В последние годы в мире возрос интерес к [[Бета-аланин|бета-Аланин]]у (β-Аланин, β-Alanine, БА) как биологически активной [[Аминокислоты|аминокислоте]], применяемой в качестве фармаконутриента с целью повышения физической готовности как спортсменов, так и обычных лиц, занимающихся физкультурой или подверженных повышенным физическим нагрузкам. В период с 2007 по 2015 год выполнено большое количество исследований у разных категорий лиц: профессиональных спортсменов, военных, обычных тренированных и нетренированных лиц, - для определения эффективности БА, дозировок и схем использования. На основании этих работ сформулированы рекомендации для однократного (острого) и курсового применения БА, сочетания с другими макро-, микро- и фармаконутриентами. В то же время, в отечественной литературе крайне мало работ, посвященных данному вопросу, что затрудняет практическое применение БА. Данный обзор предназначен для восполнения пробела в этом плане и создания основы для будущих российских рекомендаций.

=== Структура и физико-химические свойства β-Аланина (БА) ===

'''Бета-Аланин''' (''3-аминопропионовая кислота''; ''бета-аминопропионовая кислота''; ''3-Aminopropionic acid''; ''Beta-Aminopropionic acid'') имеет молекулярный вес 89,1 г/моль, чрезвычайно высокую растворимость в воде 545 г/л (при 25оС). Растворимость в воде L-Аланина (альфа-Аланина) при той же температуре - 166 г/л.

*'''Исследование 2. Двухнедельное введение БА''' (n=6) в дозе 10 мг/кг веса тела 3 раза в день (три приема БА с 9.00 утра с интервалом 3 часа).

*'''Исследование 3. Четырехнедельное введение БА или Карнозина''' (n=16) 4 раза в день по 800 мг БА или плацебо для оценки влияния хронического введения БА на биохимические и гематологические показатели крови.

'''В исследовании 1''' с однократным введением различных доз БА выявлено, что доза 40 мг/кг БА вызывает побочные эффекты в виде покраснения и покалывания, которые развиваются через 20 мин после перорального применения и продолжаются в течение 1 часа, после чего бесследно исчезают. Эти проявления возникают первично на ушах, лбе, коже черепа, и распространяются далее на нос, руки, спину и ягодицы. Аналогичные, но гораздо менее интенсивные и кратковременные проявления, отмечены и в дозе 20 мг/кг веса тела, и достаточно редко – в дозе 10 мг/кг (ориентировочная фиксированная средняя доза 800 мг на прием). Пики концентраций БА (рис.1) для всех исследуемых доз наблюдались в интервале 30-40 минут, при этом максимальная концентрация БА в плазме отмечалась в дозе 40 мг/кг (833,5±42,8 мкмол/л на 40-ой минуте), что в 2,2 раза превышает максимальную концентрацию в дозе 20 мг/кг. Эффект дозы 10 мг/кг был очень мал. Затем концентрация БА в плазме быстро снижается в течение часа в дозе 20 мг/кг, и 1,5-2 часов – в дозе 40 мг/кг. Время полужизни (Т1/2) для всех введенных доз составляет около 25 минут. Результаты показали, что имеются существенные различия в абсорбции и динамике содержания БА в плазме между пероральным введением БА в чистом виде или в растворе куриного бульона (рис.2).

Из графиков видно, что куриный бульон замедляет всасывание БА, снижает пик его концентрации в плазме крови, но пролонгирует время повышения концентрации. Так, пик концентрации в плазме при введении БА в составе куриного бульона примерно в два раза ниже, чем при введении БА в чистом виде (427,9±66,1 мкмол/л на 90-ой минуте, и 833,5±42,8 мкмол/л на 40-ой минуте, соответственно).

В исследовании 1 оценивалась также потеря введенного перорально БА с мочой в зависимости от дозы. Потери составили 0,6±0,09%, 1,5±0,4% и 3,6±0,5% для доз 10, 20 и 40 мг/кг, соответственно.

'''В исследовании 2''' с двухнедельным введением БА в дозе 10 мг/кг веса тела 3 раза в день (три приема БА с 9.00 утра с равными интервалами в 3 часа) и примерной разовой дозой 800 мг выявлено (рис.3), что концентрация БА в плазме после каждого приема препарата успевала вернуться к исходным значениям (через 3 часа) перед следующим приемом. Побочные эффекты, характерные для более высоких доз и, частично, для данной дозы при первом применении, при повторных приемах уже не проявлялись. Пик концентрации БА в плазме после приема дозы 10 мг/кг составлял такую же величину, что и в исследовании 1.

В связи с выявленным снижением выраженности и частоты побочных эффектов БА при замедлении всасывания в кишечнике, были созданы ретардные формы с постепенным высвобождением БА (таблетки, порошки). Изучению фармакокинетики и связанных побочных эффектов одной из таких форм БА в виде таблеток (slow-release - SR) c постепенным выделением БА посвящена работа J.Decombaz и соавторов (2012). В рандомизированном одиночном-слепом исследовании на 11 здоровых добровольцах сравнивались основные фармакокинетические параметры однократного утреннего введения обычного водного раствора БА и ретардных таблеток в дозе 1,6 г (табл.1).

Как видно из таблицы 1, величина пика концентрации (Сmax) при приеме ретардных таблеток была примерно в три раза ниже, чем в случае водного раствора, а время его достижения (Тmax) – в два раза дольше (1 час против 0,5 часа). В то же время не выявлено различий в площадях под кривыми «концентрация/время», снижались потери БА с мочой (202 против 663 мкмол, Р<0,0001) и повышалось удержание БА в организме (98.9% против 96.3%, Р<0.001). Побочные эффекты, описанные ранее как покраснение и покалывание в определенных участках кожи, и соответствующие по времени максимуму концентрации БА в плазме крови, были значительно менее выражены при приеме ретардных таблеток (Р<0,001), а по частоте возникновения приближались к эффекту плацебо. Таким образом, ''применение ретардных форм, обеспечивающих замедленное высвобождение БА в кишечнике, позволяет избежать побочных эффектов неретардированных форм БА при сохранении величины основного показателя (для хронического применения вещества) – площади под кривой «концентрация-время»''. Эти факторы обеспечивают, по крайней мере для тех спортсменов, которые болезненно реагируют на покраснение кожи и парестезии при применении повышенных доз БА, несомненные преимущества SR-форм.

Особенности метаболизма БА обусловлены его химической структурой. На рисунке 4 представлено сходство БА с некоторыми другими аминокислотами и процесс образования карнозина в скелетных мышцах.

'''БА''' – непротеиногенная аминокислота (не участвует в синтезе белков) и продуцируется в самом организме в процессе распада пиримидинов, декарбоксилирования кишечной микрофлорой L-аспартата и трансаминирования при взаимодействии 3-оксопропаната и L-аспартата (K.E.Tiedje и соавт., 2010). Синтез БА происходит в печени в процессе необратимой деградации тимина, цитозина и урацила. После синтеза БА транспортируется в мышечные клетки, проникает в сарколемму за счет натрий и хлор-зависимой транспортной системы, которая может быть универсальной для сходных по химической структуре аминокислот (рис.4). Аналогичный процесс происходит и в ЦНС, где БА играет роль нейропередатчика и нейромодулятора, имеет идентифицированные места связывания с рецепторами ГАМК, NMDA и глицина в гиппокампе и некоторых других структурах, участвующих в формировании когнитивных функций.

V.de Salles Painelli и соавторы (2014) в Бразилии провели исследование у 40 молодых мужчин, разделенных на две равные по численности группы (тренированные и нетренированные), которые получали пищевые добавки БА в дозе 6,4 г/день (две желатиновые капсулы по 800 мг 4 раза в день) в течение 4-х недель, либо плацебо (декстроза в эквивалентной дозе). В каждую капсулу добавлялось 100 мг карбоксиметилцеллюлозы для замедления всасывания БА в кишечнике и снижения парестезий. В процессе исследования регистрировалось большинство антропометрических данных, а протокол тестирующей физической нагрузки включал 4 подхода по 30 сек. работы на велотренажере (модифицированный вариант Wingate-теста) с эргометрией. Общий объем выполняемой работы под влиянием БА увеличивался как в группе нетренированных, так и тренированных испытуемых, но достоверно снижался в группе с плацебо у нетренированных лиц, и не изменялся в группе с плацебо у тренированных (рис.5). БА также повышал средние показатели мощности в 4-ом подходе у нетренированных лиц, и в большинстве подходов – у тренированных лиц. В группах с плацебо изменений мощности не отмечено. Таким образом, БА – эффективная пищевая добавка для улучшения показателей готовности при выполнении повторяющихся кратковременных упражнений как у тренированных, так и у нетренированных лиц.

=== Применение пищевых добавок БА в различных видах спорта ===

W.Chung и соавторы (2012) из Австралии выполнили специальное исследование в группах элитных пловцов (23 мужчины и 18 женщин, возраст 21.7 ± 2.8 года), которые в течение 10 недель получали пищевую добавку БА (4 недели нагрузочную дозу 4,8 г/день, далее поддерживающую дозу 3,2 г/день) или плацебо. Рассчитывался логарифм времени тренировочной готовности до и после курса приема БА (до и после национальных и международных соревнований). Стандартный тренировочный тест включал спринтерскую дистанцию (4х50м). Анализ крови включал оценку рН, концентрацию бикарбоната и лактата. Не выявлено значимых эффектов БА в отношении показателей крови. Вместе с тем, динамика изменений физической готовности, определяемая по времени выполнения плавательного теста, существенно зависела от срока приема БА (рис.6).

Как видно из графиков, до 4-ой недели включительно отмечается снижение среднего времени прохождения дистанции на фоне ежедневной дозы БА 4,8 г/день. Однако далее переход на поддерживающую дозу 3,2 г/день приводит к полному устранению положительных сдвигов в концу курсового приема БА. Авторы делают заключение, что '''прием БА в дозе 4.8 г/день в течение 4-х недель умеренно повышает физическую готовность у элитных женщин-пловцов, но при дальнейшем снижении дозы до 3,2 г/день в течение 6-и недель эти положительные сдвиги уходят'''. Выявленные закономерности требуют: 1) учета времени курсового назначения дозы 4,8 г/день (не более 4-х недель до старта); 2) продолжения исследования данной дозы без снижения в сроки более 4-х недель; 3) исследования комбинаций БА (в частности с креатином) в тех же условиях.

| K.M.Sweeney и соавт., 2010 || Мужчины, восстановительный период. БА=9, ПЛ=10 || 2 подхода 5х5 с. Спринт на беговой дорожке || 4 г/день 7 дней, затем 6 г/день 28 дней || 196 || БА=0,037<br />ПЛ=0,116

|-

Имитация режима велогонки || 2 г/день 14 дней, затем 3 г/день 14 дней, затем 4 г/день 28 дней || 182 || БА=0,292<br />ПЛ=0,060

|-

В последующих работах J.R.Hoffman и соавторы (2015a,b) на солдатах этого же элитного подразделения сил самообороны Израиля исследовали влияние ежедневного приема БА в дозе 6 г/день в течение 30 дней на содержание карнозина в мышцах и мозге методом магнитно-резонансной спектроскопии (МРС – MRS – диагностический метод исследования, основанный на использовании явления ядерного магнитного резонанса для получения биохимического профиля тканей). Оценивалась также физическая готовность и когнитивные функции, но уже с помощью другого теста, более адекватного специфике задач данного подразделения. Через 30 дней отмечено значительное увеличение содержания карнозина в мышцах (рис.7), совпадающее с изменениями, наблюдаемыми ранее у спортсменов (см.выше), но без изменения уровня карнозина в мозге.

Улучшение физической готовности носило выборочный характер и касалось, в основном, однократного кратковременного (в интервале 60-360 секунд) упражнения (переноска пострадавшего на 50 метров) (рис.8).

С помощью нового теста удалось выявить достоверное улучшение когнитивных функций на фоне приема БА, что проявлялось не только повышением точности стрельбы, но и способностью сохранять фокусировку в условиях массированного огня. Этот факт расценен авторами как результат антистрессорного опосредованного действия БА.