Taimne vs piimavalk lihasvalgu sünteesis

Taimsed valgud ja mitmest allikast koosnevad taimsed valgusegud suudavad stimuleerida lihasvalgu sünteesi (MPS) ning toetada jõu ja lihashüpertroofia arengut piimavalkudega (nagu vadak ja piim) võrreldaval määral, eeldusel et päevane üldine valgukogus on piisav või taimne allikas tagab adekvaatse asendamatute aminohapete ja leutsiini profiili [4, 10, 14, 16, 21]. Samas on gramm-grammi võrdluses rikastamata üksikutel taimsetel allikatel sageli madalam asendamatute aminohapete (EAA) ja leutsiini sisaldus kui piimavalkudel, mis võib viia madalama akuutse MPS-i määrani, kui portsjoneid ei suurendata, omavahel täiendavaid taimseid allikaid ei kombineerita või ei lisata vaba leutsiini [10, 12, 13, 18].

Taimsete ja piimavalkude aminohappeline profiil

Lihasvalgu sünteesi peamine füsioloogiline käivitaja on asendamatute aminohapete, eriti leutsiini kättesaadavus [5, 14]. Eraldiseisvatel taimsetel valguisolaatidel esineb aminohappelises koostises loomsete valkudega võrreldes märgatavaid erinevusi [12, 13]. Kui piimavalgud, nagu vadak (43% EAA, 11,0% leutsiini) ja piim (39% EAA, 9,0% leutsiini), on rikkad kõigi asendamatute aminohapete poolest, siis taimsetel valguisolaatidel, nagu kaer (21% EAA), lupiin (21% EAA) ja nisu (22% EAA), on inimese skeletilihasega (38% EAA, 7,6% leutsiini) võrreldes madalam EAA üldosa [13].

Ka leutsiinisisaldus varieerub taimsetes allikates suuresti: kanep (5,1%) ja lupiin (5,2%) jäävad alla WHO/FAO/UNU soovitusliku 5,9% normi, samas kui soja (6,9%), raps (6,9%), hernes (7,2%), pruun riis (7,4%), kartul (8,3%) ja mais (13,5%) ületavad seda [12, 13]. Lisaks on taimsetes allikates tüüpiliselt madalam lüsiini (1,4–6,0% vs. 5,3–9,0% loomsetes valkudes) ja metioniini kontsentratsioon (0,2–2,5% vs. 2,2–2,8% loomsetes valkudes) [12, 13]. Taimsete allikate töötlemine kontsentraatideks või isolaatideks eemaldab antinutritsioonilised tegurid ja taastab aminohapete imenduvuse, kuid spetsiifilised aminohapete defitsiidid võivad siiski püsida [12].

Akuutne lihasvalgu süntees: üksikallikad ja segud

Akuutse lihasvalgu sünteesi hindamisel on loomsetel valkudel täiskasvanueas mõningane üldine eelis, kuigi metaanalüüsi andmed näitavad, et selle erinevuse efekti suurus on tühine (efekti suurus taimne:loomne = 0,004) ja tõenduspõhisuse kindlus madal [2]. 12 uuringu metaanalüüs leidis, et üldine erinevus taimse ja loomse valgu akuutses reaktsioonis asus bioloogilise varieeruvuse 0,35. protsentiilis, kusjuures peamiseks määravaks teguriks oli toidukorra leutsiiniannus, mitte valguallikas ise [14].

Otsestes võrdlustes:

• Üksikallikad: vadakuvalk kutsub eakatel meestel esile suurema akuutse MPS-i reaktsiooni kui sojavalk ja mitsellaarne kaseiin nii puhkeolekus kui ka pärast treeningut [9]. Samamoodi stimuleerib nisuvalk madalamat MPS-i kui vadak, välja arvatud juhul, kui seda rikastatakse lisatud leutsiiniga [17].
• Taimsed segud: täiendavate taimsete valkude kombineerimine aitab vältida üksikute aminohapete puudujääke. Näiteks on rapsivalgu isolaat rikas väävlit sisaldavate aminohapete poolest (metioniin ja tsüsteiin, ≥3 g / 100 g), kompenseerides hernevalgu loomulikku metioniinipuudust [10]. Noortel jõutreeningut tegevatel täiskasvanutel stimuleeris 32 g taimse segu tarbimine (39,5% hernes, 39,5% pruun riis, 21,0% raps, mis tagas 2,5 g leutsiini) treeningujärgset müofibrillaarse valgu sünteesi (MyoPS) samaväärselt isonitrogeense 32 g vadakuannusega vahemikes 0–2 h ja 2–4 h, seda vaatamata asjaolule, et vadak tõstis vereplasma EAA kontsentratsiooni ~44% kõrgemale [4]. Samuti andis 30 g nisu, maisi ja herne segu (suhtes 2:1:1, tagades ~2,4 g leutsiini) piimavalguga samaväärse akuutse MPS-i vastuse [10, 14].

Strateegiad piimavalgu anaboolse toime saavutamiseks

Uuringud toovad välja kolm peamist lähenemisviisi taimsete valkude anaboolse reaktsiooni viimiseks piimavalguga samale tasemele:

1. Rikastamine leutsiiniga: tervetel noortel täiskasvanutel, kes tarbisid 20 g herne- ja rapsisegu, oli üldine MPS märgatavalt madalam kui vadakuvalgu isolaadiga, välja arvatud juhul, kui segule lisati vaba leutsiini (PBP + Leu), mis tagas vadakuga samaväärse MPS-i reaktsiooni (P = 0,052) [10]. Vananenud loommudelites taastas 12% vaba leutsiini lisamine herne-/sojasegule MPS-i ja mTOR-raja aktiveerumise (4EBP1 fosforüülimise) tasemele, mida täheldati vadakuvalgu isolaadiga [18].
2. Strateegiline kombineerimine: teraviljade (rohkem metioniini, vähem lüsiini) segamine kaunviljade (rohkem lüsiini, vähem metioniini) või ristõielistega loob aminohappelise profiili, mis on võimeline käivitama täieliku toidujärgse MPS-i [4, 10, 14].
3. Annuse suurendamine: kuna MPS-i vallandamise määrab leutsiini ja EAA-de absoluutne lävi, saavutatakse üksiku taimse valgu suurema portsjoni tarbimisega sama asendamatute aminohapete kogus. Näiteks annab 26 g sojavalgu isolaadi tarbimine sama koguse ehk 2,0 g leutsiini kui 19 g vadakuvalgu isolaati [21].

Pikaajalised tulemused lihashüpertroofias ja jõus

Pikaajalised treeningu-uuringud näitavad, et need akuutsed füsioloogilised strateegiad kanduvad edukalt üle pikaajalisteks kohastumusteks [14, 16, 21]. 16 randomiseeritud kontrollitud uuringu metaanalüüs leidis, et valguallikas ei mõjuta üldiselt rasvavaba massi ega lihasjõu absoluutset suurenemist, kui päevane valgu üldtarbimine ületab soovitusliku miinimumi (RDA) [1]. Siiski näitas alagrupianalüüs, et loomne valk soodustas noorematel täiskasvanutel (<50 aasta) rasvavaba massi protsenti ja tõi kaasa väikese eelise absoluutse rasvavaba massi (kaalutud keskmine erinevus: 0,41 kg) ja rasvavaba massi protsendi (0,50%) suurenemises, samal ajal kui jõutreeningu lisandumine võrdlustulemust ei muutnud [1].

Spetsiifiliste taimsete valemite või piisava päevase tarbimise korral:

• 12-nädalane uuring treenimata noorte meestega, kes tarbisid jõutreeningu kõrvale 45 g päevas kas leutsiinikoguselt kohandatud herne-/sojasegu või vadakuvalku, näitas statistiliselt võrdväärset kogu keha rasvavaba massi (2,4 kg taimne vs. 2,5 kg loomne), jäsemete rasvavaba massi (1,2 kg vs. 1,8 kg), reie sirglihase (vastus lateralis) ristlõikepindala (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) ning jalapressi 1RM-jõu kasvu (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• Igapäevane toidulisandina tarbitud 2 g leutsiini tagamine 26 g sojavalgu isolaadi või 19 g vadakuvalgu isolaadi kaudu 12-nädalase treeningu vältel tagas võrdse rasvavaba massi kasvu (1,54 kg gruppide lõikes) ning sarnase jalasirutajate/-painutajate pöördemomendi arengu [21].
• 25 g hernevalgu tarbimine kaks korda päevas 12 nädala jooksul tagas ülakeha lihaspaksuse kasvu, mis oli võrreldav vadakuvalguga ja nõrgemate osalejate puhul oluliselt parem kui platseebo [7].
• Veganitel, kes tarbisid jõutreeningu kõrvale 1,6 g/kg/päevas valku teineteist täiendavatest taimsetest allikatest, olid jalgade rasvavaba massi, lihaskiudude ristlõikepindala ja jõunäitajate kohastumused täielikult võrdsed segatoidulistega [14].

Vanusest tulenevad eripärad ja anaboolne resistentsus

Vanus on oluline tegur, mis mõjutab reaktsiooni taimsetele versus piimavalkudele [2, 9, 20]. Skeletilihaste mass väheneb pärast 50. eluaastat keskmiselt 1–2% aastas, kusjuures ulatuslik lihasmassi kadu mõjutab 5–13% 60–80-aastastest ja 11–50% üle 80-aastastest täiskasvanutest [9]. Eakatel esineb anaboolne resistentsus, mis nõuab toidukorra kohta üle 2 g leutsiini, et stimuleerida MPS-i samal määral, kui noored saavutavad 1 g leutsiini ja treeningu kombinatsiooniga [20].

Alagruppide metaanalüüsid näitavad, et loomsetel valkudel on eakate seas nooremate kohortidega võrreldes selgem stimuleeriv eelis taimsete valkude ees [2]. Eakatel naistel puhkeolekus stimuleerivad väikesed leutsiiniga rikastatud EAA annused (1,5 g LEAA) ja vadakuvalk varajast MPS-i (0–2 h), kuid püsiva MPS-i ja anaboolse signaaliülekande (p-p70S6K1) säilitamiseks 4 tunni jooksul on vaja suuremaid terve valgu annuseid (6 g LEAA või 40 g vadakut) või treeningu lisamist [5]. Päevas 10 g vaba leutsiini lisamine (5 g kaks korda päevas) jõutreeningu ajal parandab üle 70-aastastel täiskasvanutel märgatavalt funktsionaalseid teste ja jalajõudu [20]. Eakatel, kes tarbivad taimseid valke, on rasvavaba massi säilitamiseks eriti kriitiline sihtida valgu üldtarbimist vahemikus 1,0–1,2 g/kg/päevas ning teadlikult rikastada toidukordi leutsiini või täiendavate valgusegudega [9, 20].