Welche Effekte zeigt beta- Hydroxymethylbutyrat

Zentrum für medizinische Spezialisierungen
Welche Effekte zeigt beta- Hydroxymethylbutyrat auf die
Leistungsfähigkeit im Sport ?
im Universitätslehrgang „Ernährung und Sport“
eingereicht von
Mariella Schmid, MSc
Krems, am 07.07.2015
Einleitung
Beta- Hydroxymethylbutyrat (β- HMB) ist ein Metabolit der essentiellen
verzweigtkettigen Aminosäure Leucin. Das Journal of International Society of Sports
Nutrition (JISSN)1 beschreibt im Jahr 2013 die Metabolisierung von HMB wie folgt:
Aus der Aminosäure Leucin wird KIC (α- keto- isocaproate) gebildet und zwar mit
Hilfe des Enzyms BCAAT (branched chain amino acid transferase). In weiterer Folge
wird KIC entweder in Isovaleryl-CoA weiter metabolisiert oder zu 5% in HMB. Das hat
zur Folge, dass eine Menge von 3g HMB, welche in Studien positive Effekte auf die
Leistungsfähigkeit zeigt, fast ausschließlich in Form von Supplementen erreicht
werden kann.
Noch unzureichend erforscht ist die Frage, wie HMB wirkt: Als physiologische
Mechanismen hinter den ergogenen Effekten werden die Stimulation der
Muskelproteinsynthese und Abschwächung der Muskeldegeneration diskutiert. Es
wurde unter anderem die Hypothese1 aufgestellt, dass HMB mTOR stimuliert, ein
Enzym, welches für die Proteinsynthese verantwortlich ist. Weiters wird vermutet,
dass HMB einen Einfluss auf Wachstumsfaktoren (GH und IGF-1, Growth hormone
und insulin-like growth factor 1) haben könnte, welche die Proteinsynthese
stimulieren. Durch Abschwächung der Apoptose (programmierter Zelltod) zeigte HMB
außerdem eine verlangsamende Wirkung auf den Muskelabbau in katabolen
Stoffwechsellagen.
Die Effekte einer Supplementierung mit β- HMB auf die sportliche Leistungsfähigkeit
wurden erstmals im Jahr 1996 von Nissen et al beschrieben1. Seitdem wurden
Studien über eine Dauer von meist 3- 7 Wochen, durchgeführt, sowie Studien,
welche die Effekte einer Supplementierung sowohl auf trainierte, als auch auf
untrainierte Probanden untersuchten.
Aktuelle Studienlage
Im Folgenden werden 4 aktuelle Studien und deren wesentliche Ergebnisse
beschrieben.
Wilson J et al veröffentlichten im Jahr 2014 eine randomisierte, placebo-kontrollierte
doppelblind Interventionsstudie3, welche Effekte einer HMB- FA (β-Hydroxy- βMethylbutyrate free acid) Supplementierung auf die Muskelentwicklung,
Körperzusammensetzung und Kraftentwicklung bei 20 Kraftsportlern untersuchte.
Über die Dauer der Studie wurde ein periodisiertes 3- phasiges Trainingsprogramm
vorgegeben.
Die Teilnehmer bekamen 12 Wochen lang entweder 3g HMB- FA pro Tag oder
Placebo- Präparate. Die erste Einnahme (1g) erfolgte 30 Minuten vor dem Training.
Wilson J et al konnten bei dieser Studie signifikante Unterschiede zwischen den
beiden Teilnehmergruppen feststellen: Die gesamte Kraftzunahme, der Umfang der
Muskeln, sowie die sogenannte „Vertical Jump Power“ waren bei der
Versuchsgruppe signifikant erhöht. In der 2. Phase der Studie erfolgte eine höhere
Kraftabnahme bei der Placebo- Gruppe im Vergleich zur HMB- FA- Gruppe. Bei der
Körperzusammensetzung konnten signifikante Unterschiede in der LBM (Lean Body
Mass) beobachtet werden, die bei der HMB- FA- Gruppe stärker anstieg. Außerdem
wurde eine höhere Abnahme von Körperfett in der HMB- FA- Gruppe gemessen.
Eine weitere randomisierte, doppelblind und placebo-kontrollierte Studie² wurde 2015
von Ferreira H et al veröffentlicht: 20 Elite- Kanuten wurden 12 Wochen lang
beobachtet, wobei eine Gruppe ein Placebo- Präparat erhielt und die andere Gruppe
37,5mg CaHMB (Calcium β-hydroxy-β-methybutyrat) pro Kilogramm Körpergewicht
pro Tag.
Die Präparate wurden auf 3 Einnahmen pro Tag aufgeteilt. Das Training bestand aus
6 Stunden Krafttraining und 10 Stunden Sportart-spezifischem Sprinttraining pro
Woche. Es wurden weiters monatlich spezifische Maximum-Sprint-Tests
durchgeführt.
Die Studienergebnisse zeigten einen signifikanten Unterschied in der „Peak
Force“ (Kraftspitze, die höchste Kraft, die erreicht werden konnte), welche in der
Versuchsgruppe höher anstieg, als in der Placebo- Gruppe. Weiters wird die
Supplementierung mit einem Anstieg der LBM und Kraftzuwachs in Zusammenhang
gebracht.
Das British Journal of Nutrition veröffentlichte im Jahr 2013 eine randomisierte Studie
von Wilson J et al4, in der 20 gut trainierte Kraftsportler im Alter von 21- 22 Jahren
teilnahmen. Es wurde sowohl ihre Kraftentwicklung beobachtet, als auch die
Auswirkungen der HMB- FA- Supplementierung auf die körperliche und mentale
Regeneration. Je schneller der Prozess der Wiederherstellung, desto kürzer die
Regenerationszeit und desto eher kann ein neuer Trainingsreiz gesetzt werden. Die
Teilnehmer wurden in eine Versuchs- und in eine Placebogruppe geteilt, wobei die
aktive Gruppe 3g HMB- FA täglich erhielt.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigten eine signifikante Änderung der Serum CK
(Kreatinkinase, ein Marker für die Schädigung der Muskelzellmembran), welches in
der Placebo- Gruppe stärker anstieg als in der HMB- FA- Gruppe. Weiters zeigte die
HMB- FA- Supplementierung eine raschere Regeneration nach dem Training, was
anhand des von Laurent et al entwickelten PRS (perceived recovery scale) Score
ermittelt wurde.
Im Jahr 2013 wurde von Stout J R et al eine randomisierte, placebo-kontrollierte
doppel-blind Studie5 veröffentlicht, in der über 24 Wochen lang der Effekt einer
CaHMB- Supplementierung (3g) auf nicht trainierende und trainierende Männer und
Frauen im Alter von 65 Jahren und mehr, beobachtet wurde. In Phase 1 der Studie
trainierten beide Gruppen nicht. In Phase 2 absolvierten die Teilnehmer beider
Gruppen an 3 Tagen pro Woche Krafttraining.
Die Studienergebnisse zeigten einen signifikanten Unterschied in der Zunahme von
LBM und Bein- LM, sowie eine Zunahme an Muskelkraft in der HMB- Gruppe in
Phase 1 der Studie. In Phase 2 wurde zusätzliches Krafttraining mehrmals pro
Woche durchgeführt, welches in beiden Gruppen zu einer Erhöhung der
Muskelmasse und Kraft und zu einer Abnahme von Fettmasse führte. Die
Beinstreckung verbesserte sich signifikant in der HMB- Gruppe und zeigte keine
Änderung in der Placebo- Gruppe. Die Zeit des „get up and go“ Tests (GUG- Test)
verbesserte sich bereits nach der ersten Hälfte der Studie bei der Versuchsgruppe
und zeigte am Ende in beiden Gruppen eine Verbesserung. Bei diesem Test wurde
jene Zeit gemessen, die die Probanden benötigten, um ohne Hände von ihrem
Sessel aufzustehen, 3 Meter geradeaus zu gehen, umzudrehen und wieder zurück
zu gehen und sich hinzusetzen.
Im Handel erhältliche HMB- Präparate
Aktuell können HMB- Präparate, vorwiegend in Form von CaHMB, sowohl im
Internet, als auch vereinzelt in Sportnahrungs- Geschäften erworben werden. Der
Onlinemarkt macht den weitaus größeren Anteil aus und bietet dem Konsument HMB
in Kapsel-, Pulver- und Tablettenform an. Die Preise variieren stark, 100g HMBPulver kosten zwischen 20 und 40 Euro, wobei zu beachten ist, dass diese
Onlineshops keine Qualitätssiegel aufweisen.
Die Firma „My Protein“ zeigte qualitätsgeprüfte Produkte mit Verzehrsempfehlungen,
welche mit den in Studien getesteten Mengen von 3g pro Tag übereinstimmen. Die
Dosierungsempfehlungen anderer Produktanbieter übersteigen diese Menge meist
um das 3- 4fache. In Österreich sind HMB- Präparate auch vereinzelt in Apotheken
erhältlich. Das Potenzial der Verunreinigung ist noch unklar. Die Kölnerliste führt zur
Zeit noch keine HMB- Präparate in ihrer Produktdatenbank.
Zusammenfassung
Das im Jahr 2013 zusammengefasste Positionspapier der ISSN1
zu Anwendung
und Dosierung von HMB ist kongruent mit den Ergebnissen aktueller Studien.
Sowohl CaHMB, als auch HMB- FA können die Regeneration nach dem Training
beschleunigen, in dem es die durch Belastung hervorgerufenen Schäden an der
Muskulatur abschwächt und die Proteinsynthese beschleunigt. Durch die verkürzte
Regenerationszeit kann früher ein neuer Belastungsreiz gesetzt werden.
Eine Supplementierung mit HMB in einer Dosierung von 3g pro Tag, aufgeteilt auf
drei Einnahmen, führt bei trainierten und untrainierten Personen zu einer erhöhten
Kraftentwicklung, einer Steigerung der LBM und einer Abnahme von Körperfett.
Diese positiven Zusammenhänge konnten sowohl im Bereich des Kraftsports, als
auch im Ausdauersport beobachtet werden. Auch bei älteren Menschen zeigte die
Einnahme von CaHMB eine Zunahme an LBM, Kraft und Beweglichkeit. Die Wirkung
von HMB ist dosisabhängig 1 und nach heutigem Stand der Wissenschaft zeigen 3g
HMB pro Tag über einen längeren Zeitraum konsumiert, keine Nebenwirkungen. Der
Konsum ist sowohl für junge, als auch für ältere Personen, ungefährlich.
Literaturverzeichnis
1. Wilson J M, Fitschen P J, Campbell B, Wilson G J, Zanchi N, Taylor L, Wilborn
C, Kalman D S, Stout J R, Hoffman J R, Ziegenfuss T N, Lopez H L, Kreider R
B, Smith-Ryan A, Antonio J. International Society of Sports Nutrition Position
Stand: beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB). Journal of the International
Society of Sports Nutrition 2013, 10:6
2. Ferreira H R, Gill P, Fernandes Filho J, Fernandes L C. Effects of 12- weeks of
Supplementierung with β- Hydroxy- β- Methylbutrate- Ca (HMB- Ca) on
Athletic Performance. Official Research Journal of the American Society of
Exercise Physiologists (2015), ISSN 1097- 9751
3. Wilson J M, Lowery R P, Joy J M, Andersen J C, Wilson S M C, Stout J R,
Duncan N, Fuller J C, Baier S M, Naimo M A, Rathmacher J. The effects of 12
weeks of beta- hydroxy- beta- methylbutyrate free acid Supplementierung on
muscle mass, strength, and power in resistance- trained individuals: a
randomized, double-blind, placebo- controlled study. Eur J Appl Physiol (2014)
114: 1217- 1227
4. Wilson J M, Lowery R P, Joy J M, Walters J A, Baier S M, Fuller J C, Stout J
R, Norton L E, Sikorski E M, Wilson S M, Duncan N, Zanchi N E, Rathmacher
J. β-Hydroxy-β-methylbutyrate free acid reduces markers of exercise-induced
muscle damage and improves recovery in resistance-trained men. British
Journal of Nutrition (2013), 110, 538-544
5. Stout J R, Smith-Ryan A, Fukuda D H, Kendall K L, Moon J R, Hoffman J R,
Wilson J M, Oliver J S, Mustad V A. Effect of calcium β-hydroxy-βmethylbutyrat (CaHMB) with and without resistance training in men and
women 65+ yrs: A randomized, double-blind pilot trial. Experimental
Gerontology 48 (2013), 1303-1310
Dokumentation der Literaturrecherche
Methodik:
In der wissenschaftlichen Online- Datenbanken PUBMED wurde mit Hilfe der
folgenden Schlagwörter nach aktueller englischsprachiger Literatur recherchiert:
„HMB effects“, „HMB effects on performance“, „HMB supplementation muscle“.
Hits bei Schlagwörtern:
„HMB effects“ - 5 Treffer, davon 3 zum Thema sportliche Leistungsfähigkeit
„HMB effects on performance“ - 5 Treffer, davon 2 von „HMB effects“, 1 mit
Themenverfehlung (HMB stand für Handled Medicine Ball), 1 ohne Bezug zu
Sport
„HMB supplementation muscle“ - 3 Treffer (2 von Stichwort „HMB effects“)
Einschlusskriterien der systematischen Literaturrecherche:
Studiendesign: es wurden nur RCTs (randomized controlled trial),
randomisierte, placebo-kontrollierte, doppel-blind Studien, berücksichtigt
ausschließlichn Humanstudie (Studien mit Mäusen etc. wurden
ausgeschlossen) mit hoher Anzahl an Studienteilnehmern
Zeitraum: es handelt sich um Studien ab dem Jahr 2013
Alle Studien, welche die oben genannten Einschlusskriterien aufwiesen, wurden
gelesen, analysiert und relevante Ergebnisse im vorliegenden Review
zusammengefasst. Wichtig war, sowohl Studien zu Kraftsportarten, als auch zu
Ausdauersportarten zu inkludieren, sowie Studien zu recherchieren, welche sowohl
bei mäßig trainierten, als auch bei sehr gut trainierten Sportlern durchgeführt wurden.
Weiters wurde auch eine Studie inkludiert, welche die Leistungsfähigkeit älterer
Personen nach der Einnahme von HMB untersuchte. Zum Verständnis allgemein
gültiger biochemischer Stoffwechselvorgänge wurde gebundene Basisliteratur
verwendet.

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