Kollagen-Vitamin-C-Dosis-Wirkungs-Leistung (Collagen)

In Vorarbeiten zur Untersuchung der physiologischen Determinanten der maximalen Leistung bei Wurfereignissen fanden Forscher heraus, dass der beste Prädiktor für Eliteleistung die Rate der Kraftentwicklung (RFD; Kraft (N) x Zeit (Sek.)) bei der Ausführung und isometrischen Kniebeugen war. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Athleten trainieren, um die RFD zu optimieren, um ihre Leistung zu maximieren.

RFD wird durch drei Faktoren bestimmt:

1. Neurale Aktivierung der Muskulatur
2. Art des Motorproteins (schnelles oder langsames Myosin)
3. Kraftübertragung Interessanterweise ist die Leistung bei Kraftbewegungen (die stark von RFD abhängig sind) wie dem vertikalen Sprung eng mit der Sehnensteifheit und umgekehrt mit der Muskelgröße verbunden. Dies weist darauf hin, dass die Kraftübertragung in Form von Sehnensteifheit eine wichtige Rolle bei der Leistung spielt und eine große Varianz bei der Bestimmung der Fähigkeit eines Athleten erklären kann, während einer dynamischen Bewegung schnell Kraft zu entwickeln.

Die Steifheit einer Sehne wird durch die Menge und Vernetzung von Kollagen im Gewebe bestimmt. Es ist bekannt, dass akutes Training die Kollagensynthese sowie die Expression des primären Enzyms, das an der Kollagenvernetzung beteiligt ist, Lysyloxidase, erhöht. Das Ergebnis ist ein dichteres und steiferes Gewebe nach dem Training. Obwohl die Beziehung zwischen Bewegung und Kollagensynthese bekannt ist, wurde nicht festgestellt, ob dieses Leistungsmaß durch Ernährungseingriffe verbessert werden kann.

Eine kürzlich durchgeführte Studie, die den Aminosäurespiegel nach dem Verzehr steigender Dosen von Gelatine (Kollagenderivat) bei menschlichen Probanden untersuchte, hat gezeigt, dass die wichtigsten primären und Spurenaminosäuren, die in Kollagen gefunden werden, im menschlichen Serum nach dem Verzehr von Gelatine zunehmen. Darüber hinaus tritt der Höhepunkt dieser Aminosäuren 60 Minuten nach dem Verzehr des Gelatine-Ergänzungsmittels auf. Daher sollte die Einnahme eines Kollagenpräparats 1 Stunde vor einer Trainingsintervention die Zufuhr von Aminosäuren zu Knochen und anderem Bindegewebe maximieren.

Um festzustellen, ob die Gelatine-Ergänzung die Kollagensynthese beim Menschen steigern könnte, nahmen die Probanden 1 Stunde vor 6 Minuten Seilspringen ein Placebo, 5 oder 15 g Gelatine mit einer Standardmenge an Vitamin C (48 mg) ein. Die Fütterungs- und Bewegungsintervention wurde alle 6 Stunden wiederholt, während die Probanden drei Tage lang wach waren, und die Menge des aminoterminalen Prokollagen-I-Peptids (PINP) wurde bestimmt; ein Marker für die Kollagensynthese im Blut. In Übereinstimmung mit der Hypothese, dass Gelatine die Kollagensynthese beim Menschen erhöht; die PINP-Menge in der 15-g-Gelatine-Gruppe war signifikant höher als in der Placebo- oder der 5-g-Gruppe. Diese Daten zeigen schlüssig, dass eine Nahrungsergänzung mit Gelatine die belastungsinduzierte Kollagensynthese beim Menschen steigern kann.

In ähnlicher Weise wurde zuvor in einer randomisierten klinischen Studie bei Patienten mit Osteoarthritis gezeigt, dass die Supplementierung mit Kollagenhydrolysat die Knorpelfunktion verbessert [9]. McAlindon und Kollegen zeigten, dass der Verzehr von 10 g Kollagenhydrolysat pro Tag zu einem Anstieg der Gadolinium-verstärkten MRT von Kollagen führte [9]. Dieser Befund legt nahe, dass das hydrolysierte Kollagen die Knorpelbildung erhöhte. In Übereinstimmung mit diesem Befund zeigte eine 24-wöchige randomisierte klinische Studie an Sportlern, dass 10 g GELITA® Kollagenhydrolysat Knieschmerzen signifikant verringerte. Mausstudien mit C14-markiertem hydrolysiertem Kollagenhydrolysat zeigten, dass > 95 % des hydrolysierten Kollagens in den ersten 12 Stunden nach der Fütterung absorbiert wurden. Obwohl der Tracer aus einem separaten C14-markierten Prolin mit der gleichen Geschwindigkeit in das Hautkollagen eingebaut werden konnte wie der Tracer aus hydrolysiertem Kollagen, wurde der Tracer aus dem hydrolysierten Kollagen interessanterweise doppelt so stark in das Kollagen von Knorpel und Muskel eingebaut wie der Tracer aus Prolin . Diese Daten legen nahe, dass die muskuloskelettale Kollagensynthese als Reaktion auf Gelatine oder hydrolysiertes Kollagen größer ist als auf die einzelnen Aminosäuren.

Obwohl die Blutmessung der PINP-Spiegel wahrscheinlich die Knochenkollagensynthese widerspiegelt, wurde unter Verwendung eines künstlichen Bändermodells eine ähnliche Reaktion bei Sehnen/Bändern gezeigt, die 1 Stunde nach der Supplementierung mit Gelatine mit Serum von Menschen behandelt wurden. Diese Arbeit hat gezeigt, dass in Gegenwart von aus den 5- und 15-Gramm-Gelatinegruppen isoliertem Serum eine schrittweise Erhöhung des Kollagengehalts der Ligamente erfolgt. Aus dieser Arbeit kann festgestellt werden, dass PINP zuverlässig als indirekter Marker der Kollagensynthese verwendet werden kann und dass die beobachteten Veränderungen im Knochen (Blutspiegel) das widerspiegeln, was auch in anderen Bindegeweben vor sich geht.

Die aktuelle Studie zielt darauf ab, die Dosis-Wirkungs-Beziehung von hydrolysiertem Kollagen und Vitamin C auf PINP genau abzubilden und die optimale Dosis zu bestimmen, um eine maximale Erhöhung der PINP-Spiegel zu erreichen. Zweitens wird bestimmt, ob diese optimale Dosis an hydrolysiertem Kollagen und Vitamin C, die vor dem Training eingenommen wird, ausreicht, um die RFD und die Leistung zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, nehmen die Probanden zunächst steigende Dosen von hydrolysiertem Kollagen (0 (Kontrolle), 5, 10, 20 und 30 g) neben einer konstanten Menge Vitamin C (50 mg) zu sich. Sobald die optimale Dosis an hydrolysiertem Kollagen bestimmt ist, wird diese Dosis mit ansteigenden Dosen an Vitamin C (0 (Kontrolle), 50, 250, 500 mg) verabreicht, um die optimale Dosis an Vitamin C zur Maximierung der PINP-Spiegel zu bestimmen. Sowohl hydrolysiertes Kollagen als auch Vitamin C werden 1 Stunde vor 6 Minuten Seilspringen verabreicht.

Nachdem die optimalen Dosen von hydrolysiertem Kollagen und Vitamin C bestimmt wurden, werden die Auswirkungen der optimalen Dosis von hydrolysiertem Kollagen und Vitamin C auf die Leistung bewertet. Die Probanden werden drei Wochen lang an drei Tagen in der Woche (Montag/Mittwoch/Freitag) einem explosiven/kraftbasierten Trainingsprogramm unterzogen. Das hydrolysierte Kollagen und Vitamin C werden 1 Stunde vor jeder Trainingseinheit eingenommen. Der Basis-Belastungstest findet in Woche 0 statt, dann findet der Belastungstest am Freitag jeder Woche (Woche 1, 2 und 3) statt. Die Probanden werden einer Reihe von Tests unterzogen, um die RFD in der isometrischen Kniebeuge, der Gegenbewegung und der Kniebeugensprunghöhe zu bestimmen.