BCAA och hjärnfunktion.


BCAA (branched-chain amino acids) är ett vanligt kosttillskott i träningsvärlden och används av många styrketränande personer i syfte att tillskansa sig muskelmassa.  Det består av de tre grenade aminosyrorna leucin, isoleucin och valin som används bland annat som energi av musklerna och reglerar proteinsynes och anabolism (leucin).

BCAA påverkar också hjärnans funktion genom att konkurrera med bland annat de aromatiska aminosyrorna tryptofan, tyrosin och fenylalanin (och resterande LNAA) om upptag till hjärnan via LNAA-transporter (large neutral amino acid transporter) över blod-hjärnbarriären. När nivåerna av BCAA ökar i blodet i förhållande till de aromatiska aminosyrorna som ett resultat av en måltid, BCAA-tillskott etc så ökar således även koncentrationen av BCAA i hjärnan och nivåerna av tryptofan, tyrosin och fenylalanin minskar. Dessa effekter sker både akut och kroniskt (1).

Det här påverkar även nivåer av neurotransmittorer i hjärnan. Eftersom att serotonin syntetiseras ur tryptofan och katekolaminer (dopamin, adrenalin, noradrenalin) ur fenylalanin och tyrosin, ger det även påverkan på hormoner, blodtryck och psykologisk status (1).

Olika studier har gjorts för att mäta i vilken grad dessa förändringar sker vid faktiska försök på människor och djur och med olika mängder BCAA. Jag tänker börja med att skriva om några studier där man tagit bort tyrosin och fenylalanin ur en dryck med aminosyror (som ofta innehåller höga nivåer av BCAA och några aminosyror till). Effekten är sannolikt väldigt lik som att endast administrera BCAA, eftersom det är de aromatiska aminosyrorna som syntetiserar de huvudsakliga neurotransmittorerna som styr våra kognitiva processer och psykologiska mående (serotonin och katekolaminerna) och som konkurrerar med varandra och med BCAA om upptag till hjärnan.

Tyrosin, fenylalanin och hjärnfunktion:

I en studie på råttor gav man råttorna en dryck med aminosyror som saknade tyrosin och fenylalanin. Nivåerna av tyrosin och dopamin minskade i flera delar av hjärnan; striatum, nucleus accumbens (NA), hypothalamus, cortex och hippocampus och mest i de delar av hjärnan som är tätt innververade av dopaminerga neuroner. Sänkningen av dopamin hindrades när man tillsatte tyrosin och fenylalanin i drycken som råttorna fick dricka. Dessutom förefaller dopamin vara känsligare för en sänkning av tyrosin, än noradrenalin (2).

I en dubbelblind crossover-studie (3) på människor (där deltagarna agerade kontrollgrupp till sig själva) fick deltagarna antingen dricka en dryck med balanserade mängder aminosyror, eller en dryck med aminosyror fast utan tyrosin och fenylalanin (som dock innehöll tryptofan).  Deltagarna studerades i sex timmar efter intaget av respektive dryck och man utförde kognitiva tester (spatiala tester och minnesfunktioner) och mätte nivåer av prolaktin, aminosyror i blodet och psykologisk status. Som väntat ökade prolaktin-nivåerna av drycken utan Tyr/Phe (prolaktin och dopamin inhiberar varandra i en negativ feedback-loop) vilket visar att dopaminnivåer akut sänktes i hjärnan.

Deltagarna presterade vidare sämre på kognitiva tester för spatiala (rumsliga) funktioner och arbetsminne och rapporterade sig subjektivt må mindre bra när de druckit drycken utan Tyr/Phe, dock utan att känna sig deprimerade, spända eller trötta. Här är dock en stor confounder som jag nämnde i det förra stycket; nämligen att drycken utan Tyr/Phe innehöll tryptofan, vilket inte går att jämföra med ett BCAA-tillskott som endast innehåller de tre grenade aminosyrorna. Eftersom att BCAA vid administration även sänker nivåerna av tryptofan, vilket således minskar syntesen av serotonin i hjärnan,  gjorde faktumet att tryptofan fanns med att sänkningen sannolikt inte blev lika stor, utan att endast framförallt dopaminnivåer i hjärnan påverkades.

Det ska också nämnas att det gjorts fler studier på blandningar av aminosyror utan Tyr/Phe som inte visar på nedstämdhet, spändhet etc men gemensamt för de jag sett är att testdrycken som deltagarna druckit innehållit tryptofan. En studie visade att varken stämningsläge eller kognitiva funktioner påverkades av drycken utan Tyr/Phe (4). En annan studie där man gav kvinnor som återhämtat sig från depression en dryck med aminosyror utan Tyr/Phe, visade att kvinnorna presterade sämre på kognitiva tester, men att deras humör inte försämrades (5).

En studie där tolv män fick inta en dryck med aminosyror utan Tyr/Phe, visade att testdeltagarna presterade sämre på kognitiva funktioner och rapporterade även ökade känslor av ångest (6).  En relativt ”stor” studie med 39 personer som fick dricka en blandning av aminosyror utan Tyr/Phe visade att testdeltagarna kände sig mindre tillfredsställda och mer apatiska än kontrollgruppen och då innehöll aminosyrablandningen även tryptofan. Även effekter som setts i andra studier på kognitiva funktioner uppmättes (7).

Det verkar alltså finnas en diskrepans i studieresultat när det kommer till att plocka bort tyrosin och fenylalanin ur en blandning med aminosyror. Ett par frågetecken och saker som kan spela in är (ingen rangordning):

1) Individuell variation

2) Hur den övriga blandningen av aminosyror ser ut ut i testdrycken

3) Finns tryptofan med i blandningen av aminosyror

4) Psykologisk status vid baseline

5) Kanske små skillnader mellan män och kvinnor

6) Tillförlitligheten hos mätmetoder som uppskattar psykologisk status

7) Många studieupplägg använder ett upplägg där man äter mindre protein dagen innan, vilket kan spela in och väcker frågor om relevans i det riktiga livet.

Så långt allt väl. Vad händer när man ger människor endast BCAA-tillskott?

BCAA-tillskott och hjärnfunktion:

En studie från 2002 (8) mätte effekten av 10, 30 och 60 g BCAA som intogs av tolv friska försökspersoner. Mätningarna gjordes under sex timmar efter BCAA-intaget.

Testdryckerna innehöll följande mängder grenade aminosyror:

10g : valin 3 g, isoleucin 3 g, leucin 4 g

30 g: valin 9 g, isoleucin 9 g, leucin 12 g

60 g: valin 18 g, isoleucin 18 g, leucin 24 g

Man såg en signifikant sänkning av både tyrosin och fenylalanin av samtliga doser som testades och där sänkningen var större med både 30 g och 60 g, jämfört med 10 g (som likväl var stor). Mängden tryptofan i blodet sjönk också och mest hos de deltagare som fick 60 g BCAA. Prolaktinnivåer ökade också och mest av 60 g BCAA. Drycken tolererades väl av testdeltagarna men försämrade spatiala kognitiva funktioner.

Författarna sammanfattar sina fynd:

”In conclusion, the BCAA drink employed here produced effects consistent with lowered DA neurotransmission. This mixture may have potential as a treatment for acute manic or psychotic state”.

– Gijsman et al. (2002)

Det kan alltså handla om en rent klinisk effekt vad gäller behandlingen av akuta psykotiska symptom inom psykiatrisk verksamhet, som är kopplat till dysfunktionell dopamintransmission i hjärnan (9). Studien visar i övrigt, i likhet med studierna på aminosyrablandningar utan Tyr/Phe, att kognitiva funktioner relaterade till dopamin försämras.

En annan studie från 2005 (10) undersökte hur en BCAA-blandning (60 g), supplementerad med 2 g tryptofan, påverkade kognitiva processer och markörer för neurotransmittorer. I likhet med övriga studier sänktes prolaktin och kvoten Tyr/Phe:BCAA sänktes, som väntat. Kvoten Trp:BCAA sänktes också, men mindre än kvoten Tyr/Phe:BCAA (blandningen innehöll tryptofan, minns ni?). Resultaten visade att den mängden tryptofan som tillsattes i drycken, inte motverkade en sänkning av tryptofan i blodet, när 60 g BCAA användes. Mer tryptofan i BCAA-blandningen hade sannolikt påverkat mängden tryptofan i blodet mer positivt.

Kognitiva processer relaterade till beslutsfattande, bearbetning av känslomässig information och risktagande påverkades också och visar på liknande effekter som övriga studier, avseende effekter kopplade till dopamintransmission i hjärnan.

Ytterligare en dubbelblind, randomiserad cross-over studie från 2006 (11) studerade effekten av BCAA på kognitiva funktioner och huvudsakligen beslutsfattande baserat på emotionell information. Elva personer fick dricka 60 g BCAA eller placebo med ett par dagars mellanrum (mellan 2 och 7 dagar för att kontrollera för att de olika testerna inte skulle påverka varandras resultat).

Även i den här studien (i likhet med övriga) höjdes prolaktin och BCAA-administrationen störde en särskild aspekt av kognition relaterat till fokus på nutida händelser kontra händelser längre bak i tiden. Resultaten tyder på att dosen BCAA som användes försämrar känslomässigt baserat beslutsfattande och ökar kortsiktigt fokus vilket kan göra det svårare att motstå kortsiktiga belöningar, trots negativa konsekvenser på längre sikt.

Författarnas sammanfattning av studien är läsvärd och intressant och jag har funderat i precis samma banor själv:

”These findings may have important implications for the development of treatment strategies targeting the dopaminergic system in addictive disorders. The high sensitivity of dopaminergic activity to the balance of BCAA in the diet has also implications for understanding the consequences of certain dietary regimes on decision-making. BCAA regimens are widely available to the public and are promoted to body-builders and obese individuals as dietary supplements to “increase the lean muscle mass”.

One may wonder if BCAA diets promote or worsen the abuse of anabolic steroids among bodybuilders and weightlifters. Lastly, many dieting individuals are described as restrained eaters, as they exert tremendous effort and energy to curb their food intake to lose weight. BCAA dietary supplements may be responsible for a loss of self-control after a successful period of restraint.”

– Sevy et al. (2006)

Visst är det på en spekulativ nivå, men inte helt otänkbar. Jag tror också att BCAA-tillskott eventuellt kan göra människor mer benägna att belöna sig själva (för att öka dopaminsyntesen i hjärnan sannolikt) t ex genom att hetsäta, äta mer snabbmat, kanske dricka mer alkohol eller inta andra droger osv. Jag misstänker vidare att det är starkt dosberoende och påverkas sannolikt av en mängd faktorer (se mina sju punkter ovan). Och som författarna skriver är kombinationen BCAA och diet möjligtvis synnerligen icke-optimal.

En studie där tjugofem personer med diagnosen bipolär typ 1 (med pågående manisk episod) fick antingen 60 g BCAA eller placebo i sju dagar, sågs klara förbättringar för BCAA-gruppen och de maniska symptom minskade akut under de första sex timmarna. Även efter en vecka hade BCAA-gruppen en ihållande förbättring jämfört med placebo-gruppen (12).

Sammanfattning:

BCAA-tillskott är som sagt vanliga bland tränande personer och många högkvalitativa proteinkällor innehåller relativt höga mängder BCAA. Skillnaden mellan separata BCAA-tillskott och mat är dock att en intakt proteinkälla med alla vanliga aminosyror (inklusive LNAA; däribland BCAA, tyrosin, fenylalanin och tryptofan) är mer balanserad och påverkar mer jämnt upptaget och nivåerna av aminosyror, vilket inte leder till de mer extrema skillnader i upptag av enskilda aminosyror/sänkning av andra och påverkan på hjärnfunktion, som ses vid administrering av aminosyrablandningar utan fenylalanin/tyrosin och BCAA-tillskott.

En vidare fråga är hur mycket t ex ett BCAA-tillskott påverkar i en kontext med en vanlig kost, och hur detta scenario också moduleras av kostens sammansättning av aminosyror. Att BCAA konkurrerar ut andra LNAA som är viktiga för hjärnfunktion kan vi se i studier jag refererat i den här artikeln och effekten förefaller vara dosberoende, d v s att högre mängder BCAA ger en större effekt (sänker nivåerna av tryptofan, tyrosin och fenylalanin mer). Att ta en mindre mängd BCAA tillsammans med ”vanlig” mat eller nära inpå mat kanske inte ger så stor effekt. Testdeltagarna har i många tester inte ätit något under tiden som man studerat effekterna av BCAA och kanske skulle ett matintag efter administrationen av BCAA ge en kompensatorisk re-bound effekt och höjt nivåerna av andra aminosyror från en given måltid, eller i alla fall normaliserat nivåerna i högre grad.

Jag tror att det finns en individuell varians (som med det mesta) och att mätmetoderna i sig inte alltid är helt tillförlitliga; t ex skillnader i upplevt psykologiskt mående etc där förväntningar och psykosociala faktorer kan spela in. Jag tror också att problem lättare kan uppstå vid framförallt högre doser BCAA och mer frekventa intag. Sedan måste man också känna efter själv och gå på vad som känns rätt och logiskt, precis som med allting annat här i livet. Äter man t ex 60 gram BCAA om dagen och upplever en försämring av något slag så kan man helt enkelt prova att inte äta BCAA på en vecka och se om man noterar någon skillnad. Det ska också sägas att effekterna sannolikt kan vara förrädiskt subtila (särskilt med mindre doser) och dras man t ex med en ”seg” känsla eller känner sig tråkig eller får ångestkänslor etc finns en chans att man aldrig kopplar effekten till BCAA (även om det inte beror på BCAA). Jag ser eller hör sällan någon fundera över huruvida kosttillskott påverkar deras hjärnfunktion, men det beror förmodligen på att människor i regel har dålig kunskap kring hur det kan hänga ihop.

Många människor skriker också ”placebo!” hur de än mår och vill medvetet ignorera en tänkbar koppling, vilket är synd och knappast gynnar någon. Att hur man mår kan bero på placebo är givet, men det är viktigt att utforska tänkbara kopplingar till vad man stoppar i sig för det kan finnas en reell orsak, som med BCAA.

PS. BCAA har för övrigt en del intressanta effekter på träning, men det går jag inte in på i den här artikeln.

Referenser:

1) Branched-chain amino acids and brain function. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15930466

2) Effect of a tyrosine-free amino acid mixture on regional brain catecholamine synthesis and release. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9952043

3) Tyrosine depletion attenuates dopamine function in healthy volunteers. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11291999

4) Lack of behavioural effects after acute tyrosine depletion in healthy volunteers. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15671123

5) Lack of effect of tyrosine depletion on mood in recovered depressed women. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15702140

6. Behavioural effects of acute phenylalanine and tyrosine depletion in healthy male volunteers. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11949772

7) The effects of tyrosine depletion in normal healthy volunteers: implications for unipolar depression. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12955284

8) A dose-finding study on the effects of branch chain amino acids on surrogate markers of brain dopamine function. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11875637

9) Dopamine and Psychosis: Theory, Pathomechanisms and Intermediate Phenotypes. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2838993/

10) The effects of a branched chain amino acid mixture supplemented with tryptophan on biochemical indices of neurotransmitter function and decision-making. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15696331

11) Emotion-based decision-making in healthy subjects: short-term effects of reducing dopamine levels. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2072533/

12) Effects of a branched-chain amino acid drink in mania. http://bjp.rcpsych.org/content/182/3/210.full.pdf

Annonser

11 responses to “BCAA och hjärnfunktion.

  1. Mycket intressant!

    En fundering:
    Eftersom tryptofan/BCAA-koten, vad jag förstått, verkar öka i samband med fysisk aktivitet, kan man då genom att inta BCAA-t i samband med träning slippa dessa negativa kognitiva påverkan och ”gå jämt ut” så att säga, jämfört med någon som intar BCAA icke i samband med träning (de flesta studier var väll gjorda icke i samband med träning. Var ett par tar sedan jag lästa inlägget)?

    Slutresultat= får de positiva effekterna av BCAA på central trötthet och muskelproteinsyntes i samband med träning, samtidigt som man slipper de negativa effekterna på kognition och välmående och ”går jämt ut” gällande den biten (går ju fortfarande antagligen miste om vissa av de POSITIVA effekterna på kognition och välmående som någon som inte intar BCAA eventuellt får, men ze mucular gains får la kanske prioriteras högre, om man kan ”komma undan” med att i alla fall ”gå jämt ut”)

    (sry for wall of tex)

  2. Kanske.

    Det finns belägg för just det du säger, d v s att BCAA-tillskott minskar trötthet och RPE (rating of perceived exertion), d v s hur jobbig träningen upplevs. Däremot är effekten på faktisk prestation omdiskuterad och det är inte helt klarlagt. Men hur bra man presterar kan ju bero på en massa faktorer i övrigt; dagsform, psykologiska faktorer, förväntningar i studier osv.

    BCAA kanske helt enkelt gör att träningen känns lättare och minskar kognitiv trötthet men inte ökar prestationen nämnvärt och eftersom man sällan tar BCAA endast för sig (ofta innehåller ju BCAA-tillskott även saker som beta-alanin etc), kan BCAA vara en tänkbar komponent i ett tillskott som sammantaget förbättrar alla delar av träningsprestation.

    Amino acids and central fatigue : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11310928

    Amino acids and the brain: do they play a role in ”central fatigue”?

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18577773

    Branched-chain amino acid supplementation lowers perceived exertion but does not affect performance in untrained males.

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20386134

    Tre bra länkar för vidare läsning.

  3. Pingback: Effekter av frukost eller fasta på träning och kognition. | Träning och nutrition·

  4. Väldigt bra och intressant skriven artikel. Jag slutade med BCAA-tillskott för många år sen men hade glömt bort riktigt varför jag gjorde det mer än att det var för att det kunde påverka min hjärna och humör negativt(och det tror jag att det gjorde). Jag ska kika vidare på det här med aminosyror och trötthet. Öht när kcal sänks under en period så tycker jag att jag blir känsligare för allting och tyvärr så sänks mitt humör ytterligare om jag käkar för mycket protein i relation till kolhydrater öht men jag har lyckats hitta en kompromiss som gör att jag kan få en balans av ”kakan”(dvs må bra och behålla/bygga muskler vilket många tränande ignorerar att försöka må bra av det man gör).

    EAA hade inte samma påverkan på hjärnan som BCAA va? Oavsett så har jag inte tagit nåt av tillskottena på flera år(intakta proteinkällor,dvs mat fungerar bra nog imho) pga att jag läste om dessa fenomen i Lyle Mcdonalds bok The Protein Book och även i en del av hans artiklar.och andra böcker.

    • Ja, ett högt proteinintag i förhållande till kolhydrater minskar tryptofanupptag och serotonin-syntes. Det kan givetvis leda till sämre humör, irritation etc. Det finns sannolikt också individuella skillnader. Som alltid.

      EAA innehåller fenylalanin så effekten är inte den samma avseende dopamin i alla fall. Den saknar dock tryptofan. Vilken effekter blir i praktiska termer, om mätbar kan jag inte uttala mig om just nu eftersom jag inte sett/läst studier på området.

      • ok, tack för snabbt svar :). Ja jag är en väldigt känslig människa generellt sett till allting(hade ultramycket allergier som barn, handikappande mycket, t.ex och redan då väldigt ångestkänslig). Fortsätt med denna fantastiska blogg, du känns lite som en svensk Lyle Mcdonald(fast utan humörsvängningarna).

  5. Pingback: Farligt med tillskott av aminosyror...?·

  6. Pingback: BDNF; ett protein med oanade egenskaper. | Träning och nutrition·

  7. Inteessant artikel.
    Under 10 mnd vinter/vår/sommar 2013 gick jag på periodisk fasta och drack 2st bcaa a 10g på fastande mage samt 1 dos innan träning. Totalt ca 30g om dagen. Har aldrig mått bättre, både psykiskt och fysiskt har jag aldrig varit starkare och bättre deff. På hösten hände något med min kropp och knopp. Hade muskelverk, trött, deprimerad, orkade inte träna, omotiverad, huvudvärk, problem med magen, geografisk tunga. Total obalans i kroppen helt enkelt. Varit hos läkare och gjort alla tester som dom gör. Alla tester visade att jag var i bra form. homeopat och kinesiolog har jag ockdå besökt. Inget bra svar där heller. Slutade med bcaa och PF efter 2v. Det tog 5mnd att återhämta sig. Vet fortfarande inte vad som kan ha orsakat obalansen. Jag börjar fundera på om bcaa kan ha något med saken att göra?!

    Ps. Har sedan 4v tillbaka börjat med bcaa och PF igen. Mår toppen men vill ju inte åka på en liknande skitperiod igen.

    • Hej,

      Det är omöjligt att säga som du förstår. Det kan lika väl bero på höstmörkret etc eller andra faktorer som stress. Men var vaksam på symptom.

      MVH

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s