Rostlinné vs. mléčné bílkoviny pro syntézu svalových bílkovin

Rostlinné proteiny a vícesložkové rostlinné směsi mohou stimulovat syntézu svalových bílkovin (MPS) a podporovat nárůst síly i svalové hypertrofie v míře srovnatelné s mléčnými bílkovinami, jako je syrovátka a mléko, za předpokladu, že je celkový denní příjem bílkovin dostatečný nebo rostlinný zdroj poskytuje adekvátní profil esenciálních aminokyselin a leucinu [4, 10, 14, 16, 21]. Nicméně při přepočtu gram na gram mívají neobohacené jednodruhové rostlinné zdroje často nižší obsah esenciálních aminokyselin (EAA) a leucinu než mléčné bílkoviny, což může vést k nižší míře akutní MPS, pokud se nezvýší velikost dávky, nezkombinují se komplementární rostlinné zdroje nebo se nepřidá volný leucin [10, 12, 13, 18].

Profil aminokyselin v rostlinných vs. mléčných bílkovinách

Hlavním fyziologickým spouštěčem MPS je dostupnost esenciálních aminokyselin, zejména leucinu [5, 14]. Jednotlivé rostlinné proteinové izoláty vykazují ve srovnání s bílkovinami živočišného původu výrazné rozdíly ve složení aminokyselin [12, 13]. Zatímco mléčné bílkoviny, jako je syrovátka (43 % EAA, 11,0 % leucinu) a mléko (39 % EAA, 9,0 % leucinu), jsou bohaté na všechny esenciální aminokyseliny, rostlinné proteinové izoláty, jako je oves (21 % EAA), lupina (21 % EAA) a pšenice (22 % EAA), mají nižší podíl celkových EAA v porovnání s lidským kosterním svalem (38 % EAA, 7,6 % leucinu) [13].

Obsah leucinu se mezi rostlinnými zdroji rovněž značně liší: konopí (5,1 %) a lupina (5,2 %) nedosahují doporučení WHO/FAO/UNU ve výši 5,9 %, zatímco sója (6,9 %), řepka (6,9 %), hrách (7,2 %), hnědá rýže (7,4 %), brambory (8,3 %) a kukuřice (13,5 %) toto doporučení překračují [12, 13]. Rostlinné zdroje mají navíc obvykle nižší koncentrace lysinu (1,4 % až 6,0 % oproti 5,3 % až 9,0 % u živočišných bílkovin) a methioninu (0,2 % až 2,5 % oproti 2,2 % až 2,8 % u živočišných bílkovin) [12, 13]. Zpracování rostlinných zdrojů na koncentráty nebo izoláty odstraňuje antinutriční látky a obnovuje vstřebatelnost aminokyselin, avšak specifické deficity jednotlivých aminokyselin mohou přetrvávat [12].

Akutní syntéza svalových bílkovin: Jednosložkové zdroje a směsi

Při hodnocení akutní míry syntézy svalových bílkovin vykazují živočišné bílkoviny mírnou celkovou výhodu napříč dospělým věkem, i když metaanalytická data ukazují, že tento rozdíl má zanedbatelnou velikost účinku (ES rostlinné:živočišné = 0,004) s nízkou mírou jistoty důkazů [2]. Metaanalýza 12 studií zjistila, že celkový rozdíl v akutní odpovědi mezi rostlinnou a živočišnou bílkovinou se pohyboval na úrovni 0,35. percentilu biologické variability, přičemž primárním určujícím faktorem byla dávka leucinu v porci, nikoli samotný zdroj bílkoviny [14].

V přímých porovnáních:

• Jednosložkové zdroje: Syrovátkový protein vyvolává v klidu i po cvičení u starších mužů vyšší akutní reakci MPS než sójový protein a micelární kasein [9]. Pšeničný protein obdobně stimuluje MPS méně než syrovátka, pokud není obohacen přidaným leucinem [17].
• Rostlinné směsi: Kombinace vzájemně se doplňujících rostlinných bílkovin obchází nedostatky jednotlivých aminokyselin. Například izolát řepkového proteinu je bohatý na sirné aminokyseliny (methionin a cystein, ≥3 g/100 g), čímž kompenzuje přirozený nedostatek methioninu v hrachovém proteinu [10]. U mladých silově trénovaných dospělých stimulovalo požití 32 g rostlinné směsi (39,5 % hrách, 39,5 % hnědá rýže, 21,0 % řepka s obsahem 2,5 g leucinu) postcvičební myofibrilární syntézu bílkovin (MyoPS) v intervalech 0–2 h i 2–4 h identicky jako izodusíkatá dávka 32 g syrovátky, přestože syrovátka vyvolala o ~44 % vyšší plazmatické koncentrace EAA [4]. Podobně 30g směs pšenice, kukuřice a hrachu (v poměru 2:1:1 s obsahem ~2,4 g leucinu) vyrovnala akutní odpověď MPS vyvolanou mléčným proteinem [10, 14].

Strategie pro vyrovnání anabolického účinku mléčných bílkovin

Výzkum definuje tři hlavní přístupy, jak dosáhnout anabolické odpovědi rostlinných proteinů srovnatelné s mléčnými:

1. Fortifikace leucinem: U zdravých mladých dospělých konzumujících 20g dávku hrachovo-řepkové směsi byla smíšená MPS výrazně nižší než u syrovátkového izolátu, pokud nebyla směs obohacena volným leucinem (PBP + Leu), což vedlo k odpovědi MPS ekvivalentní syrovátce (P = 0,052) [10]. U starších zvířecích modelů obnovilo přidání 12 % volného leucinu k hrachovo-sójové směsi MPS i aktivaci signální dráhy mTOR (fosforylaci 4EBP1) na úrovně pozorované u syrovátkového proteinového izolátu [18].
2. Strategické míchání: Kombinace obilovin (vyšší obsah methioninu, nižší obsah lysinu) s luštěninami (vyšší obsah lysinu, nižší obsah methioninu) nebo brukvovitými rostlinami vytváří profil aminokyselin schopný spustit plnou postprandiální MPS [4, 10, 14].
3. Navýšení dávky: Vzhledem k tomu, že spouštěč MPS určuje absolutní prahová hodnota leucinu a EAA, konzumace větší porce jednodruhového rostlinného proteinu zajistí stejný přísun esenciálních aminokyselin. Například konzumace 26 g sójového proteinového izolátu odpovídá 19 g syrovátkového proteinového izolátu díky dodání shodných 2,0 g leucinu [21].

Dlouhodobé výsledky v hypertrofii a síle

Dlouhodobé tréninkové studie ukazují, že se tyto akutní fyziologické strategie efektivně promítají do chronických adaptací [14, 16, 21]. Metaanalýza 16 randomizovaných kontrolovaných studií zjistila, že zdroj bílkovin celkově neovlivňuje absolutní beztukovou hmotu ani svalovou sílu, pokud je celkový příjem bílkovin obecně nad úrovní doporučené denní dávky (RDA) [1]. Podskupinová analýza však ukázala, že živočišné bílkoviny mírně zvýhodňovaly procentuální zastoupení beztukové hmoty a vedly k malému nárůstu absolutní beztukové hmoty (vážený průměrný rozdíl: 0,41 kg) a procenta beztukové hmoty (0,50 %) u mladších dospělých (<50 let), přičemž silový trénink tento srovnávací výsledek nezměnil [1].

Při využití specifických rostlinných směsí nebo adekvátního denního příjmu:

• Dvanáctitýdenní studie u netrénovaných mladých mužů užívajících 45 g/den buď leucinem vyrovnané směsi hrachu a sóji, nebo syrovátkového proteinu během silového tréninku zjistila statisticky ekvivalentní nárůst celotělové beztukové hmoty (2,4 kg u rostlinné vs. 2,5 kg u živočišné), beztukové hmoty končetin (1,2 kg vs. 1,8 kg), průřezu svalu vastus lateralis (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) a síly na 1RM na leg-pressu (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• Denní suplementace vyrovnaná na 2 g leucinu prostřednictvím 26 g sójového proteinového izolátu nebo 19 g syrovátkového proteinového izolátu během 12 týdnů tréninku vedla ke shodným přírůstkům beztukové tělesné hmoty (1,54 kg napříč skupinami) i točivého momentu extenzorů/flexorů kolene [21].
• Konzumace 25 g hrachového proteinu dvakrát denně po dobu 12 týdnů vedla k nárůstu tloušťky svalů horní části těla srovnatelnému se syrovátkovým proteinem a u slabších účastníků byla výrazně lepší než placebo [7].
• U veganů konzumujících 1,6 g/kg/den z komplementárních rostlinných zdrojů při současném silovém tréninku odpovídal nárůst beztukové hmoty nohou, průřezu svalových vláken i síly zcela hodnotám u všežravé stravy [14].

Vliv věku a anabolická rezistence

Věk představuje zásadní proměnnou ovlivňující reakci na rostlinné oproti mléčným bílkovinám [2, 9, 20]. Svalová hmota po 50. roce věku klesá průměrným tempem 1–2 % ročně, přičemž těžká ztráta svalové hmoty postihuje 5–13 % dospělých ve věku 60–80 let a 11–50 % osob starších 80 let [9]. U starších dospělých se rozvíjí anabolická rezistence, kvůli níž vyžadují více než 2 g leucinu na jídlo ke stimulaci MPS ve stejné míře, jaké mladí dospělí dosáhnou s 1 g v kombinaci se cvičením [20].

Podskupinové metaanalýzy ukazují, že živočišné bílkoviny vykazují u starších dospělých výraznější stimulační převahu nad rostlinnými bílkovinami ve srovnání s mladšími skupinami [2]. U starších žen v klidu malé dávky EAA obohacené o leucin (1,5 g LEAA) a syrovátkový protein stimulují časnou MPS (0–2 h), avšak k udržení MPS a anabolické signalizace (p-p70S6K1) v průběhu 4 hodin jsou nutné vyšší intaktní dávky (6 g LEAA nebo 40 g syrovátky) nebo zapojení cvičení [5]. Denní suplementace 10 g volného leucinu (5 g dvakrát denně) během silového tréninku významně zlepšuje funkční testy a sílu nohou u dospělých nad 70 let [20]. U starší populace užívající rostlinné bílkoviny je pro zachování beztukové hmoty obzvláště kritické cílit na celkový příjem v rozmezí 1,0–1,2 g/kg/den a záměrně obohacovat jídla leucinem nebo komplementárními směsmi [9, 20].