توقيت البروتين أثناء التنشيف: هل يهم توزيعه على مدار اليوم؟

الحجة النظرية لتوزيع البروتين

يتطلب تحسين التركيب الجسماني أثناء عجز الطاقة تقليل فقدان الكتلة العضلية الهيكلية إلى أدنى حد مع تعظيم أكسدة الأنسجة الدهنية. وفي ظل ظروف نقص السعرات الحرارية، تنخفض المعدلات الأساسية لتخليق البروتين العضلي (MPS)؛ على سبيل المثال، يؤدي تقييد السعرات الحرارية قصير المدى (30 سعرة حرارية/كجم من الكتلة الخالية من الدهون/يوم) إلى تقليل تخليق البروتين الليفي العضلي في مرحلة ما بعد الامتصاص بنحو 27% لدى البالغين الممارسين لتدريبات المقاومة [10].

ونظرًا لأن تحفيز تخليق البروتين العضلي يُظهر منحنى استجابة للجرعة قابلاً للتشبع لكل جرعة غذائية [1]، يفترض النموذج النظري القياسي أن توزيع إجمالي البروتين اليومي بالتساوي عبر وجبات متوسطة متعددة (كل 3 إلى 4 ساعات) من شأنه تعظيم المعدل التخليقي الجزئي التراكمي (FSR) على مدار 24 ساعة [8, 13]. ووفقًا لنموذج التوزيع المنتظم هذا، يُعتقد أن استهلاك البروتين عبر جرعات منفصلة يتغلب على المدة المحدودة للإشارات البنائية بعد الأكل (2 إلى 3 ساعات) وعلى فترة الخمول المسماة "امتلاء العضلات" (muscle-full) [8]. وعلى العكس من ذلك، يُفترض أن نمط التناول غير المتوازن—الذي يتسم بجرعات بروتين ضئيلة في الوجبات المبكرة وجرعة واحدة كبيرة بشكل غير متناسب في وجبة العشاء—يهدر الأحماض الأمينية الزائدة عبر مسارات الأكسدة بينما يفشل في تحفيز تخليق البروتين العضلي خلال فرص التغذية المبكرة [1, 8].

ومع ذلك، فإن التفاعل بين عجز الطاقة وتدريبات المقاومة وتوزيع البروتين من وجبة إلى أخرى يقدم صورة فسيولوجية أكثر تعقيدًا مما تشير إليه حركيات النظائر المشعة الحادة في حالة توازن الطاقة [9, P1].

عتبات الجرعة لكل وجبة والإشارات البنائية

لدى البالغين الشباب في حالة توازن الطاقة، يصل تحفيز تخليق البروتين العضلي بعد التمرين إلى ذروته بجرعات بروتين للوجبة الواحدة تتراوح تقريبًا بين 0.25 و0.30 جم/كجم، أو 20 إلى 25 جم من بروتين كامل عالي الجودة وغني بالليوسين [9, 11, 13]. وفي المقابل، يُظهر كبار السن مقاومة بنائية، مما يتطلب جرعات فردية تحتوي على 2.8 جم على الأقل من الليوسين (ما يقرب من 30 إلى 40 جم من البروتين، أو >0.40 جم/كجم) لتحفيز فسفرة mTORC1 وعامل بدء الترجمة حقيقي النواة (eIF4) وإحداث استجابة تخليقية مكافئة [4, 8, 9].

وفي الحالات الهدمية مثل فقدان الوزن أو الصيام بعد فترة الليل، يكتسب تركيب الوجبة أهمية خاصة [8]. إن الجمع بين تمرين المقاومة الحاد وتناول بروتين مصل اللبن بعد التمرين (15 جم إلى 30 جم) يُنقذ المعدلات التخليقية المنخفضة أثناء عجز الطاقة، مما يزيد من تخليق البروتين الليفي العضلي بنسبة 16% إلى 34% فوق مستويات توازن الطاقة أثناء الراحة، ويؤدي إلى زيادة بمقدار 2 إلى 7 أضعاف في فسفرة p70 S6K (Thr 389) [10].

ومع ذلك، تظل نقطة التشبع الدقيقة للعضلات الهيكلية أثناء عجز الطاقة مسألة دقيقة [9]. ففي حالات العجز الهدمي الشديد (تقييد السعرات الحرارية بنسبة 40% إلى 54%؛ بمقدار -1766 إلى -3313 سعرة حرارية/يوم)، تفشل الجرعات التقليدية البالغة 20 إلى 25 جم من بروتين مصل اللبن في تنشيط مسارات الإشارات البنائية بقوة أو الحفاظ على الكتلة الخالية من الدهون، وذلك لأن الأحماض الأمينية الممتصة يُعاد توجيهها نحو تجدد البروتين في كامل الجسم، واستحداث الجلوكوز، والمسارات التأكسدية المنتجة للطاقة [9]. علاوة على ذلك، فإن حصص تدريبات المقاومة للجسم بالكامل التي تشمل كتلة عضلية نشطة كبيرة ترفع عتبة التشبع لكل وجبة: إذ يؤدي تناول 40 جم من بروتين مصل اللبن إلى تحفيز تخليق البروتين العضلي بشكل أكبر بكثير من 20 جم بعد جلسة تدريب للجسم بالكامل، بغض النظر عما إذا كانت الكتلة الخالية من الدهون لدى الرياضي مرتفعة (≥70 كجم) أو منخفضة (≤65 كجم) [11].

الأدلة الطولية: التوزيع المتساوي مقابل غير المتوازن

على الرغم من المنطق الميكانيكي للتوزيع المتوازن للبروتين، تُظهر التدخلات الطولية التي تقيم الحفاظ على الكتلة العضلية أثناء تقييد الطاقة أن نمط التوزيع على مدار اليوم لا يُحدث تغييرًا ذا مغزى في نتائج التركيب الجسماني عندما يتم ضبط إجمالي المدخول اليومي من البروتين وتدريبات المقاومة [3, 6, P1, P2].

في تجربة عشوائية محكومة استمرت 16 أسبوعًا (NCT02066948) على بالغين يعانون من زيادة الوزن ويمارسون تدريبات مقاومة منظمة (3 أيام/أسبوع) إلى جانب عجز في الطاقة قدره 750 سعرة حرارية/يوم مع استهلاك 90 جم/يوم من البروتين (~1.0 جم/كجم/يوم)، قارن الباحثون مباشرة بين جدولين للتوزيع [3, 6]:

• التوزيع المتساوي: 30 جم فطور، 30 جم غداء، 30 جم عشاء ($n=21$)
• التوزيع غير المتوازن: 10 جم فطور، 20 جم غداء، 60 جم عشاء ($n=20$)

في نهاية الـ 16 أسبوعًا، حققت كلتا المجموعتين انخفاضات متطابقة في إجمالي كتلة الجسم ($-7.9\pm 0.6$ كجم) وكتلة الدهون في الجسم بالكامل ($-6.9\pm 0.5$ كجم) [3, 6]. وكان فقدان الكتلة الخالية من الدهون في الجسم بالكامل متطابقًا بالمثل بين المجموعتين ($-1.0\pm 0.2$ كجم) [3, 6]. وأظهر التصوير المباشر للعضلات الموضعية الحفاظ على مساحة المقطع العرضي لعضلات منتصف الفخذ ($0\pm 1{\text{ cm}}^2$) وتغير مساحة عضلات منتصف ربلة الساق بشكل متكافئ ($-3\pm 1{\text{ cm}}^2$) في كلا النمطين [3, 6].

تتوافق هذه النتائج مع دراسات النظائر المشعة لدى الفئات الأكبر سنًا التي فحصت أنماط التوزيع اليومي. ففي تجربة عشوائية محكومة (NCT03870425) على كبار السن، لم يُسفر توزيع البروتين المتساوي مقابل غير المتوازن على 3 وجبات عن أي فروق ذات دلالة إحصائية في المعدلات التخليقية الجزئية لبروتين العضلات على مدار 24 ساعة (FSR: $2.16\pm 0.13\%/\text{day}$ للمتساوي مقابل $2.23\pm 0.09\%/\text{day}$ لغير المتوازن، $p=0.647$) أو في اندماج النظير المشع في الأنسجة العضلية ($p=0.306$) [4]. وبينما لاحظت بعض البيانات الحادة من دراسة Mamerow et al. معدلات تخليقية جزئية أعلى مع التوزيع المتساوي، لم تجد دراسات استقلابية متعددة أجراها Kim et al. أي فروق في حركيات البروتين على مدار 24 ساعة بين التوزيع المتساوي وغير المتوازن [4].

دور الإجمالي اليومي وعتبات الوجبات

لماذا يفشل التوزيع على مدار اليوم في إحداث نتائج متباينة خلال مراحل الحمية الغذائية الطويلة؟ إن المحدد الأساسي للحفاظ على الكتلة الخالية من الدهون هو الوصول إلى إجمالي مدخول يومي كافٍ من البروتين جنبًا إلى جنب مع محفز كافٍ من تدريبات المقاومة [1, 10, P1, P2].

عندما يقع الإجمالي اليومي ضمن النطاقات المعتدلة النموذجية (0.8 إلى 1.3 جم/كجم/يوم)، فإن تناول وجبة يومية واحدة على الأقل تتجاوز العتبة البنائية القابلة للتشبع يكون كافيًا لتحفيز تخليق البروتين العضلي ودعم صحة العضلات الهيكلية، بغض النظر عن كيفية توزيع البروتين المتبقي على مدار اليوم [1]. في الواقع، فإن فرض توزيع متوازن بدقة بشكل مصطنع عند مستويات منخفضة أو هامشية من الإجمالي اليومي (<0.80 جم/كجم/يوم) يمكن أن يُخفف جرعات البروتين في كل وجبة لدرجة ألا تصل أي من الوجبات إلى عتبة الليوسين المطلوبة لتنشيط إشارات mTORC1 [1, 8]. وفي ظل هذه الظروف، يمكن أن يكون النمط غير المتوازن الذي يوفر جرعة قوية واحدة على الأقل أكثر فائدة من الناحية الفسيولوجية مقارنة بوجبات متعددة لا تبلغ العتبة المطلوبة [1].

وبالإضافة إلى تحفيز تخليق البروتين العضلي، تستمر جرعات البروتين الأكبر التي تتجاوز عتبة التشبع التخليقي في إحداث تأثيرات جهازية مضادة للهدم: فالأحماض الأمينية الزائدة تثبط تكسير البروتين في كامل الجسم، مما يساهم في تحقيق توازن إيجابي صافٍ للبروتين في الجسم بالكامل على مدار 24 ساعة [1].

توصيات عملية للرياضيين

بالنسبة للرياضيين والأفراد الممارسين لتدريبات المقاومة الذين يمرون بمراحل عجز في السعرات الحرارية، فإن إجمالي المدخول اليومي من البروتين وكفاية الجرعة المطلقة لكل وجبة لهما الأولوية على فترات التوزيع الصارمة [1, 13, P1, P2]:

1. تحديد إجمالي مدخول يومي كافٍ: حافظ على مدخول يومي عام يتراوح بين 1.4 و2.0 جم/كجم/يوم أثناء فترات العجز القياسية للحفاظ على الكتلة الخالية من الدهون [13, P1]. وقد يوفر المدخول الذي يتجاوز 3.0 جم/كجم/يوم فائدة إضافية لفقدان كتلة الدهون وتعزيز الشبع لدى الأفراد النحيفين الممارسين لتدريبات المقاومة الذين يخضعون لتقييد شديد في الطاقة [13].
2. استهداف عتبات الليوسين لكل وجبة: احرص على أن توفر الوجبات الرئيسية من 0.25 إلى 0.40 جم/كجم (أو 20 إلى 40 جم من البروتين الكامل عالي الجودة) تحتوي على 700 إلى 3000 ملجم من الليوسين [4, 13]. وعند أداء تدريبات المقاومة للجسم بالكامل، فإن تناول جرعات تصل إلى 40 جم من بروتين مصل اللبن يُعظم الاستجابة التخليقية الحادة [11].
3. الاستفادة من التوقيت الاستراتيجي للوجبات: على الرغم من إمكانية تكييف تكرار الوجبات وفقًا للجدول الزمني الفردي وتفضيلات الشبع، فإن توزيع البروتين عبر 3 إلى 4 وجبات تفصل بينها 3 إلى 4 ساعات يظل نهجًا عمليًا وفعالًا لتحقيق الأهداف اليومية دون الحاجة لتناول جرعات مفردة كبيرة للغاية [13, P3].
4. النظر في التناول قبل النوم: يؤدي تناول 30 إلى 40 جم من بروتين بطيء الهضم (مثل الكازين) قبل النوم إلى رفع معدل تخليق البروتين العضلي الليلي ومعدل الأيض دون الإضرار بعملية تحلل الدهون [13].
5. الموازنة بين المغذيات الكبرى: في سياقات رياضات التحمل، يجب ألا يؤدي توزيع البروتين إلى إزاحة تعويض الكربوهيدرات الضروري؛ إذ إن الإفراط في تناول البروتين (مثل 3.3 جم/كجم/يوم) على حساب توافر الكربوهيدرات يمكن أن يضر بالأداء في اختبارات الجهد عالية الكثافة [13].