog et komplekst fænomen, som man stadig ikke helt forstår. Tidligere har den generelle opfattelse været, at mælkesyreophobningen var den primære årsag til udmattelse, men nyere forskning har vist, at det ikke er tilfældet, og at mælkesyre muligvis har en positiv effekt på præstationsevnen (11). I dag menes det, at muskeludmattelse bl.a. skyldes akkumulering af inorganisk phosphat, laktat, og H+ (11, 12), og de fleste idrætsfysiologiske forskere er enige om, at netop faldet i pH er en væsentlig årsag til muskeludmattelsen, når det gælder maksimalt anaerobt arbejde (11, 13), hvorfor tilskud med beta-alanin muligvis kan medvirke til at fremme præstationsevnen.

Udover at skaffe beta-alanin fra levercellernes produktion, kan det også fås via kosten. I vores mave-tarmsystem findes nemlig enzymet carnosinase som kan spalte carnosin (figur 2), som især findes i kylling og kalkun, til dets bestanddele beta-alanin og histidin (8). Derudover kan beta-alanin selvfølgelig også fås via kosttilskud.

Muskelcellerne er ikke i stand til at optage carnosin (14), og er heller ikke i stand til at producere histidin eller beta-alanin (13), hvorfor de først må optage histidin og beta-alanin fra blodbanen for derefter at sætte de to aminosyrer sammen og således danne carnosin (figur 2).

Tilgængeligheden af beta-alanin er den begrænsende faktor, når muskelcellerne skal producere carnosin (13), og det virker derfor logisk, at tilskud med beta-alanin kan øge mængden af carnosin i musklerne. Flere studier har da også påvist, hvordan ca. 5 gram beta-alanin dagligt i 4-6 uger effektivt øger mængden af carnosin i musklerne med ca. 30 – 60 % (3, 6, 15, 16). Man har desuden påvist, at tilskud i 10 uger kan øge musklernes indhold af carnosin med hele 80 % (5), og at koncentrationen af carnosin i musklerne aftager med ca. 2-4 % efter ophør med tilskuddet (17).

Tilskud med beta-alanin er altså en effektiv måde at øge musklernes indhold af carnosin. Denne øgede koncentration af carnosin i muskelvævet burde, ifølge teorien og carnosins fysiologiske funktion, resultere i en højere bufferkapacitet og dermed kunne udsætte muskeludmattelsen og forbedre præstationsevnen under visse anaerobe forhold. Men hvad siger litteraturen på dette område?

8 ugers tilskud med beta-alanin har vist sig at kunne forbedre præstationsevnen under en afsluttende 30 sekunders sprint efter et simuleret cykelløb, idet gruppen som modtog beta-alanin i gennemsnit trådte 5 % flere watt end kontrolgruppen (18). Hvad angår løbesprint har man dog ikke set de samme positive effekter af beta-alanin (19). På veltrænede løbere havde 4 ugers tilskud med beta-alanin ingen effekt på løbetiden under et 400m løb (15).



To studier har vist, at tilskud med beta-alanin, i kombination med højintenst intervaltræning på ergometercykel, ikke har ekstra effekter på den maksimale iltoptagelse sammenlignet med placebo-tilskud (20, 21). Derimod har 2 studier vist, at beta-alanin kan forbedre arbejdsevnen under cykelarbejde (5, 21), ligesom studier også har fundet, at beta-alanin kan forbedre præstationsevnen ved udmattelsesgrænsen hos både ældre og unge (22, 23, 24), samt ved arbejde omkring laktatgrænsen (25, 26).

For at undersøge effekten af beta-alanin på træningsvolumen, maksimal styrke og det hormonelle respons, satte man i et studie 8 unge mænd med mindst 3 års erfaring med styrketræning til at træne et 4-split styrketræningsprogram i 4 uger. Det viste sig, at tilskud med beta-alanin signifikant øgede træningsvolumen under squat, idet den totale træningsvolumen for 6 sæt squat steg fra 7203 kg til 9137 kg efter 4 ugers tilskud med beta-alanin, mens tilskud med placebo kun resulterede i en stigning fra 7303 kg til 7448 kg. Beta-alanin forbedrede dog ikke den maksimale styrke målt i 1 RM sammenlignet med placebo, ligesom det heller ikke havde nogen effekt på det hormonelle respons (27).

I et andet forsøg undersøgte man effekten af tilskud med beta-alanin kombineret med kreatin, sammenlignet med kreatin alene. 33 mænd med mindst to års erfaring med styrketræning blev tilfældigt delt i 3 grupper, som modtog enten beta-alanin og kreatin sammen, kreatin alene eller placebo. Deltagerne trænede et 4-split styrketræningsprogram i 10 uger, og man fandt, at tilskud med beta-alanin i kombination med kreatin signifikant øgede træningsvolumen sammenlignet med placebo-gruppen (28). Da dette ikke var tilfældet med gruppen, som kun indtog kreatin, tyder dette yderligere på, at beta-alanin øger træningsvolumen.

I et studie på amerikanske fodboldspillere fandt man ligeledes, at beta-alanin øgede træningsvolumen (her i bænkpres) (29), og på 400m-løbere har man fundet signifikante effekter af beta-alanin på styrkeøvelser for benene (15).

To af de ovenstående studier undersøgte også virkningen af beta-alanin på anaerobe tests (bl.a. Wingate test), men her fandt man ingen præstationsfremmende effekter (28, 29), og i et studie hvor 26 idrætsstuderende styrketrænede i 10 uger fandt man ingen effekt af beta-alanin på hverken styrken i box squat, bænkpres og dødløft eller på muskeludholdenheden under en armcurl-test (16).

I et review af Artioli og kolleger fra 2010 konkluderes det, at tilskud med beta-alanin kan øge præstationsevnen under kortvarigt arbejde med høj intensitet (13). Et andet review ligeledes fra 2010 konkluderer, at der er en voksende mængde evidens for, at beta-alanin forbedrer præstationsevnen under arbejde, som hæmmes af ophobningen af H+-ioner (1), og i et tredje review fra 2010 konkluderes det, at der er flere indikationer på, at en øget koncentration af carnosin i musklerne kan forsinke udmattelsen under arbejde med høj intensitet (2).

Ved for høje enkeltdoser har nogle forsøgspersoner oplevet en generende rødme og en meget ubehagelig prikken og irritation af huden. I et forsøg hvor forsøgspersonerne fik 40 mg beta-alanin pr. kg. kropsvægt opstod disse symptomer efter 20 minutter og varede i op til en time. Man forsøgte sig derfor med mindre doser på 20 mg pr. kg kropsvægt og 10 mg pr. kg kropsvægt, hvor de 10 mg kun gav anledning til milde symptomer. Disse bivirkninger ved beta-alanin er de eneste man er stødt på hidtil (3).

For at undgå disse irriterende bivirkninger bør man ikke bruge doser over 10 mg pr. kg kropsvægt, men da de fleste forsøg opererer med tilskud på 3 – 6 g beta-alanin dagligt, er det altså nødvendigt, at dele denne dagsdosis op i mindre portioner på ca. 800 mg. Ved at benytte specielle kapsler, som bedre kontrollerer frigivelsen af beta-alanin, kan man indtage op til 1600 mg, uden at det medfører bivirkninger (2, 13).

Carnosin fungerer sandsynligvis som intramuskulær buffer, og flere studier har vist, at tilskud med beta-alanin er en effektiv metode til at øge musklernes indhold af carnosin. En øget koncentration af carnosin i musklerne vil potentielt øge musklernes evne til at regulere pH, og dermed kunne være med til at udsætte udmattelsen under hårdt anaerobt arbejde, hvor dannelsen af laktat og H+ medfører et fald i pH.

Mens man på cykelsprint har set en effekt af beta-alanin, har man ikke kunnet påvise det samme ved løb. Hvad angår præstationsevnen ved udmattelses- og laktatgrænsen ser beta-alanin her ud til at have en effekt, ligesom flere studier har vist, at beta-alanin øger træningsvolumen. Tilskud med beta-alanin har dog i to studier ikke påvirket den maksimale styrke, ligesom man heller ikke har set en effekt på forskellige anaerobe tests.

(1) Sale, C. et al: Effect of beta-alanine supplementation on muscle carnosine concentrations and exercise performance, Amino Acids, 2010 Jul;39(2):321-33.

(2) Derave, W. et al: Muscle Carnosine Metabolism and β-Alanine Supplementation in Relation to Exercise and Training, Sports Med, 2010: 40(3): 247 – 263.

(3) Harris, R. C. et al: The absorption of orally supplied beta-alanine and its effect on muscle carnosine synthesis in human vastus lateralis, Amino Acids, 2006;30(3):279 – 89.

(4) Sewell, D. A. et al: Estimation of the carnosine content of different fibre types in the middle gluteal muscle of the thoroughbred horse, J Physiol, 1992;455:447-53.

(5) Hill, C. A. et al: Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity, Amino Acids, 2007 Feb;32(2):225-33.

(6) Kendrick, I. P. et al: The effect of 4 weeks beta-alanine supplementation and isokinetic training on carnosine concentrations in type I and II human skeletal muscle fibres, Eur J Appl Physiol, 2009, 106: 131-138.

(7) Parkhouse, W.S. et al: Buffering capacity of deproteinized human vastus lateralis muscle, J Appl Physiol, 1985; 58: 14 – 17.

(8) Abe, H.: Role of histidine-related compounds as intracellular proton buffering constituents in vertebrate muscle, Biochemistry (Mosc), 2000; 65 (7): 757 – 65.

(9) Harris, R.C. et al: Muscle buffering capacity and dipeptide content in the thoroughbred horse, greyhound dog and man, Compar Biochem Physiol, 1990; 97 (2): 249 – 51.

(10) Baguet, A. et al: Beta-alanine supplementation reduces acidosis but not oxygen uptake response during high-intensity cycling exercise, Eur J Appl Physiol, 2010 Feb;108(3):495-503.

(11) Costill, D. L. et al: Physiology of sports and exercise, 4. udgave, Human kinetics, 2008.

(12) Westerblad, H. et al: Muscle fatigue: Lactic acid or inorganic phosphate the major cause?, News Physiol Sci, 2002 Feb;17:17-21.

(13) Artioli, G. G. et al: Role of β-Alanine Supplementation on Muscle Carnosine and Exercise Performance, Med Sci Sports Exerc, 2010 Jun;42(6):1162-73.

(14) Bauer, K.; Schulz, M.: Biosynthesis of carnosine and related peptides by skeletal muscle cells in primary culture, Eur J Biochem, 1994;219(1-2):43-7.

(15) Derave, W. et al: beta-Alanine supplementation augments muscle carnosine content and attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters, J Appl Physiol, 2007 Nov;103(5):1736-43.

(16) Kendrick, I. P. et al: The effects of 10 weeks of resistance training combined with beta-alanine supplementation on whole body strength, force production, muscular endurance and body composition, Amino Acids, 2008, 34:547–554.

(17) Baguet, A. et al: Carnosine loading and washout in human skeletal muscles, J Appl Physiol, 2009 Mar; 106(3): 837 – 42.

(18) Thienen, R. V. et al: Beta-Alanine Improves Sprint Performance in Endurance Cycling, Med Sci Sports Exerc, 2009 Apr;41(4):898-903.

(19) Sweeney, K. M. et al: The effect of beta-alanine supplementation on power performance during repeated sprint activity, J Strength Cond Res, 2010 Jan;24(1):79-87.

(20) Walter, A. A. et al: Six weeks of high-intensity interval training with and without beta-alanin supplementation for improving cardiovascular fitness in women, Journal of Strength and Conditioning Research, 2010 May;24(5):1199-207.

(21) Smith, A. E. et al: Effects of beta-alanine supplementation and high-intensity interval training on endurance performance and body composition in men: a double-blind trial, Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2009, 6:5.

(22) Stout, J. R. et al: The effect of beta-alanine supplementation on neuromuscular fatigue in elderly (55 – 92 Years): a double-blind randomized study, Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2008, 5:21.

(23) Stout, J. R. et al: Effects of twenty-eight days of beta-alanine and creatine monohydrate supplementation on the physical working capacity at neuromuscular fatigue threshold, Journal of Strength and Conditioning Research, 2006, 20(4), 928–931.

(24) Stout, J. R. et al: Effects of beta-alanine supplementation on the onset of neuromuscular fatigue and ventilatory threshold in women, Amino Acids, 2007;32(3):381-6.

(25) Jordan, T. et al: Effect of beta-alanine supplementation on the onset of blood lactate accumulation (OBLA) during treadmill running: Pre/post 2 treatment experimental design, Journal of the international society of sports nutrition, 2010, 7:20.

(26) Zoeller, R. F. et al: Effects of 28 days of beta-alanine and creatine monohydrate supplementation on aerobic power, ventilatory and lactate thresholds, and time to exhaustion, Amino Acids, 2007 Sep;33(3):505-10.

(27) Hoffman, J. et al: Beta-alanine and the Hormonal Response to Exercise, Int J Sports Med, 2008; 29:952 – 958.

(28) Hoffman, J. et al: Effect of Creatine and Beta-alanine Supplementation on Performance and Endocrine Responses in Strenght / Power Athletes, International Journal of Sports Nutrition and Exercise Metabolism, 2006, 16, 430 – 446.

(29) Hoffman, J. et al: Short-duration beta-alanin supplementation increases training volume and reduces subjective feelings of fatigue in college football players, Nutr Res, 2008 Jan;28(1):31-5.