Unos proteina na definiciji: Koliko je potrebno za očuvanje mišića?

Energetski deficit i homeostaza mišićnih proteina

Tokom perioda negativnog energetskog bilansa, skeletna mišićna masa biva ugrožena perzistentnim disbalansom između sinteze mišićnih proteina (MPS) i razgradnje mišićnih proteina (MPB) [20]. Mišićno tkivo ima bazalnu dnevnu stopu obnove od približno 1,5% [7]. U uslovima energetske restrikcije, dostupnost intracelularnih supstrata opada, što podstiče povišenu proteolizu skeletnih mišića radi obezbjeđivanja slobodnih aminokiselina za hepatičku glukoneogenezu i direktnu mitohondrijsku oksidaciju [19, 20].

Trening s opterećenjem (RET) služi kao primarni nefarmakološki stimulans za povećanje frakcijske stope sinteze i ublažavanje gubitka mišićne mase tokom hipokalorijskih uslova [7, 20]. Jedan trening s opterećenjem povećava stopu MPS-a unutar 2 do 6 sati, održavajući pojačanu sintetičku aktivnost tokom 24 do 48 sati [13]. Međutim, neto proteinski bilans ostaje negativan u odsustvu dovoljne količine egzogenih prehrambenih proteina, čineći nivo unosa po kilogramu tjelesne mase primarnom determinantom očuvanja nemasne tjelesne mase (LBM) [19, 20].

Prelomna tačka unosa proteina: Energetski bilans u odnosu na hipokalorijske uslove

U energetski adekvatnim (eukalorijskim) stanjima, potrebe za prehrambenim proteinima kod osoba koje treniraju s opterećenjem dostižu fiziološki plato [4, 9, 17]. Sveobuhvatne meta-regresije pokazuju da je ukupan dnevni unos između 1,4 i 2,0 g/kg/dan dovoljan za optimizaciju sinteze mišićnih proteina, prirasta snage i hipertrofije kod zdravih odraslih osoba bez kalorijske restrikcije [1, 4, 9, 17]. Konkretno, dvofazne analize prelomne tačke utvrđuju da prirast bezmasne mase (FFM) prestaje rasti s unosom proteina iznad 1,62 g/kg/dan kada je energetski bilans očuvan [4].

Energetski bilans u odnosu na hipokalorijske ciljeve (g/kg/dan):

Eukalorijska hipertrofija/održavanje:
[================== 1,4 – 1,62 – 2,0 g/kg/dan ==================]

Hipokalorijski trening s opterećenjem (očuvanje nemasne mase):
[================================ 2,3 – 3,1 g/kg/dan ================================]

Kada se uvede kalorijski deficit, gornja granica od 1,62 g/kg/dan više ne važi [6, 9, P1]. Oksidacija aminokiselina u cijelom tijelu raste, posebno degradacija aminokiselina razgranatog lanca putem mitohondrijske dehidrogenaze okso-kiselina razgranatog lanca, smanjujući efikasnost kojom se unesene aminokiseline ugrađuju u miofibrilarne frakcije [11, 19]. Shodno tome, sportisti izloženi kalorijskom deficitu zahtijevaju znatno veći apsolutni i relativni unos proteina kako bi kompenzirali bazalni katabolizam aminokiselina i očuvali funkcionalno tkivo [9, 16, 18, P1].

Kvantitativni proteinski ciljevi za hipokalorijski trening s opterećenjem

Sistematski pregledi i meta-regresije fokusirani na kohorte u energetskoj restrikciji koje treniraju s opterećenjem pokazuju doznofaznu zavisnost između većeg unosa proteina i očuvanja bezmasne mase [6, 9, P1].

• Standardni hipokalorijski raspon: Međunarodno društvo za sportsku ishranu (ISSN) definiše dnevni unos od 2,3 do 3,1 g/kg tjelesne mase/dan (ili 2,3–3,1 g/kg FFM-a) kao cilj neophodan za maksimiziranje očuvanja LBM-a kod sportista koji treniraju s opterećenjem tokom energetskog deficita [6, 9, 16, 18].
• Teški energetski deficiti: U kohortama podvrgnutim ekstremnim deficitima (~40% restrikcije, 33 kcal/kg LBM-a/dan) u kombinaciji s visokofrekventnim treningom s opterećenjem i intervalnim treningom, unos od 2,4 g/kg/dan rezultirao je znatno boljim ishodima tjelesnog sastava u poređenju sa 1,2 g/kg/dan [3]. Tokom četiri sedmice, ispitanici koji su unosili 2,4 g/kg/dan dobili su 1,2 ± 1,0 kg LBM-a i izgubili 4,8 ± 1,6 kg masnog tkiva, dok su oni na 1,2 g/kg/dan postigli +0,1 ± 1,0 kg LBM-a i −3,5 ± 1,4 kg masnog tkiva [3].
• Sitost pri visokom unosu proteina i promjene u tjelesnom sastavu: Unos od ili iznad 30%–35% ukupnog kalorijskog unosa (unutar prihvatljivog raspona distribucije makronutrijenata) dosljedno pospješuje ukupan gubitak masnog tkiva uz očuvanje nemasnog tkiva [10, 19]. Pokazano je da dnevni unos koji prelazi 3,0 g/kg/dan dodatno olakšava gubitak masti kod utreniranih ispitanika bez neželjenih metaboličkih posljedica [9, 17].
• Scenariji s vrlo niskim kalorijskim unosom: Pri teškoj restrikciji (600–700 kcal/dan), fiksni niski unosi od 52 do 77 g/dan fundamentalno su neadekvatni za održavanje nemasne mase, što naglašava da se apsolutni unos proteina mora skalirati prema masi aktivnog tkiva, a ne ostati fiksni udio restriktivnog energetskog unosa [7].

Pregled nivoa doziranja proteina u hipokalorijskim uslovima:
+-----------------------------+-----------------------+------------------------------------------+
| Ozbiljnost deficita / Status| Ciljani unos          | Primarni ishod                           |
+-----------------------------+-----------------------+------------------------------------------+
| Umjereni deficit (trenirani)| 2,3–2,6 g/kg/dan      | Maksimizira očuvanje FFM-a [6, 9, P1]    |
| Teški deficit / Nizak % masti| 2,6–3,1 g/kg FFM/dan | Čuva LBM tokom agresivnih faza definicije [6, 16]|
| Visokointenzivni interval/RET| 2,4 g/kg/dan         | Omogućava dobitak nemasne mase + gubitak masti [3]|
| Ekstremni unosi             | > 3,0 g/kg/dan        | Optimizira redukciju masti [9, 17]       |
+-----------------------------+-----------------------+------------------------------------------+

Neuroendokrini odgovori i nivo utreniranosti

Trening s opterećenjem uz energetsku restrikciju izaziva značajne promjene u ravnoteži kataboličkog i anaboličkog endokrinog miljea. Tokom izraženog negativnog energetskog bilansa u kombinaciji s visokim volumenom treninga, promjene u cirkulirajućem serumskom kortizolu negativno koreliraju s promjenama u nemasnoj tjelesnoj masi ($r=-0,34$) i pozitivno sa zadržavanjem tjelesne masti ($r=0,39$) [3]. Veći unos proteina hranom ne mijenja razlike u adaptaciji snage tokom kratkoročnih deficita [3], ali ublažava neto razgradnju strukturnog tkiva održavanjem intracelularne hiperaminoacidemije radi suzbijanja povišene proteolize posredovane glukokortikoidima [3, 20].

Štaviše, osobe utrenirane za snagu pokazuju veću bazalnu sintetičku efikasnost i ostvaruju veću apsolutnu korist u očuvanju tkiva od povećanog unosa proteina u poređenju s neutreniranim osobama [4]. Suprotno tome, starija životna dob smanjuje bazalnu osjetljivost na anaboličku signalizaciju, pomjerajući donju granicu potreba prema višim relativnim pragovima kako bi se prevazišla anabolička rezistencija povezana sa starenjem [1, 4, 15].

Distribucija, pragovi leucina i unos prije spavanja

Kako bi se maksimizirala efikasnost povećanog dnevnog unosa proteina tokom energetske restrikcije, arhitektura unosa proteina treba biti strukturirana oko pragova zasićenja po obroku [7, 9, 15].

Model distribucije po obrocima (~4 obroka tokom budnog stanja + prije spavanja):

[Obrok 1: 0,40 g/kg] ---> [Obrok 2: 0,40 g/kg] ---> [Obrok 3: 0,40 g/kg] ---> [Prije spavanja: 0,50 g/kg (kazein)]
     |                          |                          |                           |
   3–4 h                      3–4 h                      3–4 h                    Noćni MPS
 (2,5–3 g Leu)              (2,5–3 g Leu)              (2,5–3 g Leu)              (~40 g kazeina)

Pragovi po obroku i kvalitet aminokiselina

Miofibrilarna sinteza proteina nakon pojedinačnog obroka dostiže plato na približno 0,24 do 0,40 g/kg visokokvalitetnih proteina kod mlađih odraslih osoba (ekvivalentno 20–40 g apsolutno), obezbjeđujući 700 do 3000 mg leucina uz kompletan profil esencijalnih aminokiselina (EAA) [7, 9, 13, 17]. Kod starijih sportista, ova prelomna tačka raste na ~0,40 g/kg (ili ≥2,8 g leucina po obroku) kako bi se pokrenule ekvivalentne signalne kaskade [7, 13, 15].

Budući da postprandijalna stimulacija MPS-a ima refraktorni period od približno 2 do 3 sata, raspodjela dnevnog unosa proteina na 3 do 6 zasebnih obroka (od kojih svaki osigurava ~0,30–0,50 g/kg) u razmacima od svaka 3 do 4 sata održava povišen neto bilans tokom dana [9, 12, 15, 16, 17]. Ova ponavljana stimulacija posebno djeluje zaštitno tokom hipokalorijskih faza, sprečavajući produžene postapsorptivne padove u kojima neto proteinski bilans prelazi u duboki deficit [15, 19].

Vrijeme unosa proteina prije spavanja

Produžavanje unosa proteina u noćni period pomaže u ublažavanju noćnog katabolizma [17, 22]. Unos 30 do 40 g sporoprobavljivog kazeinskog proteina približno 30 minuta prije spavanja povećava noćnu stopu sinteze mišićnih proteina za ~22% nakon večernjeg treninga s opterećenjem [17, 22]. Unos proteina prije spavanja u dozama do 40 g ne narušava noćnu lipolizu potkožnog abdominalnog masnog tkiva niti potrošnju energije u mirovanju sljedećeg jutra, dok istovremeno povećava noćnu potrošnju energije (329,9 ± 45,2 kcal u odnosu na 296,6 ± 46,6 kcal za placebo) i povećava osjećaj sitosti sljedećeg jutra za više od 30% [21, 23].

Sažetak

1. Ciljani dnevni unos: Da bi se maksimiziralo očuvanje nemasne mase tokom hipokalorijskog treninga s opterećenjem, dnevni unos proteina hranom treba održavati unutar 2,3 do 3,1 g/kg tjelesne mase/dan (ili 2,3–3,1 g/kg FFM/dan za vitke sportiste) [6, 9, 16, P1].
2. Skaliranje prema deficitu: Kako se veličina kalorijskog deficita povećava ili nivo tjelesne masti opada, usmjerite se prema gornjoj granici (≥2,6–3,0+ g/kg/dan) kako biste se suprotstavili ubrzanoj endogenoj oksidaciji aminokiselina i povišenoj kataboličkoj signalizaciji [3, 9, 11, 16, 17].
3. Obrazac obroka: Rasporedite unos na 3 do 5 dnevnih obroka od 0,30–0,50 g/kg koji sadrže 2,5–3,0 g leucina svaka 3–4 sata [7, 9, 15, 17].
4. Noćna zaštita: Unesite dozu od 30–40 g sporoprobavljivog proteina (kao što je kazein) 30 minuta prije spavanja kako biste povećali noćnu stopu sinteze bez supresije oksidacije masti [17, 21, 22, 23].