در حالی که بسیاری از انسان ها می توانند تمام کالری مورد نیاز خود را از غذاها در رژیم غذایی روزانه خود مصرف کنند، ورزشکاران حرفه ای ممکن است در تامین نیازهای پروتئین خود به تنهایی از طریق رژیم غذایی مشکل داشته باشند به خصوص زمانی که در تلاش برای افزایش وزن یا عضله سازی هستند. مکمل هایی که به عنوان کمک به افزایش وزن افراد به روشی سالم به بازار عرضه می شوند می توانند راهی مناسب و کارآمد برای افزایش مصرف کالری و مواد مغذی باشند. مکمل های افزایش وزن معمولاً شامل کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و چربی‌ها یا آمینو اسید ها در مقادیر مختلف هستند تا به افزایش وزن کمک کنند و در صورت ترکیب با تمرینات قدرتی، رشد عضلات را تقویت می کنند. برخی از افزایش دهنده های وزن نیز شامل ویتامین ها و مواد معدنی هستند یا به عبارتی مواد یا افزودنی های دیگری را نیز شامل می شوند.
آمینو اسیدهای شاخه دار BCAAs ، از جمله لوسین، ایزولوسین و والین ، نقش مهمی در تنظیم هموستاز انرژی، متابولیسم تغذیه، سلامت روده، ایمنی و بیماری در انسان و حیوانات دارند. BCAA ها به دلیل شکل زنجیره جانبی کربن شاخه دار خود به عنوان BCAAs نیز شناخته می شوند و به عنوان فراوان ترین آمینو اسیدهای ضروری نه تنها بسترهای سنتز ترکیبات نیتروژنی هستند، بلکه منبع اصلی نیتروژن برای گلوتامین هستند و به عنوان مولکول های سیگنالی برای تنظیم متابولیسم گلوکز، لیپیدها و سنتز پروتئین، سلامت روده و ایمنی از طریق شبکه سیگنالینگ خاص عمل می کنند. از این رو، بهینه سازی سطوح BCAA در رژیم غذایی باید تأثیر مثبتی بر پارامترهای مرتبط با سلامت و بیماری ها داشته باشد.
بافت چربی از طریق ذخیره مواد مغذی اضافی و لیپولیز نقش عمده ای در هموستاز گلوکز و لیپید ایفا می کند و همچنین در حفظ تعادل BCAA نقش دارد. مصرف بیش از حد مواد مغذی یا چاقی به ترتیب باعث افزایش کاتابولیسم BCAA و مهار اکسیداسیون اسیدهای چرب در عضله اسکلتی و بافت چربی می شود. مطالعات ظرفیت بالقوه بافت چربی را برای تنظیم BCAA های در گردش در داخل بدن از طریق تنظیم مختصات آنزیم های BCAA بافت چربی نشان داده است.در نتیجه BCAA ها می توانند متابولیسم گلوکز و چربی را از طریق مسیر فسفاتیدیل 3-کیناز تنظیم کنند.
BCAA سنتز پروتئین را در شرایط آزمایشگاهی در عضله اسکلتی تحریک می کنند، که در آن لوسین مهمترین نقش را ایفا می کند، جدا از ماهیچه های اسکلتی، لوسین سنتز پروتئین را در بافت های دیگر مانند بافت چربی نیز افزایش می دهد قابل ذکر است ایزولوسین و والین به تنهایی اثری به عنوان تنظیم کننده مواد مغذی سنتز پروتئین در عضلات اسکلتی ندارند. مطالعات متعدد نشان داده اند که لوسین دارای اقدامات بیوشیمیایی حیاتی است که در تحریک سنتز پروتئین، مهار تخریب پروتئین، افزایش فعالیت پروتئین نقش دارد.
BCAA ها همچنین به عنوان یک تنظیم کننده برای ارتقای سلامت روده، انتقال دهنده مواد مغذی و عملکرد مرتبط با سیستم ایمنی عمل می کنند و سپس سلامت روده را بهبود می بخشند. BCAA ها ممکن است مقاومت در برابر بیماری و سلامت روده را از طریق تعدیل دفنسین درون زا در انسان افزایش دهند.
BCAA ها به عنوان اهداکنندگان نیتروژن و اسکلت های کربنی نیز برای سنتز اسیدهای آمینه دیگر مانند گلوتامین، در حمایت از عملکرد سلول های ایمنی مهم هستند. کمبود BCAA در رژیم غذایی به دلیل کمبود لنفوسیت ها و گلبول های سفید، عملکرد ایمنی ذاتی را مختل می کند و حساسیت به عوامل بیماری زا را افزایش می دهد . مکمل‌های BCAA می‌توانند مکانیسم‌های دفاعی میزبان، یعنی عملکرد فاگوسیتیک نوتروفیل‌ها و فعالیت سلول‌های کشنده طبیعی را در بیماران سیروز بازیابی کنند. مصرف BCAA فواید بالقوه ای برای پروفایل متابولیک دارد ، به صورتی که مصرف صحیح BCAA می تواند با کاهش خطر ابتلا به دیابت همراه باشد.
در نتیجه کاتابولیسم و تعادل BCAA ارتباط نزدیکی با سلامتی و بیماری دارد.
مزیت های آمینو اسیدهای شاخه‌دار زنجیره‌ای در بدنسازی و ورزش‌های فیزیکی:
تقویت رشد عضلات: به تحریک سنتز پروتئین و حفظ تعادل نیتروژن در عضلات کمک کرده و رشد عضلات را تسریع می‌بخشد.
کاهش خستگی عضلانی: مصرف BCAA باعث کاهش خستگی و درد عضلات پس از تمرینات فشاری می‌شود، از این‌رو افزایش توان و بازیابی سریعتر امکان‌پذیر می‌شود.
جلوگیری از تحلیل و تجزیه عضلات: به جلوگیری از تحلیل و تجزیه عضلات کمک کرده و تخریب پروتئین عضلانی را کاهش می‌دهد.
حفظ تعادل نیتروژن: این آمینو اسیدها در حفظ تعادل نیتروژن در بدن سهم مهمی دارند که برای حفظ عضلات ضروری است.
گلوتامین فراوان ترین اسید آمینه آزاد در بدن است. گلوتامین را می توان در تمام سلول ها به عنوان ماده ای برای تولید نیکوتین آمید، آدنین فسفات، نوکلئوتیدها، پورین ها، پیریمیدین، آنتی اکسیدان ها و مسیرهای بیوسنتزی اضافی متعددی که به یکپارچگی سلول ها و عملکرد طبیعی آنها مربوط می شود، استفاده کرد. سطح طبیعی گلوتامین در پلاسما 500-750 میکرومول در لیتر است . این اسید آمینه پس از ترانس آمینواسید شدن از آمینو اسیدهای شاخه دار توسط ماهیچه های اسکلتی و سایر بافت ها سنتز می شود. گلوتامین نقش ساختاری به عنوان اسید آمینه تشکیل دهنده در توالی پروتئین ایفا می کند. مکمل ال-گلوتامین پس از ورزش شدید ممکن است به بهبود قدرت عضلانی کمک کند.
اگرچه در بدن، گلوکز مهمترین متابولیت و سوخت اولیه برای سلول‌ها است، سلول‌های ایمنی (لنفوسیت‌ها، نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها) در شرایط کاتابولیک مانند بهبودی پس از سوختگی‌های جراحی، سپسیس، سوءتغذیه و غیره میزان بیشتر یا مساوی از گلوتامین در مقایسه با گلوکز استفاده می‌کنند. همچنین مشاهده شده است که گلوتامین دارای خواصی است که آن را قادر می سازد با پروتئین ترکیب شود. در بافت، عضلات اسکلتی و کبد، غلظت گلوتامین بسیار بیشتر از پلاسما است. در طول ورزش شدید، عضلات در طول مدت زمان محدودی دچار خستگی و ضعف می شوند. در این موارد خاص، آسیب عضلانی ممکن است چند روز طول بکشد تا بهبود یابد. در نهایت، گلوتامین، و همچنین سایر اسیدهای آمینه، حالت آنابولیک عضلانی را بهبود می بخشد و سنتز پروتئین را افزایش می دهد.
مزیت های گلوتامین در بدنسازی و ورزش‌های فیزیکی:
تقویت سنتز پروتئینی: گلوتامین می‌تواند سنتز پروتئین در عضلات را تقویت کند، که این امر می‌تواند به بهبود رشد عضلات کمک کند .حفظ عضلات: مصرف گلوتامین می‌تواند از تقلیل عضلات در اثر ورزش‌های شدید جلوگیری کند و عضلات را حفظ کند .
حفظ سیستم ایمنی: گلوتامین می‌تواند به حفظ سیستم ایمنی بدن در مقابل عوامل خطرناکی که ممکن است اثرات منفی بر ورزشکاران داشته باشند، کمک کند.
کاهش خستگی: برخی تحقیقات نشان داده‌اند که گلوتامین می‌تواند خستگی را کاهش داده و بهبود قابلیت های ورزشی را افزایش دهد.کربوهیدرات درون زا به عنوان گلیکوژن در کبد و ماهیچه ذخیره می شود. گلیکوژن یک پلیمر منشعب از گلوکز است که در آن سلول ها گلوکز را ذخیره کرده و برای برآوردن نیازهای انرژی خود استفاده می کنند. گلیکوژن عضلانی منبع اصلی انرژی در طول تمرینات طولانی مدت با شدت متوسط تا زیاد است. ایجاد خستگی در حین ورزش اغلب با غلظت پایین گلیکوژن عضلانی همراه است. سطح گلیکوژن عضلانی معمولاً در عرض 24 ساعت به سطح قبل از تمرین بازیابی می شود، در صورتی که میزان کافی کربوهیدرات برای بدن از طریق رژیم غذایی یا مکمل فراهم شود. توصیه‌های تغذیه‌ای برای ورزشکاران استقامتی از در دسترس بودن کربوهیدرات بالا برای ریکاوری پس از ورزش برای پر کردن ذخایر گلیکوژن حمایت می‌کند. علاوه بر این، پیشنهاد شده است که مصرف فوری (یعنی حداقل در 30 دقیقه پس از ورزش)کربوهیدرات در فواصل زمانی مکرر (یعنی 15 تا 30 دقیقه) ممکن است سنتز گلیکوژن عضلانی را با حفظ سطوح بالای گلوکز و انسولین پلاسما به حداکثر می رساند.
منبع اصلی انرژی: کربوهیدرات به عنوان یک منبع اصلی انرژی برای ورزش‌های شدید و تمرینات حجم دهنده عمل می‌کند. ورزشکاران نیاز دارند که انرژی زیادی برای تمرینات سنگین داشته باشند، و کربوهیدرات تأمین کننده این انرژی فوری می‌باشد .
تخلیص گلیکوژن عضلات: مصرف کربوهیدرات منجر به تخلیص و ذخیره گلیکوژن در عضلات می‌شود که این امر باعث افزایش حجم عضلات می‌شود. گلیکوژن نقش مهمی در ایجاد حجم عضلات دارد و در فرآیند رشد و ترمیم عضلات تأثیرگذار است.
حفظ عضلات: مصرف کربوهیدرات در طول تمرینات سنگین به حفظ عضلات کمک می‌کند و از تخریب عضلات جلوگیری می‌کند. این موضوع باعث افزایش حجم عضلات و ارتقای کارایی ورزشی می‌شود . در نتیجه مکمل های ورزشی حاوی پروتئین ،گلوتامین ، آمینو اسیدهای شاخه‌دار زنجیره‌ای و کربوهیدرات می تواند گزینه مناسبی برای بهبود عملکرد ورزشی ، حجم دهی و وزن گیری باشد .