Wat zijn de voordelen van L-Arginine?

Geschatte leestijd: 8 minuten

Met arginine kan je makkelijker vet verbranden met behoud van spiermassa. Hiernaast kan arginine een positief effect hebben op de anabole hormonen testosteron, IGF-1 en groeihormoon. Zie deel 1 voor de achtergrond van L-Arginine, in: wat is L-arginine?

Arginine als fatburner

Arginine bleek als “fatburner” te werken bij mannen met overgewicht en diabetes type II (1). De onderzoekers plaatsten hun proefpersonen op dieet en lieten ze drie keer per week trainen (kracht en cardio). De groep werd in tweeën verdeeld waarbij de ene groep 8.3 gram arginine kreeg en de andere groep dezelfde hoeveelheid van een placebo. Zij kozen voor deze dosering omdat dit de minimale hoeveelheid bleek te zijn uit eerdere onderzoeken die effect toont én minder is dan de 9 gram die als bovengrens gesteld was voor maag- en darmklachten.

Behalve dat de groep die arginine had gebruikt een grotere afname van de omtrek van de middel bereikt had, leken er geen grote verschillen te zijn in de vetverbranding. Toch was er een zeer belangrijk ander verschil. De vetvrije massa was alleen in de arginine-groep gelijk gebleven. In de groep waarin men een placebo had gekregen, had het afvallen ook gezorgd voor verlies van spiermassa.

Dit laatste is normaal. Een dieet met calorierestrictie zorgt ervoor dat het lichaam uit reserves gaat tappen zoals vetmassa. Helaas is spiermassa normaal ook zo’n reserve door proteïne af te breken in aminozuren die zo weer energie op kunnen leveren. De grote uitdaging, van in het bijzonder bodybuilders, is dan ook om vet te verbranden zonder de zuur verdiende spiermassa aan te tasten. Uit dit onderzoek blijkt dat arginine hier wel eens een grote rol in kan spelen.

	Arginine		Placebo
	Before	After	Before	After
Weight, kg	105.8±3.1	102.8±3.0	102.1±3.6	98.4±3.0
Fat mass, kg	49.3±2.2	46.3±2.3	46.8±2.3	44.7±2.4
Free-fat mass, kg	56.5±2.0	56.5±1.8	55.3±2.2	53.6±2.2
Waist, cm	121.1±3.0	112.8±2.6	116.7±2.2	113.5±2.4

Het is natuurlijk maar de vraag in hoeverre de resultaten op mensen met overgewicht en diabetes type II representatief zijn voor gezonde, minder dikke mensen. We hebben vaker gezien dat afvallen met behoud van spiermassa makkelijker is wanneer er erg veel lichaamsvet is en relatief weinig spiermassa. We zagen echter hier in een vergelijkbare groep onderling in ieder geval grote verschillen.

Het vetverbrandende effect van arginine is eerder aangetoond in onderzoeken met dieren maar daarbij is helaas niet gekeken naar de vetvrije massa (2). Dit waren trouwens ratten die ook overgewicht én diabetes hadden.

Arginine en groeihormoon

Arginine kan groeihormoon in rust verhogen, maar beperkt de verhoging van groeihormoon door training (14). Het is dan ook verstandig arginine niet rondom de training te gebruiken.

Er zijn vele variabelen als het gaat om spiergroei. Groeihormoon is daar één van (3). Groeihormoon kan tijdens de training enorm stijgen en de niveau’s zoals die normaal in rust zijn in sommige gevallen zelfs met 800% verhogen (4-8). De basale waarden van groeihormoon stijgen wanneer arginine met een infuus wordt toegediend, zoals gebleken is uit twee onderzoeken (9,10). In deze onderzoeken stegen deze waarden met 800% (in het geval van mannen) tot 2000% (in het geval van vrouwen wiens basale waarden lager zijn dan die van mannen). Deze verhoging wordt toegeschreven aan het negatieve effect dat arginine heeft op somatostatine (11) en het remmende effect dat somatostatine heeft op de afgifte op groeihormoon (12,13). Je zou dan kunnen denken dat arginine én training voor een nog grotere verhoging zou zorgen. Uit één onderzoek waarbij arginine werd toegediend én cardio werd gedaan, bleek dit inderdaad het geval te zijn (15). In dit onderzoek is echter gebruik gemaakt van 30 gram arginine toegediend met een infuus. Je hebt in deel I kunnen lezen dat orale inname een heel ander verhaal kan tonen door afbraak. Die dertig gram zou langs het maag-darmkanaal moeten waarvan gebleken is dat 9 gram al tot klachten leidt.  Je mag je dus afvragen wat er gebeurt bij een orale inname van acceptabele hoeveelheden en de mate waarin deze uiteindelijk in de bloedsomloop terecht komen.

Toen Amerikaanse onderzoekers in 2006 precies dit uitprobeerden, bleken de resultaten inderdaad heel anders te zijn (14). Zij gebruiken bovendien bodybuilders (leeftijd 18-25) wat het onderzoek al wat representatiever maakt. Ze vergeleken vier situaties:

• 7 gram arginine op een nuchtere maag, geen training
• 7 gram arginine op een nuchtere maag een half uur voor een training (krachttraining met o.a. benchpress, lat pulldown en legcurls)
• Placebo, geen training
• Alleen de training

De resultaten zie je in de afbeelding rechts. Arginine verhoogt de hoeveelheid groeihormoon in rust ten opzichte van de placebo. Training verhoogt deze nog het meest, gemiddeld met zo’n 500%. Gebruik je echter arginine voorafgaand aan de training dan zie je dat de verhoging door die training beperkt wordt. Je kan dan natuurlijk afvragen waar je meer aan hebt: Meer groeihormoon in rust en minder na de training of juist omgekeerd? In plaats daarvan kan je wellicht beter proberen van beiden te profiteren. We zien in de grafiek dat het effect van de training zo’n 4 uur duurt, maar de daling na 3 uur al inzet. We zien ook dat het na inname van arginine nog zo’n half uur duurt voordat dit effect begint te hebben en dat dit effect zo’n 3 uur duurt. Je zou er dus voor kunnen kiezen om tussen 3,5 uur voor de training en 2,5 uur na de training geen arginine te gebruiken, maar daar buiten wel. De arginine zou dan geen negatief effect moeten hebben op groeihormoon tijdens de training, maar wel een positief effect op groeihormoon in rust.

In een ander onderzoek uit 2010 onder Powerlifters zag men gek genoeg exact het omgekeerde (16). In dit onderzoek waren juist de niveau’s van groeihormoon (en IGF-1) lager tijdens rust na inname van arginine, hoewel niet significant (dus mogelijk door toeval veroorzaakt). Na de training echter waren deze niveau’s hoger dan wanneer er zonder de suppletie getraind werd. Er zijn meerdere mogelijke verklaringen hiervoor. Je hebt hierboven in de afbeelding kunnen zien dat ornithine een precursor is van citrulline dat een precursor is van arginine. De powerlifters kregen naast 6 gram arginine ook 2,2 gram ornithine én 12mg vitamine b12. Het is mogelijk dat de ornithine heeft gezorgd dat er uiteindelijk meer als arginine in het bloed terecht is gekomen. Dit lijkt echter niet logisch. Hoewel het onderzoek uit 2006 geen “dose-dependant-effect” (mate van effect is afhankelijk van hoogte dosis) toonde omdat ze maar één dosis uitgeprobeerd hebben, lijkt het aannemelijker dat een hogere dosis voor een hoger effect zorgt.

Daarnaast kan het liggen aan de manier waarop de arginine is ingenomen. Zij hebben het namelijk verdeeld in laten nemen over twee momenten. Normaal zie je dan dat de zogenaamde “first-pass” via de lever zorgt voor meer afbraak omdat deze nu twee keer plaatsvindt. Dit kan dus betekenen dat er juist minder arginine in het bloed terecht is gekomen afhankelijk van het effect van de ornithine. 

Dan is er tenslotte nog de vitamine b12 als nieuwe variabele die net als de ornithine niet wordt toegelicht. In het hele verslag komt het woord b12 één keer voor namelijk bij beschrijving van de supplementen die ze kregen. Er wordt echter niet uitgelegd waarom hiervoor gekozen is en vervolgens in de analyse van de resultaten niet op terug gekomen.

Arginine, ornithine en citrulline zitten vaak in pre- en post-workout supplementen. Vooral in pre-workouts voor het “pomp effect” als NO-Booster. In deel I heb je kunnen lezen dat het maar de vraag is in hoeverre arginine dit effect op NO heeft. In het geval dat je arginine accepteert als NO-Booster (of in plaats hiervan kiest voor citrulline of ornithine dat in het lichaam wordt omgezet in arginine), moet je je afvragen of deze toegevoegde waarde groter is dan het eventuele negatieve effect van de verlaagde stijging in groeihormoon. De conclusie is dan ook dat hier meer onderzoek naar gedaan moet worden om de rol van de diverse variabelen beter in kaart te brengen. 

Arginine, testosteron en IGF-1

“Arginine is nodig voor de effectiviteit van testosteron.” Althans, volgens een onderzoek uit 2004 (17).

IGF-1 (insuline gelijkende groeifactor) kwam net al even kort aan bod. Een ander belangrijk hormoon voor spiergroei is natuurlijk testosteron. Toen Spaanse onderzoekers in 2004 zagen dat muizen die arginine kregen in hun voer meer spiermassa hadden dan muizen die dat niet kregen, zochten ze de oorzaak in de activiteit van testosteron en IGF-1 (17). De verschillen die ze namelijk zagen in mannelijke muizen zagen ze niet in vrouwelijke muizen (die van nature minder testosteron hebben).

The fact that these changes were not associated with the decrease in the circulating levels of testosterone and that the dietary arginine restriction prevented the body weight gain induced by testosterone treatment of female mice fed the standard diet indicates that dietary arginine is required for the anabolic action of androgens.

A. Cremades, University of Murcia

Toen de onderzoekers zowel de mannelijke als vrouwelijke muizen testosteron toedienden, bleek dit in beide gevallen niet te zorgen voor meer spiermassa wanneer er een arginine-tekort was. Arginine bleek dus nodig voor de werking van testosteron. De oorzaak hiervan zochten zij in de invloed van arginine op IGF-1 dat weer een rol speelt in de activiteit van testosteron.

Our results showing that arginine deficiency alters the expression of IGF1, IGFBP1 and IGF1R in the kidney and IGFBP1 in the liver support this possibility.

Dit effect van arginine zou dus minder invloed hebben op vrouwen omdat deze van nature over minder testosteron beschikken.

Samenvatting deel II

• Arginine heeft mogelijk een spierbesparend effect bij afvallen
• “Arginine kan groeihormoon in rust verhogen, maar beperkt de verhoging van groeihormoon door training.” Hoewel dit beter onderzocht moet worden, kan het daarom aan te raden zijn enkele uren voor en na de training juist geen arginine te gebruiken.
• “Arginine is nodig voor de effectiviteit van testosteron.”

Conclusie delen I en II: Wat heb je aan arginine?

Er zijn nog veel onduidelijkheden rondom arginine. De belangrijkste betreffen de mate waarin arginine daadwerkelijk leidt tot verhoging van stikstofmonoxide (NO). Arginine wordt in grote mate afgebroken nog voor het de bloedsomloop bereikt en zeer grote innames om dit te corrigeren, leveren maagklachten op. Mogelijk kan je daarom beter citrulline en/of ornithine gebruiken die in het lichaam worden omgezet in arginine.

Andere vermeende voordelen van arginine dienen beter onderzocht te worden. Dat arginine “cutten” mogelijk makkelijker maakt door afbraak van spiermassa tijdens het afvallen te beperken of zelfs te voorkomen, zou natuurlijk fantastisch zijn. Dit moet echter onderzocht worden onder mensen (mannen én vrouwen) zonder overgewicht en diabetes om te zien in hoeverre het voor “normale mensen” dezelfde voordelen biedt.

Op het gebied van groeihormoon dient meer onderzoek gedaan te worden onder gelijke omstandigheden zodat arginine met arginine kan worden vergeleken in plaats met een mix waarin ook ornithine zit. Ook zou het prettig zijn bevestiging te krijgen van het effect van arginine op (de effectiviteit van) testosteron. Dit zijn echter allemaal onderzoeken die een effect van de ene stof op de andere stof proberen aan te tonen. Heel interessant voor de wetenschap, maar uiteindelijk willen we gewoon weten wat het voor ons doet. Dus kom ik terug op het punt dat onderzoeken zoals verricht onder de “diabete dikkerds” vaker en groter verricht zouden moeten worden. Hierbij zou dus vooral gekeken moeten worden naar het effect op daadwerkelijke resultaten in: Spiermassa en vetmassa, maar ook op spierkracht en duurvermogen.

Referenties

1. Lucotti P1, Setola E, Monti LD, Galluccio E, Costa S, Sandoli EP, Fermo I, Rabaiotti G, Gatti R, Piatti P. Beneficial effects of a long-term oral L-arginine treatment added to a hypocaloric diet and exercise training program in obese, insulin-resistant type 2 diabetic patients. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006 Nov;291(5):E906-12. Epub 2006 Jun 13.
2. Fu WJ1, Haynes TE, Kohli R, Hu J, Shi W, Spencer TE, Carroll RJ, Meininger CJ, Wu G. Dietary L-arginine supplementation reduces fat mass in Zucker diabetic fatty rats.J Nutr. 2005 Apr;135(4):714-21.
3. Chromiak J and Antonio J. Use of amino acids as growth hormone-releasing agents by athletes. Nutrition 18: 657–661, 2002.
4. Kanaley JA, Weatherup-Dentes MM, Jaynes EB, and Hartman ML.Obesity attenuates the growth hormone response to exercise. J Clin Endocrinol Metab 84: 3156–3161, 1999.
5. Kanaley JA, Weltman JY, Pieper KS, Weltman A, and Hartman ML. Cortisol and growth hormone responses to exercise at different times of day. J Clin Endocrinol Metab 86: 2881–2889, 2001.
6. Pritzlaff CJ, Wideman L, Weltman JY, Abbott RD, Gutgesell ME, Hartman ML, Veldhuis JD, and Weltman A. Impact of acute exercise intensity on pulsatile growth hormone release in men. J Appl Physiol 87:498–504, 1999.
7. Weltman JY, Weltman A, van der Heijden M, Janssen Y, Metzger D, Veldhuis JD, Keizer HA, and Rogol AD. Effect of intensity of exercise on 24-hour growth hormone release. Med Sci Sports Exerc 26: S37, 1994.
8. Wideman L, Weltman JY, Shah N, Story S, Veldhuis JD, and Weltman A. Effects of gender on exercise-induced growth hormone release. J Appl Physiol 87: 1154–1162, 1999.
9. Alba-Roth J, Muller O, Schopohl J, and Werder K. Arginine stimulates growth hormone secretion by suppressing endogenous somatostatin secretion. J Clin Endocrinol Metab 67: 1186–1189, 1988.
10. Merimee T, Rabinowitz D, and Fineberg S. Arginine-initiated release of human growth hormone. Factors modifying the response in normal man.N Engl J Med 280, 1969.
11. Ghigo E, Arvat E, Vanelte F, Nicolosi M, Boffano G, Procopio M, Bellone J, Maccario M, Mazza E, and Camanni F. Arginine reinstates the somatotrope responsiveness to intermittent growth hormone-releasing hormone administration in normal adults. Neuroendocrinology 54: 291–294, 1991.
12. Casanueva FF, Villanueva L, Cabranes JA, Cebazas-Cerrato J, and Fernandez-Cruz A. Cholinergic mediation of growth hormone secretion elicited by arginine, clonidine, and physical exercise in man. J Clin Endocrinol Metab 59: 526–534, 1984.
13. Thompson DL, Weltman JY, Rogol AD, Metzger DL, Veldhuis JD, and Weltman A. Cholinergic and opioid involvement in release of growth hormone during exercise and recovery. J Appl Physiol 75: 870–878, 1993.
14. S. R. Collier, E. Collins, and J. A. Kanaley. Oral arginine attenuates the growth hormone response to resistance exercise. Journal of Applied PhysiologySeptember 2006 vol. 101no. 3 848-852
15. Wideman L, Weltman J, Patrie J, Bowers C, Shah N, Story S, Veldhuis J, and Weltman A. Synergy of L-arginine and GHRP-2 stimulation of growth hormone in men and women: modulation by exercise.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 279: R1467–R1477, 2000.
16. Zajac A1, Poprzecki S, Zebrowska A, Chalimoniuk M, Langfort J.Arginine and ornithine supplementation increases growth hormone and insulin-like growth factor-1 serum levels after heavy-resistance exercise in strength-trained athletes.J Strength Cond Res. 2010 Apr;24(4):1082-90.
17. Cremades A1, Ruzafa C, Monserrat F, López-Contreras AJ, Peñafiel R.Influence of dietary arginine on the anabolic effects of androgens.J Endocrinol. 2004 Nov;183(2):343-51.