Planteprotein vs. mælkeprotein til muskelproteinsyntese

Plantebaserede proteiner og blandinger af flere plantekilder kan stimulere muskelproteinsyntesen (MPS) samt understøtte styrke og muskelhypertrofi i en grad, der er sammenlignelig med mælkeproteiner som valle og mælk, forudsat at det samlede daglige proteinindtag er tilstrækkeligt, eller at plantekilden leverer en tilstrækkelig profil af essentielle aminosyrer og leucin [4, 10, 14, 16, 21]. Gram for gram har uberigede, enkeltstående plantekilder dog ofte et lavere indhold af essentielle aminosyrer (EAA) og leucin end mælkeproteiner, hvilket kan føre til lavere akutte rater af MPS, medmindre dosis øges, komplementære plantekilder blandes, eller der tilsættes fri leucin [10, 12, 13, 18].

Aminosyreprofilen i plante- vs. mælkeproteiner

Den primære fysiologiske drivkraft bag MPS er tilgængeligheden af essentielle aminosyrer, især leucin [5, 14]. Individuelle plantebaserede proteinisolater udviser markant variation i deres aminosyresammensætning sammenlignet med animalske proteiner [12, 13]. Hvor mælkeproteiner som valle (43 % EAA, 11,0 % leucin) og mælk (39 % EAA, 9,0 % leucin) er rige på alle essentielle aminosyrer, har planteproteinisolater som havre (21 % EAA), lupin (21 % EAA) og hvede (22 % EAA) en lavere samlet EAA-andel i forhold til human skeletmuskulatur (38 % EAA, 7,6 % leucin) [13].

Leucinindholdet varierer også betydeligt på tværs af plantekilder: Hamp (5,1 %) og lupin (5,2 %) ligger under WHO/FAO/UNU-kravet på 5,9 %, hvorimod soja (6,9 %), raps (6,9 %), ært (7,2 %), brune ris (7,4 %), kartoffel (8,3 %) og majs (13,5 %) overstiger det [12, 13]. Derudover har plantekilder typisk lavere koncentrationer af lysin (1,4 % til 6,0 % mod 5,3 % til 9,0 % i animalske proteiner) og methionin (0,2 % til 2,5 % mod 2,2 % til 2,8 % i animalske proteiner) [12, 13]. Forarbejdning af plantekilder til koncentrater eller isolater fjerner antinæringsstoffer og genopretter aminosyrernes optagelighed, men specifikke aminosyremangler kan stadig forekomme [12].

Akut muskelproteinsyntese: Enkeltkilder og blandinger

Når man vurderer den akutte muskelproteinsyntese, har animalske proteiner en beskeden samlet fordel på tværs af voksnes levetid, om end metaanalytiske data viser, at denne forskel har en ubetydelig effektstørrelse (ES Plante:Animalsk = 0,004) med lav evidensgrad [2]. En metaanalyse af 12 studier fandt, at den overordnede forskel i det akutte respons mellem plante- og dyreprotein lå ved 0,35-percentilen af den biologiske variation, hvor leucindosis pr. måltid var den primære afgørende faktor frem for selve proteinkilden [14].

I direkte sammenligninger:

• Enkeltkilder: Valleprotein fremkalder et større akut MPS-respons end sojaprotein og micellært kasein ved hvile og efter træning hos ældre mænd [9]. Tilsvarende stimulerer hvedeprotein MPS i mindre grad end valle, medmindre det beriges med ekstra leucin [17].
• Planteblandinger: Kombination af komplementære planteproteiner omgår begrænsningerne ved de enkelte aminosyrer. For eksempel er rapsproteinisolat rigt på svovlholdige aminosyrer (methionin og cystein, ≥3 g/100 g), hvilket kompenserer for den naturlige mangel på methionin i ærteprotein [10]. Hos unge styrketrænede voksne stimulerede indtagelse af 32 g af en planteblanding (39,5 % ært, 39,5 % brune ris, 21,0 % raps med et indhold på 2,5 g leucin) myofibrillær proteinsyntese (MyoPS) efter træning identisk med en isonitrogen 32 g vallebolus over 0–2 timer og 2–4 timer, på trods af at valle gav ~44 % højere EAA-koncentrationer i plasma [4]. Ligeledes matchede en 30 g blanding af hvede, majs og ært (forholdet 2:1:1 med ~2,4 g leucin) det akutte MPS-respons fra mælkeprotein [10, 14].

Strategier til at matche anabolismen fra mælkeprotein

Forskning peger på tre primære tilgange til at bringe det anabolske respons fra planteproteiner på niveau med mælkeprotein:

1. Leucinberigelse: Hos raske unge voksne, der indtog en dosis på 20 g af en ært-raps-blanding, var blandet MPS signifikant lavere end med valleisolat, medmindre den blev beriget med fri leucin (PBP + Leu), hvilket gav et MPS-respons svarende til valle (P = 0,052) [10]. I dyremodeller med ældre dyr genoprettede tilsætning af 12 % fri leucin til en ært/soja-blanding MPS og aktivering af mTOR-signalvejen (4EBP1-phosphorylering) til niveauer svarende til valleproteinisolat [18].
2. Strategisk blanding: Ved at kombinere kornprodukter (højere indhold af methionin, lavere indhold af lysin) med bælgfrugter (højere indhold af lysin, lavere indhold af methionin) eller korsblomstrede planter skabes en aminosyreprofil, der er i stand til at udløse fuld postprandial MPS [4, 10, 14].
3. Øgning af dosis: Da den absolutte tærskel for leucin og EAA styrer igangsættelsen af MPS, opnås den samme tilførsel af essentielle aminosyrer ved at indtage en større portion af et enkelt planteprotein. For eksempel svarer indtagelse af 26 g sojaproteinisolat til 19 g valleproteinisolat ved at levere tilsvarende 2,0 g leucin [21].

Langsigtede resultater for hypertrofi og styrke

Langsigtede træningsstudier indikerer, at disse akutte fysiologiske strategier effektivt omsættes til kroniske tilpasninger [14, 16, 21]. En metaanalyse af 16 randomiserede kontrollerede forsøg fandt, at proteinkilden overordnet set ikke påvirker absolut fedtfri masse eller muskelstyrke, når det samlede proteinindtag generelt ligger over det anbefalede daglige indtag (RDA) [1]. En undergruppeanalyse viste dog, at animalsk protein favoriserede procentvis fedtfri masse og gav små stigninger i absolut fedtfri masse (vægtet gennemsnitlig forskel: 0,41 kg) og procentvis fedtfri masse (0,50 %) hos yngre voksne (<50 år), mens styrketræning ikke ændrede det relative udfald [1].

Når specifikke plantesammensætninger eller tilstrækkeligt dagligt indtag anvendes:

• Et 12-ugers studie med utrænede unge mænd, der indtog 45 g/dag af enten en leucin-matchet ært/soja-planteblanding eller valleprotein under styrketræning, fandt statistisk ækvivalente stigninger i helkrops fedtfri masse (2,4 kg PLNT vs. 2,5 kg ANML), appendikulær fedtfri masse (1,2 kg vs. 1,8 kg), vastus lateralis-tværsnitsareal (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) og 1RM-styrke i benpres (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• Daglig supplering matchet til 2 g leucin via 26 g sojaproteinisolat eller 19 g valleproteinisolat over 12 ugers træning resulterede i tilsvarende fremgang i fedtfri kropsmasse (1,54 kg på tværs af grupper) og drejningsmoment i benekstension/-fleksion [21].
• Indtagelse af 25 g ærteprotein to gange dagligt over 12 uger gav stigninger i overkroppens muskeltykkelse, der var sammenlignelige med valleprotein og signifikant bedre end placebo hos de svagere deltagere [7].
• Hos veganere, der indtog 1,6 g/kg/dag fra komplementære plantekilder sideløbende med styrketræning, matchede tilpasningerne i benenes fedtfri masse, muskelfibrenes tværsnitsareal og styrke fuldstændigt resultaterne fra en altædende kost [14].

Aldersrelaterede hensyn og anabol resistens

Alder er en væsentlig variabel, der modulerer responsen på plante- versus mælkeproteiner [2, 9, 20]. Skeletmuskelmassen falder med en gennemsnitlig hastighed på 1–2 % om året efter 50-årsalderen, hvor udtalt muskeltab rammer 5 %–13 % af voksne i alderen 60–80 år og 11 %–50 % af dem over 80 år [9]. Ældre voksne oplever anabol resistens og har brug for mere end 2 g leucin pr. måltid for at stimulere MPS i samme grad, som unge voksne opnår med 1 g kombineret med træning [20].

Undergruppemetaanalyser indikerer, at animalske proteiner udviser en mere udtalt stimulerende fordel i forhold til planteproteiner hos ældre voksne sammenlignet med yngre kohorter [2]. Hos ældre kvinder i hvile stimulerer små leucinberigede EAA-doser (1,5 g LEAA) og valleprotein den tidlige MPS (0–2 timer), men større intakte doser (6 g LEAA eller 40 g valle) eller træning er nødvendig for at opretholde MPS og anabol signalering (p-p70S6K1) over 4 timer [5]. Tilskud af 10 g fri leucin dagligt (5 g to gange dagligt) under styrketræning forbedrer funktionelle tests og benstyrke signifikant hos voksne over 70 år [20]. For ældre befolkningsgrupper, der anvender planteproteiner, er et målrettet samlet indtag i området 1,0–1,2 g/kg/dag og bevidst berigelse af måltider med leucin eller komplementære blandinger særligt afgørende for at bevare den fedtfrie masse [9, 20].