Kuinka nopeasti painoa kannattaa pudottaa lihasmassan säilyttämiseksi?

Viikoittainen optimaalinen painonpudotusnopeus

Rasvattoman kehonpainon (LBM) säilyttäminen hypokalorisen jakson aikana edellyttää energiavajeen suuruuden tarkkaa säätämistä. Nykyinen tutkimusnäyttö osoittaa, että tavoiteltu viikoittainen painonpudotusnopeus, joka on 0,5–1,0 % kehon kokonaispainosta, optimoi luurankolihaskudoksen säilymisen [10]. Voimakkaammat vajeet nopeuttavat kokonaispainon pudotusta lihaskudoksen kustannuksella, jolloin nopeampi tahti siirtää menetettävän massan suhdetta järjestelmällisesti rasvattoman massan suuntaan [10].

Urheilijaryhmillä tehdyssä vertailevassa tutkimuksessa, jossa dieetti kesti 4–11 viikkoa, maltillinen 0,7 %:n viikoittainen painonpudotus kehonpainosta johti 31 %:n rasvamassan vähenemiseen ja samanaikaiseen 2,1 %:n rasvattoman kehonpainon lisäykseen [10]. Sitä vastoin nopeampi 1,4 %:n viikoittainen pudotusnopeus johti 21 %:n rasvamassan vähenemiseen ilman rasvattoman kehonpainon kasvua, ja nopeammin painoa pudottaneen ryhmän rasvattomimmilla yksilöillä havaittiin mitattavaa lihaskatoa [10]. Kehonkoostumuksen lisäksi nopea painonpudotus aiheuttaa haitallisia endokriinisiä ja neuromuskulaarisia vaikutuksia. Voimaharjoitelleilla naisilla 1,0 kg:n viikoittainen painonpudotus verrattuna 0,5 kg:n viikoittaiseen pudotukseen 4 viikon aikana aiheutti 5 %:n heikentymisen penkkipunnerrusvoimassa ja 30 % suuremman laskun verenkierron testosteronitasoissa [10].

Metabolisen sopeutumisen ja neuromuskulaarisen suorituskyvyn heikkenemisen lieventämiseksi pitkittyneiden dieettien aikana käytetään usein jaksotettuja energiarajoitusprotokollia [17]. Voimaharjoitelleilla henkilöillä, jotka noudattivat 25 %:n kalorivajetta 7 viikon ajan, kahden peräkkäisen päivän hiilihydraattitankkaus (refeed) säilytti paremmin rasvatonta massaa (lasku 0,4 kg vs. 1,3 kg jatkuvalla rajoituksella), kuivaa rasvatonta massaa (lasku 0,2 kg vs. 1,9 kg) ja lepoaineenvaihduntaa (lasku 38 kcal/vrk vs. 78 kcal/vrk) rasvanpalamisen pysyessä samantasoisena [16]. Vastaavasti strukturoidut 1–2 viikon dieettitauot ylläpitokaloreilla voivat auttaa hallitsemaan ruokahalua ja lieventämään aineenvaihdunnan hidastumista [17], kun taas kahden viikon vajeen ja yhden viikon ylläpitojakson vuorottelun on osoitettu estävän syömisen kontrollin pettämistä heikentämättä rasvan menetystä [15].

Päivittäinen kokonaisproteiinintarve

Hypokaloristen jaksojen aikana ravinnon proteiinintarve kasvaa, jotta voidaan vastustaa kehon kiihtynyttä proteolyysiä ja vaimentunutta lihasproteiinisynteesin (MPS) perustasoa [3, 10]. Voimaharjoittelijoille ja luonnollisille fitness- ja fysiikkakilpailijoille kilpailuun valmistautumisen aikana annetut näyttöön perustuvat suositukset osoittavat päivittäiseksi proteiininsaanniksi 2,3–3,1 g/kg rasvatonta kehonpainoa kohti [10]. Loput kaloreista jaetaan tyypillisesti siten, että ravinnon rasvan osuus on 15–30 % kokonaisenergiansaannista ja loput kalorit kohdennetaan hiilihydraatteihin harjoitussuorituskyvyn ja glykogeenivarastojen ylläpitämiseksi [10].

Laajemmissa kalorirajoitusta noudattavissa väestöryhmissä korkeampi proteiininsaanti välillä 1,2–1,5 g/kg/vrk parantaa johdonmukaisesti rasvattoman massan säilymistä ja kehonkoostumuksen muutoksia tavanomaisiin perustason saanteihin verrattuna [4]. Myös ikään liittyvät tekijät säätelevät näitä vaatimuksia: masters-urheilijoilla (>35-vuotiailla) harjoituksen jälkeinen anabolinen vaste on vaimentunut anabolisen resistenssin vuoksi, ja he hyötyvät korkeammista 1,6–2,0 g/kg/vrk perussaantitasoista, joita voidaan mahdollisesti täydentää kohdennetuilla aminohapoilla tai monityydyttymättömillä omega-3-rasvahapoilla anabolisen herkkyyden palauttamiseksi [5]. Vastaavasti kilpailevilla kontaktilajien urheilijoilla tehty ravitsemusmallinnus osoittaa, että noin 1,68 g/kg/vrk päivittäinen saanti täyttää maksimaalisen lihaskehityksen kynnysarvot [7].

Ateriakohtaiset leusiinikynnykset ja mTORC1-aktivaatio

Aterianjälkeisen lihasproteiinisynteesin ensisijainen ajuri on rapamysiinin mekanistisen kohdeproteiinikompleksi 1:n (mTORC1) solunsisäinen aktivaatio [8, 9]. Leusiini toimii ensisijaisena välttämättömänä aminohappona (EAA) tämän signaalin käynnistämisessä lisäten mTORC1:n alavirran substraattien fosforylaatiota noin kolminkertaisesti enemmän kuin kaikki muut EAA:t yhteensä [8]. Tämän signaalikaskadin käynnistämiseksi veren leusiinipitoisuuden on suunnilleen kolminkertaistuttava, mikä vastaa noin 2,5–3,0 g:n absoluuttista leusiiniannosta ateriaa kohti [9]. Vain noin 10 % nautitusta ravinnon proteiinista hyödynnetään suoraan de novo -lihasproteiinisynteesiin, sillä noin 50 % poistuu splanknisen alueen kautta ja vain murto-osa kiertävistä aminohapoista saavuttaa luurankolihaksen [9].

Koska leusiinin osuus vaihtelee eri proteiininlähteissä — heraproteiinin noin 11 %:sta herneproteiinin noin 9 %:iin ja naudanlihan noin 8 %:iin — leusiinikynnyksen saavuttamiseen vaadittava intaktin proteiinin kokonaismäärä riippuu lähteen laadusta [9]. Nuorilla aikuisilla (<30 vuotta) lihasproteiinisynteesivaste skaalautuu lähes lineaarisesti aterian proteiinimäärän mukaan, kun taas iäkkäämmillä aikuisilla (>60 vuotta) esiintyy anabolista resistenssiä ja he tarvitsevat vähintään 2,8 g leusiinia (vastaa ≥30 g korkealaatuista proteiinia) ateriaa kohti aktivoidakseen mTORC1-eIF4-reitin [3]. Akuuteissa katabolisissa tiloissa, kuten energiarajoitetuilla dieettijaksoilla tai yön yli kestäneen paaston jälkeen, tämän ateriakohtaisen leusiinikynnyksen saavuttaminen stimuloi voimakasta proteiinisynteesiä ensimmäisellä aterialla, mikä edistää rasvattoman kudoksen nettosaannon säilymistä [3].

Proteiinin jakautuminen vuorokauden aikana: akuutti vs. pitkittäinen näyttö

Akuutit isotooppimerkkiainetutkimukset ovat osoittaneet, että proteiinin jakautuminen vuorokauden sisällä moduloi suoraan 24 tunnin fraktionaalista synteesinopeutta. Terveillä aikuisilla, jotka nauttivat saman päivittäisen kokonaisproteiinimäärän, tasainen jakautuminen kolmelle aterialle (~30–33 g per ateria) tuotti 25 % korkeamman 24 tunnin sekamuotoisen lihasproteiinin fraktionaalisen synteesinopeuden verrattuna epätasaiseen jakautumiseen (~11 g aamiainen, ~16 g lounas, ~63 g päivällinen) [2]. Samankaltaiset akuutit ravitsemuskokeet, joissa käytettiin proteiinilisiä tai vähärasvaista naudanlihaa, ovat raportoineet 19–25 %:n lisäyksen kumulatiivisessa lihasproteiinisynteesissä 13–24 tunnin seurantajaksoilla, kun proteiini jaettiin tasaisesti epätasaisen jakelun sijaan [4].

Pitkittäiset harjoitustutkimukset kuitenkin osoittavat, että päivittäinen kokonaisproteiininsaanti ja voimaharjoittelu voivat puskuroida ateriajakautuman vaihteluita vastaan [1, 4]. Voimaharjoitelleilla aikuisilla tehdyssä 16 viikon satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa, jossa noudatettiin 750 kcal/vrk energiavajetta ja 1,0 g/kg/vrk proteiininsaantia, tasaisella jakautumisella (30 g / 30 g / 30 g) ei havaittu eroa epätasaiseen jakautumiseen (10 g / 20 g / 60 g) nähden koko kehon rasvattoman massan muutoksissa (-1,0 kg molemmissa ryhmissä), rasvamassassa (-6,9 kg) tai reiden keskiosan lihaksen poikkipinta-alassa [4]. Voimaharjoittelu herkistää luurankolihasta aminohappojen saannille ja pidentää kohonneen anabolisen vasteen aikaikkunan noin 48 tuntiin [8].

Kun päivittäinen proteiininsaanti on submaksimaalista (0,8–1,3 g/kg/vrk), vähintään yhden saturoituvan leusiinikynnyksen saavuttavan tai ylittävän aterian nauttiminen voi olla tehokkaampaa luurankolihasten terveyden ylläpitämiseksi kuin riittämättömän kokonaisproteiinimäärän jakaminen useisiin kynnysarvon alittaviin annoksiin [1]. Fysiikka- ja voimaurheilijoille, jotka pyrkivät optimoimaan sekä ateriakohtaisen stimulaation että kokonaissaannin, 3–6 aterian nauttiminen päivässä siten, että jokainen ateria sisältää 0,4–0,5 g/kg proteiinia — erityisesti voimaharjoitusten ympärillä — on edelleen toimiva ja tehokas toimintamalli [10].