Vliv hydroxymethylbutyrátu a leucinu na nárůst svalové hmoty u trénujících jedinců

Bc. Kateřina Hercíková

Master's thesis

Effect of hydroxymethylbutyrate and leucine on muscle mass growth in training individuals

Abstract:

HMB (hydroxymethylbutyrát) je chemická látka užívaná sportovci ke zvýšení fyzického výkonu, lepší stavbě svalové tkáně a pro zabránění odbourávání bílkovin při fyzické zátěži. Tato látka je nezbytná pro syntézu cholesterolu, výstavbu buněčných membrán a steroidních hormonů. Jedná se o metabolit větvené aminokyseliny leucinu, který je ale na HMB přeměňován pouze v malém množství (cca 5 %). Teoretická část práce se věnuje popisu kosterního svalstva a hlavních faktorů ovlivňujících jeho hypertrofii, doplněných o vliv leucinu a HMB. Do teorie byl zároveň zařazen přehled metod měření tělesného složení a závěr teoretické části je věnován dosud publikovaným studiím, které se zabývají působením leucinu a HMB na svalovou hmotu. Výzkum v této oblasti se v posledních letech zabýval otázkou, zda doplnění HMB samotného bude mít vyšší účinek než podání samotného leucinu. Poslední data naznačují, že účinek by mohl být velmi podobný, ale není zatím dostatek klinických dat, abychom něco takového mohli tvrdit. Hraje zde roli mnoho proměnných. Experiment v druhé části této práce přispěl k dosavadním studiím a otestoval vliv těchto dvou látek na budování svalové hmoty u 27 náhodně vybraných zdravých jedinců ve věku 20–47 let. Tito jedinci byli prověřeni dotazníkem, aby byly zjištěny informace o jejich stravovacích návycích, pohybové aktivitě, zdravotním stavu apod. Následně byli seznámeni s testováním, užíváním doplňku a instruováni ohledně jejich doporučeného denního příjmu. Následovalo náhodné rozdělení do 3 skupin: a) skupina, která užívala HMB, b) skupina, která užívala leucine, c) skupina, která užívala placebo. Celá skupina byla v kalorickém nadbytku. Studie byla dvojitě zaslepená. Jedinci ze dvou skupin užívali 6 týdnů doplněk stravy a druzí placebo. Po 1 týdnu vysazení (wash-out pauza) se skupiny „HMB“ a „leucine“ prohodily na dalších 6 týdnů, placebo zůstalo stejné kvůli srovnání nárůstu způsobeného čistě periodizovaným tréninkem s progresivním zatížením. Všichni jedinci byli zváženi na váze měřící tělesné složení – InBody před testováním, v průběhu a na konci první i druhé části. Výsledky po prvních šesti týdnech experimentu ukázaly spíše stejný vliv obou látek na hypertrofii svalu u testovaných jedinců. Statistický výpočet ukázal jen malý rozdíl u působení leucinu (p = 0,02) a HMB (P = 0,07), kde leucin prokazuje statisticky významný rozdíl. U placebo skupiny je vidět menší vliv látky na svalovou hmotu (p = 0,38). Druhá část experimentu byla hodně omezena vlivem onemocnění subjektů a pandemické situace, proto jsou výsledky této části uvedeny a experiment proběhl v plném rozsahu, pouze jejich výsledek není dostatečně směrodatný. Proto není zahrnut do diskuse. HMB a leucin prokázaly v obou částech experimentu potenciálně spíše stejný účinek na růst svalové hmoty. Pro věrohodnější výsledky je v práci zahrnut návrh pro replikaci této studie. Při dodržení stejných podmínek, obohacených o rady pro replikaci, by bylo možné přesněji potvrdit vliv těchto dvou látek na tělesnou kompozici.

Abstract:

HMB (β-Hydroxy β-methylbutyric acid) is a chemical substance utilized by athletes to increase performances, improve muscle hypertrophy and prevent protein degradation due to physical strain. It is essential for synthesis of cholesterol and steroid hormones, as well as for cellular membrane growth. It is a metabolite of leucine, a branched-chain amino acid, although only a small portion of it (about 5 %) is transformed into HMB. The theoretical part of this thesis describes skeletal muscles and the main factors affecting their hypertrophy as well as the effects of leucine and HMB on them. It also provides an overview of various methods of body composition measurement. Lastly, it probes several published studies and papers on the effects of leucine and HMB on muscle tissue. The contemporary research in this area has explored the question if supplementation of just HMB will have better results than supplementation of just leucine. The latest results suggest that the effects could be very similar; however, not enough clinical data is available as of yet to provide much certainty in light of the many variables at play here. The experiment outlined in the second part of this thesis further expands upon this research by examining the effects of these two substances on muscle hypertrophy in a sample of 27 randomly selected healthy individuals aged 20 through 47 years. These individuals were first examined through a questionnaire with the aim of finding out about their eating habits, physical activity, medical conditions, etc. They were then familiarized with the experiment procedures and supplementation as well as instructed on their recommended daily intake. After that, the subjects were randomly split into three groups: a) individuals taking HMB, b) individuals taking leucine, and c) individuals taking placebo. Regardless of their group, all subjects were in caloric surplus. The whole study was double-blind. After six weeks of this supplementation and an additional one week of a wash-out period, the two groups supplementing HMB and leucine were swapped and the experiment continued for another six weeks. Crucially, the placebo group remained the same for the entire duration in order to provide a baseline of expected improvement caused merely by regular exercise with progressive overload. At the beginning of the study, throughout its duration as well as at the end of both major parts, all subjects were weighed on an InBody scale measuring body composition. The results from the first six weeks of the experiment have shown mostly similar effects of both examined substances on muscle hypertrophy. Statistical analysis suggests only a small difference with leucine (p = 0.02) or HMB (p = 0.07) with leucine’s effect being more statistically significant. The placebo group exhibits a lower increase in muscle growth (p = 0.38). The second part of the experiment has been significantly marred by the pandemic with many subjects contracting the virus. While the whole experiment still took place in its entirety, the results from this part are not included in the discussion due to their lowered validity. Throughout both parts of the study, both HMB and leucine have exhibited a rather similar effect on muscle growth. This thesis contains suggestions on how to replicate this experiment in order to obtain more credible results. Taking these into account as well as maintaining the same conditions, it would be possible to further confirm the effect of these two substances on body composition.

Keywords

anablický účinek, hydroxymethylbutyrát (HMB), leucin, svalová hmoty, trénink

Keywords

β-Hydroxy β-methylbutyric acid (HMB), leucine, muscle, conditioning exercis, anabolic effect

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Lenka Kouřimská, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition