Растителен срещу млечен протеин за мускулен протеинов синтез

Растителните протеини и комбинираните растителни блендове могат да стимулират мускулния протеинов синтез (MPS) и да подпомагат силата и мускулната хипертрофия в степен, сравнима с млечните протеини като суроватъчния и млечния, стига общият дневен прием на протеин да е достатъчен или растителният източник да осигурява адекватен профил на незаменими аминокиселини и левцин [4, 10, 14, 16, 21]. Въпреки това, грам за грам, необогатените единични растителни източници често съдържат по-малко незаменими аминокиселини (EAA) и левцин в сравнение с млечните протеини, което може да доведе до по-ниски нива на остър MPS, освен ако дозите не се увеличат, не се комбинират допълващи се растителни източници или не се добави свободен левцин [10, 12, 13, 18].

Аминокиселинен профил на растителните спрямо млечните протеини

Основният физиологичен двигател на MPS е наличността на незаменими аминокиселини, особено левцин [5, 14]. Индивидуалните протеинови изолати от растителен произход показват изразени вариации в аминокиселинния си състав в сравнение с протеините от животински произход [12, 13]. Докато млечните протеини като суроватъчния (43% EAA, 11,0% левцин) и млечния (39% EAA, 9,0% левцин) са богати на всички незаменими аминокиселини, растителните протеинови изолати като тези от овес (21% EAA), лупина (21% EAA) и пшеница (22% EAA) имат по-нисък общ дял на EAA в сравнение с човешкия скелетен мускул (38% EAA, 7,6% левцин) [13].

Съдържанието на левцин също варира значително между растителните източници: конопът (5,1%) и лупината (5,2%) остават под изискването на СЗО/ФАО/UNU от 5,9%, докато соята (6,9%), рапицата (6,9%), грахът (7,2%), кафявият ориз (7,4%), картофът (8,3%) и царевицата (13,5%) го надвишават [12, 13]. Освен това растителните източници обикновено съдържат по-ниски концентрации на лизин (1,4% до 6,0% срещу 5,3% до 9,0% при животинските протеини) и метионин (0,2% до 2,5% срещу 2,2% до 2,8% при животинските протеини) [12, 13]. Преработката на растителните суровини в концентрати или изолати премахва антихранителните фактори и възстановява усвоимостта на аминокиселините, но отделни аминокиселинни дефицити могат да се запазят [12].

Остър мускулен протеинов синтез: единични източници и блендове

При оценка на острите нива на мускулен протеинов синтез животинските протеини показват умерено цялостно предимство през целия зрял живот, въпреки че данните от мета-анализи сочат, че тази разлика е с пренебрежим размер на ефекта (ES растителен:животински = 0,004) с ниска степен на сигурност на доказателствата [2]. Мета-анализ на 12 проучвания установява, че общата разлика в острия отговор между растителния и животинския протеин се намира в 0,35-ия персентил на биологичната вариабилност, като дозата левцин на хранене е основният определящ фактор, а не самият протеинов източник [14].

При директни сравнения:

• Единични източници: Суроватъчният протеин индуцира по-силен остър MPS отговор от соевия протеин и мицеларния казеин както в покой, така и след тренировка при по-възрастни мъже [9]. По подобен начин пшеничният протеин стимулира по-нисък MPS от суроватъчния, освен ако не е обогатен с добавен левцин [17].
• Растителни блендове: Комбинирането на допълващи се растителни протеини преодолява ограниченията на отделните аминокиселини. Например рапичният протеинов изолат е богат на сяросъдържащи аминокиселини (метионин и цистеин, ≥3 g/100 g), което компенсира естествения дефицит на метионин в граховия протеин [10]. При млади тренирани възрастни приемът на 32 g растителен бленд (39,5% грах, 39,5% кафяв ориз, 21,0% рапица, осигуряващ 2,5 g левцин) стимулира посттренировъчния миофибриларен протеинов синтез (MyoPS) идентично на изонитрогенна доза от 32 g суроватъчен протеин в интервалите 0–2 ч. и 2–4 ч., въпреки че суроватката води до ~44% по-високи плазмени концентрации на EAA [4]. По подобен начин бленд от 30 g пшеница, царевица и грах (в съотношение 2:1:1, осигуряващ ~2,4 g левцин) съответства на острия MPS отговор от млечен протеин [10, 14].

Стратегии за изравняване на анаболния отговор спрямо млечния протеин

Изследванията очертават три основни подхода за изравняване на анаболния отговор на растителните протеини с този на млечните:

1. Обогатяване с левцин: При здрави млади възрастни, приемащи доза от 20 g грахово-рапичен бленд, смесеният MPS е значително по-нисък от този при суроватъчен изолат, освен ако не е обогатен със свободен левцин (PBP + Leu), което води до MPS отговор, еквивалентен на суроватката (P = 0,052) [10]. При експериментални модели с възрастни животни добавянето на 12% свободен левцин към грахово-соев бленд възстановява MPS и активирането на mTOR пътя (фосфорилиране на 4EBP1) до нива, наблюдавани при суроватъчен протеин изолат [18].
2. Стратегическо комбиниране: Комбинирането на зърнени култури (по-богати на метионин, по-бедни на лизин) с бобови култури (по-богати на лизин, по-бедни на метионин) или кръстоцветни растения създава аминокиселинен профил, способен да задейства пълен постпрандиален MPS [4, 10, 14].
3. Увеличаване на дозата: Тъй като абсолютният праг на левцин и EAA определя задействането на MPS, консумирането на по-голяма порция от единичен растителен протеин постига същата доставка на незаменими аминокиселини. Например приемът на 26 g соев протеин изолат съответства на 19 g суроватъчен протеин изолат, осигурявайки еквивалентни 2,0 g левцин [21].

Дългосрочни резултати за хипертрофия и сила

Дългосрочните тренировъчни проучвания показват, че тези остри физиологични стратегии успешно се трансформират в хронични адаптации [14, 16, 21]. Мета-анализ на 16 рандомизирани контролирани проучвания установява, че източникът на протеин не влияе на абсолютната чиста маса или мускулната сила като цяло, когато общият прием на протеин е над препоръчителния дневен прием (RDA) [1]. Въпреки това подгруповият анализ показва, че животинският протеин благоприятства процентното съдържание на чиста маса и води до малки увеличения на абсолютната чиста маса (претеглена средна разлика: 0,41 kg) и процента чиста маса (0,50%) при по-млади възрастни (<50 години), докато силовите тренировки не променят сравнителния резултат [1].

Когато се прилагат специфични растителни формулировки или адекватен дневен прием:

• 12-седмично проучване при нетренирани млади мъже, приемащи 45 g/ден грахово-соев растителен бленд с изравнен левцин или суроватъчен протеин по време на силови тренировки, установява статистически еквивалентни увеличения в общата чиста телесна маса (2,4 kg за растителния срещу 2,5 kg за животинския), апендикуларната чиста маса (1,2 kg срещу 1,8 kg), напречното сечение на vastus lateralis (0,9 cm² срещу 1,3 cm²) и силата на 1ПМ на лег-преса (64 kg срещу 63 kg) [16, 17].
• Ежедневната суплементация, осигуряваща 2 g левцин чрез 26 g соев протеин изолат или 19 g суроватъчен протеин изолат в продължение на 12 седмици тренировки, води до еднакво покачване на чистата телесна маса (1,54 kg за двете групи) и въртящия момент на разгъвачите/сгъвачите на коляното [21].
• Приемът на 25 g грахов протеин два пъти дневно в продължение на 12 седмици води до увеличаване на дебелината на мускулите на горната част на тялото, сравнимо със суроватъчния протеин и значително по-високо от плацебо при участници с по-ниска начална сила [7].
• При вегани, приемащи 1,6 g/kg/ден от допълващи се растителни източници паралелно със силови тренировки, адаптациите по отношение на чистата маса на краката, напречното сечение на мускулните влакна и силата напълно съответстват на тези при всеядна диета [14].

Възрастови фактори и анаболна резистентност

Възрастта е важен фактор, модулиращ отговора към растителните спрямо млечните протеини [2, 9, 20]. Скелетната мускулна маса намалява със среден темп от 1–2% годишно след 50-годишна възраст, като тежката мускулна загуба засяга 5%–13% от възрастните между 60 и 80 години и 11%–50% от тези над 80 години [9]. По-възрастните хора развиват анаболна резистентност и се нуждаят от повече от 2 g левцин на хранене, за да стимулират MPS до същата степен, която младите постигат с 1 g в комбинация с физически упражнения [20].

Подгруповите мета-анализи показват, че протеините от животински произход имат по-изразено стимулиращо предимство пред растителните при по-възрастните хора в сравнение с по-младите кохорти [2]. При по-възрастни жени в покой ниските дози EAA, обогатени с левцин (1,5 g LEAA), и суроватъчният протеин стимулират ранния MPS (0–2 ч.), но са необходими по-високи цели дози (6 g LEAA или 40 g суроватка) или наличие на физическо натоварване, за да се поддържат MPS и анаболната сигнализация (p-p70S6K1) в продължение на 4 часа [5]. Добавянето на 10 g свободен левцин дневно (5 g два пъти дневно) по време на силови тренировки значително подобрява функционалните тестове и силата на краката при възрастни над 70 години [20]. За по-възрастните популации, разчитащи на растителни протеини, целенето на общ прием в диапазона 1,0–1,2 g/kg/ден и целенасоченото обогатяване на храненията с левцин или допълващи се блендове е от критично значение за запазване на чистата мускулна маса [9, 20].